在任何数学系统中,只要其能包含整数的算术,这个系统的相容性就不可能通过几个基础学派所采用的逻辑原理建立。简单地说,就是在任何系统中,总有些真理是游离于逻辑之外的,这些真理就叫做歌德尔命题。歌德尔命题由奥地利数学家哥德尔在1931年发表的题为《论<数学原理>及有关系统的形式不可判定命题》的论文提出。
1928年希尔伯特和W.阿克曼(1896~1962)合著的《理论逻辑基础》第一版首先把一阶逻辑分离出来并证明其一致性。同年希尔伯特在波劳亚数学会上提出逻辑演算的完全性问题。哥德尔于1929年秋完成并于1930年发表了博士论文的修改稿《逻辑谓词演算公理的完全性》,其主要内容是证明:一阶谓词演算的有效公式皆可证。同时也证明了紧致性定理和勒文海姆 -司寇伦定理(见司寇伦定理)。他在证明里使用了J.克尼希无穷引理和古典排中律。
No.10 最具颠覆性的数学家 哥德尔No.9 最具有眼光的数学家 希尔伯特No.8 最具有革命性的数学家 康托No.7 最具想像力的数学家 黎曼No.6 最具天赋的数学家 加罗瓦No.5 所有人的老师 欧拉No.4 最后一个数学全才 庞加莱No.3 数学之神 牛顿No.2 数学王子 高斯
世界公认的三大著名数学家为:阿基米德、牛顿与高斯。他们为科学发展作出了巨大贡献。
阿基米德 , 公元前287年-公元前212年)伟大的古希腊哲学家、百科式科学家、数学家、物理学家、力学家,静态力学和流体静力学的奠基人,并且享有“力学之父”的美称,阿基米德和高斯、牛顿并列为世界三大数学家。阿基米德曾说过:“给我一个支点,我就能撬起整个地球。”
艾萨克·牛顿爵士,英国皇家学会会长,英国著名的物理学家,百科全书式的“全才”,著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。他在1687年发表的论文《自然定律》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。
这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心说提供了强有力的理论支持,并推动了科学革命。
约翰·卡尔·弗里德里希·高斯,1777年4月30日-1855年2月23日),是德国著名数学家、物理学家、天文学家、大地测量学家。是近代数学奠基者之一,高斯被认为是历史上最重要的数学家之一,并享有“数学王子”之称。
扩展资料:
1679年,牛顿重新回到力学的研究中:引力及其对行星轨道的作用、开普勒的行星运动定律、与胡克和弗拉姆斯蒂德在力学上的讨论。他将自己的成果归结在《物体在轨道中之运动》(1684年)一书中,该书中包含有初步的、后来在《原理》中形成的运动定律。
《自然哲学的数学原理》(现常简称作《原理》)在埃德蒙·哈雷的鼓励和支持下出版于1687年7月5日。该书中牛顿阐述了其后两百年间都被视作真理的三大运动定律。
牛顿使用拉丁单词“gravitas”(沉重)来为现今的引力(gravity)命名,并定义了万有引力定律。在这本书中,他还基于波义耳定律提出了首个分析测定空气中音速的方法。
由于《原理》的成就,牛顿得到了国际性的认可,并为他赢得了一大群支持者:牛顿与其中的瑞士数学家尼古拉·法蒂奥·丢勒建立了非常亲密的关系,直到1693年他们的友谊破裂。这场友谊的结束让牛顿患上了神经衰弱。
牛顿在伽利略等人工作的基础上进行深入研究,总结出了物体运动的三个基本定律。
参考资料:百度百科-世界三大数学家
孟德尔1822年7月20日出生于奥地利西里西亚,是遗传学的奠基人,被誉为现代遗传学之父。孟德尔通过豌豆实验,发现了遗传规律、分离规律及自由组合规律。人物生平早年1822年7月20日,孟德尔出生在奥地利西里西亚(现属捷克)海因策道夫村的一个贫寒的农民家庭里,父亲和母亲都是园艺家(外祖父是园艺工人)。孟德尔童年时受到园艺学和农学知识的熏陶,对植物的生长和开花非常感兴趣。 1840年他考入奥尔米茨大学哲学院,主攻古典哲学,但他还学习了数学。学校需要教师,当地的教会看到孟德尔勤奋好学,就派他到首都维也纳大学去念书。 1843年大学毕业以后,年方21岁的孟德尔进了布隆城奥古斯汀修道院,并在当地教会办的一所中学教书,教的是自然科学。他由于能专心备课,认真教课,所以很受学生的欢迎。后来,他又到维也纳大学深造,受到相当系统和严格的科学教育和训练,也受到杰出科学家们的影响,如多普勒,孟德尔为他当物理学演示助手;又如依汀豪生,他是一位数学家和物理学家;还有恩格尔,他是细胞理论发展中的一位重要人物,但是由于否定植物物种的稳定性而受到教士们的攻击。这些为他后来的科学实践打下了坚实的基础。孟德尔经过长期思索认识到,理解那些使遗传性状代代恒定的机制更为重要。 1856年,从维也纳大学回到布鲁恩不久,孟德尔就开始了长达8年的豌豆实验。孟德尔首先从许多种子商那里弄来了34个品种的豌豆,从中挑选出22个品种用于实验。它们都具有某种可以相互区分的稳定性状,例如高茎或矮茎、圆料或皱料、灰色种皮或白色种皮等。 孟德尔通过人工培植这些豌豆,对不同代的豌豆的性状和数目进行细致入微的观察、计数和分析。运用这样的实验方法需要极大的耐心和严谨的态度。他酷爱自己的研究工作,经常向前来参观的客人指着豌豆十分自豪地说:“这些都是我的儿女!” 8个寒暑的辛勤劳作,孟德尔发现了生物遗传的基本规律,并得到了相应的数学关系式。人们分别称他的发现为“孟德尔第一定律”(即孟德尔遗传分离规律)和“孟德尔第二定律”,它们揭示了生物遗传奥秘的基本规律。 孟德尔半身像豌豆实验孟德尔开始进行豌豆实验时,达尔文进化论刚刚问世。他仔细研读了达尔文的著作,从中吸收丰富的营养。保存至今的孟德尔遗物之中,就有好几本达尔文的著作,上面还留着孟德尔的手批,足见他对达尔文及其著作的关注。孟德尔定理展示(16张)起初,孟德尔豌豆实验并不是有意为探索遗传规律而进行的。他的初衷是希望获得优良品种,只是在试验的过程中,逐步把重点转向了探索遗传规律。除了豌豆以外,孟德尔还对其他植物作了大量的类似研究,其中包括玉米、紫罗兰和紫茉莉等,以期证明他发现的遗传规律对大多数植物都是适用的。 从生物的整体形式和行为中很难观察并发现遗传规律,而从个别性状中却容易观察,这也是科学界长期困惑的原因。孟德尔不仅考察生物的整体,更着眼于生物的个别性状,这是他与前辈生物学家的重要区别之一。孟德尔选择的实验材料也是非常科学的。因为豌豆属于具有稳定品种的自花授粉植物,容易栽种,容易逐一分离计数,这对于他发现遗传规律提供了有利的条件。 孟德尔清楚自己的发现所具有的划时代意义,但他还是慎重地重复实验了多年,以期更加臻于完善、1865年,孟德尔在布鲁恩科学协会的会议厅,将自己的研究成果分两次宣读。第一次,与会者礼貌而兴致勃勃地听完报告,孟德尔只简单地介绍了试验的目的、方法和过程,为时一小时的报告就使听众如坠入云雾中。 孟德尔的遗传定律豌豆实验图解结论被埋没第二次,孟德尔着重根据实验数据进行了深入的理论证明。可是,伟大的孟德尔思维和实验太超前了。尽管与会者绝大多数是布鲁恩自然科学协会的会员,中既有化学家、地质学家和生物学家,也有生物学专业的植物学家、藻类学家。然而,听众对连篇累续的数字和繁复枯燥的论证毫无兴趣。他们实在跟不上孟德尔的思维。孟德尔用心血浇灌的豌豆所告诉他的秘密,时人不能与之共识,一直被埋没了35年之久! 豌豆的杂交实验从1856年至1864年共进行了8年。孟德尔将其研究的结果整理成论文发表,但未引起任何反响。其原因有三个。 第一,在孟德尔论文发表前7年(1859年),达尔文的名著《物种起源》出版了。这部著作引起了科学界的兴趣,几乎全部的生物学家转向生物进化的讨论。这一点也许对孟德尔论文的命运起了决定性的作用。 第二,当时的科学界缺乏理解孟德尔定律的思想基础。首先那个时代的科学思想还没有包含孟德尔论文所提出的命题:遗传的不是一个个体的全貌,而是一个个性状。其次,孟德尔论文的表达方式是全新的,他把生物学和统计学、数学结合了起来,使得同时代的博物学家很难理解论文的真正含义。 第三,有的权威出于偏见或不理解,把孟德尔的研究视为一般的杂交实验,和别人做的没有多大差别。 孟德尔晚年曾经充满信心地对他的好友,布鲁恩高等技术学院大地测量学教授尼耶塞尔说:“看吧,我的时代来到了。”这句话成为伟大的预言。直到孟德尔逝世16年后,豌豆实验论文正式出版后34年,他从事豌豆试验后43年,预言才变成现实。守得云开见月明随着20世纪雄鸡的第一声啼鸣,来自三个国家的三位学者同时独立地“重新发现”孟德尔遗传定律。1900年,成为遗传学史乃至生物科学史上划时代的一年。从此,遗传学进入了孟德尔时代。 今天,通过摩尔根、艾弗里、赫尔希和沃森等数代科学家的研究,已经使生物遗传机制——这个使孟德尔魂牵梦绕的问题建立在遗传物质DNA的基础之上。 随着科学家破译了遗传密码,人们对遗传机制有了更深刻的认识。现在,人们已经开始向控制遗传机制、防治遗传疾病、合成生命等更大的造福于人类的工作方向前进。然而,所有这一切都与圣托马斯修道院那个献身于科学的修道士的名字相连。 孟德尔的实验其他方面成果除了进行植物杂交实验之外,孟德尔还从事过植物嫁接和养蜂等方面的研究。此外,他还进行了长期的气象观测,他生前是维也纳动植物学会会员,并且是布吕恩自然科学研究协会和奥地利气象学会的创始人之一。编辑本段孟德尔遗传定律基本定律孟德尔遗传规律 任何一门学科的形成与发展,总是同当时热衷于这门科学研究的杰出人物紧密相关,遗传学的形孟德尔遗传定律(7张)成与发展也不例外,孟德尔就是遗传学杰出的奠基人。他揭示出遗传学的两个基本定律——分离定律和自由组合定律。孟德尔其人1822年出生于当时奥地利海森道夫地区的一个贫苦农民家庭,他的父亲擅长于园艺技术,在父亲的直接熏陶和影响之下,孟德尔自幼就爱好园艺。1843年,他中学毕业后考入奥尔谬茨大学哲学院继续学习,但因家境贫寒,被迫中途辍学。1843年10月,因生活所迫,他步入奥地利布隆城的一所修道院当修道士。从1851年到1853年,孟德尔在维也纳大学学习了4个学期,系统学习了植物学、动物学、物理学和化学等课程。与此同时,他还受到了从事科学研究的良好训练,这些都为他后来从事植物杂交的科学研究奠定了坚实的理论基础。1854年孟德尔回到家乡,继续在修道院任职,并利用业余时间开始了长达12年的植物杂交试验。 在孟德尔从事的大量植物杂交试验中,以豌豆杂交试验的成绩最为出色。经过整整8年(1856-1864)的不懈努力,终于在1865年发表了《植物杂交试验》的论文,提出了遗传单位是遗传因子(现代遗传学称为基因)的论点,并揭示出遗传学的两个基本规律——分离规律和自由组合规律。这两个重要规律的发现和提出,为遗传学的诞生和发展奠定了坚实的基础,这也正是孟德尔名垂后世的重大科研成果。 孟德尔的这篇不朽论文虽然问世了,但令人遗憾的是,由于他那不同于前人的创造性见解,对于他所处的时代显得太超前了,竟然使得他的科学论文在长达35年的时间里,没有引起生物界同行们的注意。直到1900年,他的发现被欧洲三位不同国籍的植物学家在各自的豌豆杂交试验中分别予以证实后,才受到重视和公认,遗传学的研究从此也就很快地发展起来。孟德尔的分离规律豌豆具有一些稳定的、容易区分的性状,这很符合孟德尔的试验要求。所谓性状,即指生物体的形态、结构和生理、生化等特性的总称。在他的杂交试验中,孟德尔全神贯注地研究了7对相对性状的遗传规律。所谓相对性状,即指同种生物同一性状的不同表现类型,如豌豆花色有红花与白花之分,种子形状有圆粒与皱粒之分等等。为了方便和有利于分析研究起见,他首先只针对一对相对性状的传递情况进行研究,然后再观察多对相对性状在一起的传递情况。这种分析方法是孟德尔获得成功的一个重要原因。 1.显性性状与隐性性状 大家知道,孟德尔的论文的醒目标题是《植物杂交试验》,因此他所从事试验的方法,主要是“杂交试验法”。他用纯种的高茎豌豆与矮茎豌豆作亲本(亲本以P表示),在它们的不同植株间进行异花传粉。如图2-4所示高茎豌豆与矮茎豌豆异花传粉的示意图。结果发现,无论是以高茎作母本,矮茎作父本,还是以高茎作父本,矮茎作母本(即无论是正交还是反交),它们杂交得到的第一代植株(简称“子一代”,以F1表示)都表现为高茎。也就是说,就这一对相对性状而言,F1植株的性状只能表现出双亲中的一个亲本的性状——高茎,而另一亲本的性状——矮茎,则在F1中完全没有得到表现。 又如,纯种的红花豌豆和白花豌豆进行杂交试验时,无论是正交还是反交,F1植株全都是红花豌豆。正因为如此,孟德尔就把在这一对性状中,F1能够表现出来的性状,如高茎、红花,叫做显性性状,而把F1未能表现出来的性状,如矮茎、白花,叫做隐性性状。孟德尔在豌豆的其他5对相对性状的杂交试验中,都得到了同样的试验结果,即都有易于区别的显性性状和隐性性状。 2.分离现象及分离比 在上述的孟德尔杂交试验中,由于在杂种F1时只表现出相对性状中的一个性状——显性性状,那么,相对性状中的另一个性状——隐性性状,是不是就此消失了呢?能否表现出来呢?带着这样的疑问,孟德尔继续着自己的杂交试验工作。 孟德尔让上述F1的高茎豌豆自花授粉,然后把所结出的F2豌豆种子于次年再播种下去,得到杂种F2的豌豆植株,结果出现了两种类型:一种是高茎的豌豆(显性性状),一种是矮茎的豌豆(隐性性状),即:一对相对性状的两种不同表现形式——高茎和矮茎性状都表现出来了。孟德尔的疑问解除了,并把这种现象称为分离现象。不仅如此,孟德尔还从F2的高、矮茎豌豆的数字统计中发现:在1064株豌豆中,高茎的有787株,矮茎的有277株,两者数目之比,近似于3∶1。如图2-4A所示。 孟德尔以同样的试验方法,又进行了红花豌豆的F1自花授粉。在杂种F2的豌豆植株中,同样也出现了两种类型:一种是红花豌豆(显性性状),另一种是白花豌豆(隐性性状)。对此进行数字统计结果表明,在929株豌豆中,红花豌豆有705株,白花豌豆有224株,二者之比同样接近于3∶1。 孟德尔还分别对其他5对相对性状作了同样的杂交试验,其结果也都是如此。 我们概括上述孟德尔的杂交试验结果,至少有三点值得注意: (1)F1的全部植株,都只表现某一亲本的性状(显性性状),而另一亲本的性状,则被暂时遮盖而未表现(隐性性状)。 (2)在F2里,杂交亲本的相对性状——显性性状和隐性性状又都表现出来了,这就是性状分离现象。由此可见,隐性性状在F1里并没有消失,只是暂时被遮盖而未能得以表现罢了。 (3)在F2的群体中,具有显性性状的植株数与具有隐性性状的植株数,常常表现出一定的分离比,其比值近似于3∶1。 3.对性状分离现象的解释 孟德尔对上述7个豌豆杂交试验结果中所反映出来的、值得注意的三个有规律的现象感到吃惊。事实上,他已认识到,这绝对不是某种偶然的巧合,而是一种遗传上的普遍规律,但对于3∶1的性状分离比,他仍感到困惑不解。经过一番创造性思维后,终于茅塞顿开,提出了遗传因子的分离假说,其主要内容可归纳为: (1)生物性状的遗传由遗传因子决定(遗传因子后来被称为基因)。 (2)遗传因子在体细胞内成对存在,其中一个成员来自父本,另一个成员来自母本,二者分别由精卵细胞带入。在形成配子时,成对的遗传因子又彼此分离,并且各自进入到一个配子中。这样,在每一个配子中,就只含有成对遗传因子中的一个成员,这个成员也许来自父本,也许来自母本。 (3)在杂种F1的体细胞中,两个遗传因子的成员不同,它们之间是处在各自独立、互不干涉的状态之中,但二者对性状发育所起的作用却表现出明显的差异,即一方对另一方起了决定性的作用,因而有显性因子和隐性因子之分,随之而来的也就有了显性性状与隐性性状之分。 (4)杂种F1所产生的不同类型的配子,其数目相等,而雌雄配子的结合又是随机的,即各种不同类型的雌配子与雄配子的结合机会均等。 为了更好地证明分离现象,下面用一对遗传因子的图解来说明孟德尔的豌豆杂交试验及其假说,如图2-5所示。我们用大写字母D代表决定高茎豌豆的显性遗传因子,用小写字母d代表矮茎豌豆的隐性遗传因子。在生物的体细胞内,遗传因子是成对存在的,因此,在纯种高茎豌豆的体细胞内含有一对决定高茎性状的显性遗传因子DD,在纯种矮茎豌豆的体细胞内含有一对决定矮茎性状的隐性遗传因子dd。杂交产生的F1的体细胞中,D和d结合成Dd,由于D(高茎)对d(矮茎)是显性,故F1植株全部为高茎豌豆。当F1进行减数分裂时,其成对的遗传因子D和d又得彼此分离,最终产生了两种不同类型的配子。一种是含有遗传因子D的配子,另一种是含有遗传因子d的配子,而且两种配子在数量上相等,各占1/2。因此,上述两种雌雄配子的结合便产生了三种组合:DD、Dd和dd,它们之间的比接近于1∶2∶1,而在性状表现上则接近于3(高)∶1(矮)。 因此,孟德尔的遗传因子假说,使得豌豆杂交试验所得到的相似结果有了科学的、圆满的解释。 基因型与表现型我们已经看到,在上述一对遗传因子的遗传分析中,遗传下来的和最终表现出来的并不完全是一回事,如当遗传结构为DD型时,其表现出来的性状是高茎豌豆,而遗传结构为Dd型时,其表现出来的也是高茎豌豆。像这样,生物个体所表现出来的外形特征和生理特性叫做表现型,如高茎与矮茎,红花与白花;而生物个体或其某一性状的遗传基础,则被称为基因型,如高茎豌豆的基因型有DD和Dd两种,而矮茎豌豆的基因型只有dd一种。由相同遗传因子的配子结合成的合子发育而成的个体叫做纯合体,如DD和dd的植株;凡是由不同遗传因子的配子结合成的合子发育而成的个体则称为杂合体,如Dd。 基因型是生物个体内部的遗传物质结构,因此,生物个体的基因型在很大程度上决定了生物个体的表现型。例如,含有显性遗传因子D的豌豆植株(DD和Dd)都表现为高茎,无显性遗传因子的豌豆植株(dd)都表现为矮茎。由此可见,基因型是性状表现的内在因素,而表现型则是基因型的表现形式。 由以上分析我们还可知道,表现型相同,基因型却并不一定相同。例如,DD和Dd的表现型都是高茎,但其基因型并不相同,并且它们的下一代有差别:DD的下一代都是高茎的,而Dd的下一代则有分离现象——既有高茎,也有矮茎。 4.分离规律的验证 前面讲到孟德尔对分离现象的解释,仅仅建立在一种假说基础之上,他本人也十分清楚这一点。假说毕竟只是假说,不能用来代替真理,要使这个假说上升为科学真理,单凭其能清楚地解释他所得到的试验结果,那是远远不够的,还必须用实验的方法进行验证这一假说。下面介绍孟德尔设计的第一种验证方法,也是他用得最多的测交法。 测交就是让杂种子一代与隐性类型相交,用来测定F1的基因型。按照孟德尔对分离现象的解释,杂种子一代F1(Dd)一定会产生带有遗传因子D和d的两种配子,并且两者的数目相等;而隐性类型(dd)只能产生一种带有隐性遗传因子d的配子,这种配子不会遮盖F1中遗传因子的作用。所以,测交产生的后代应当一半是高茎(Dd)的,一半是矮茎(dd)的,即两种性状之比为1∶1。如图2-6所示测交实验的方法。 孟德尔用子一代高茎豌豆(Dd)与矮茎豌豆(dd)相交,得到的后代共64株,其中高茎的30株,矮茎的34株,即性状分离比接近1∶1,实验结果符合预先设想。对其他几对相对性状的测交试验,也无一例外地得到了近似于1∶1的分离比。 孟德尔的测交结果,雄辩地证明了他自己提出的遗传因子分离假说是正确的,是完全建立在科学的基础上的。 5.分离规律的实质 孟德尔提出的遗传因子的分离假说,用他自己所设计的测交等一系列试验,已经得到了充分的验证,亦被后人无数次的试验所证实,现已被世人所公认,并被尊称为孟德尔的分离规律。那么,孟德尔分离规律的实质是什么呢? 这可以用一句话来概括,那就是:杂合体中决定某一性状的成对遗传因子,在减数分裂过程中,彼此分离,互不干扰,使得配子中只具有成对遗传因子中的一个,从而产生数目相等的、两种类型的配子,且独立地遗传给后代,这就是孟德尔的分离规律。孟德尔的自由组合规律孟德尔在揭示了由一对遗传因子(或一对等位基因)控制的一对相对性状杂交的遗传规律——分离规律之后,这位才思敏捷的科学工作者,又接连进行了两对、三对甚至更多对相对性状杂交的遗传试验,进而又发现了第二条重要的遗传学规律,即自由组合规律,也有人称它为独立分配规律。这里我们仅介绍他所进行的两对相对性状的杂交试验。 1.杂交试验现象的观察 孟德尔在进行两对相对性状的杂交试验时,仍以豌豆为材料。他选取了具有两对相对性状差异的纯合体作为亲本进行杂交,一个亲本是结黄色圆形种子(简称黄色圆粒),另一亲本是结绿色皱形种子(简称绿色皱粒),无论是正交还是反交,所得到的F1全都是黄色圆形种子。由此可知,豌豆的黄色对绿色是显性,圆粒对皱粒是显性,所以F1的豌豆呈现黄色圆粒性状。 如果把F1的种子播下去,让它们的植株进行自花授粉(自交),则在F2中出现了明显的形状分离和自由组合现象。在共计得到的556粒F2种子中,有四种不同的表现类型. 如果以数量最少的绿色皱形种子32粒作为比例数1,那么F2的四种表现型的数字比例大约为9∶3∶3∶1。如图2-7所示豌豆种子两对相对性状的遗传实验。 从以上豌豆杂交试验结果看出,在F2所出现的四种类型中,有两种是亲本原有的性状组合,即黄色圆形种子和绿色皱形种子,还有两种不同于亲本类型的新组合,即黄色皱形种子和绿色圆形种子,其结果显示出不同相对性状之间的自由组合。 2.杂交试验结果的分析 孟德尔在杂交试验的分析研究中发现,如果单就其中的一对相对性状而言,那么,其杂交后代的显、隐性性状之比仍然符合3∶1的近似比值。 以上性状分离比的实际情况充分表明,这两对相对性状的遗传,分别是由两对遗传因子控制着,其传递方式依然符合于分离规律。 此外,它还表明了一对相对性状的分离与另一对相对性状的分离无关,二者在遗传上是彼此独立的。 如果把这两对相对性状联系在一起进行考虑,那么,这个F2表现型的分离比,应该是它们各自F2表现型分离比(3∶1)的乘积:这也表明,控制黄、绿和圆、皱两对相对性状的两对等位基因,既能彼此分离,又能自由组合。 3.自由组合现象的解释 那么,对上述遗传现象,又该如何解释呢?孟德尔根据上述杂交试验的结果,提出了不同对的遗传因子在形成配子中自由组合的理论。 因为最初选用的一个亲本——黄色圆形的豌豆是纯合子,其基因型为YYRR,在这里,Y代表黄色,R代表圆形,由于它们都是显性,故用大写字母表示。而选用的另一亲本——绿色皱形豌豆也是纯合子,其基因型为yyrr,这里y代表绿色,r代表皱形,由于它们都是隐性,所以用小写字母来表示。 由于这两个亲本都是纯合体,所以它们都只能产生一种类型的配子,即: YYRR——YR yyrr——yr 二者杂交,YR配子与yr配子结合,所得后代F1的基因型全为YyRr,即全为杂合体。由于基因间的显隐性关系,所以F1的表现型全为黄色圆形种子。杂合的F1在形成配子时,根据分离规律,即Y与y分离,R与r分离,然后每对基因中的一个成员各自进入到下一个配子中,这样,在分离了的各对基因成员之间,便会出现随机的自由组合,即: (1) Y与R组合成YR; (2)Y与r组合成Yr;(3)y与R组合成yR; (4)y与r组合成yr。 由于它们彼此间相互组合的机会均等,因此杂种F1(YyRr)能够产生四种不同类型、相等数量的配子。当杂种F1自交时,这四种不同类型的雌雄配子随机结合,便在F2中产生16种组合中的9种基因型合子。由于显隐性基因的存在,这9种基因型只能有四种表现型,即:黄色圆形、黄色皱形、绿色圆形、绿色皱形。如图2-8所示它们之间的比例为9∶3∶3∶1。 这就是孟德尔当时提出的遗传因子自由组合假说,这个假说圆满地解释了他观察到的试验结果。事实上,这也是一个普遍存在的最基本的遗传定律,这就是孟德尔发现的第二个遗传定律——自由组合规律,也有人称它为独立分配规律。 4.自由组合规律的验证 与分离规律相类似,要将自由组合规律由假说上升为真理,同样也需要科学试验的验证。孟德尔为了证实具有两对相对性状的F1杂种,确实产生了四种数目相等的不同配子,他同样采用了测交法来验证。 把F1杂种与双隐性亲本进行杂交,由于双隐性亲本只能产生一种含有两个隐性基因的配子(yr),所以测交所产生的后代,不仅能表现出杂种配子的类型,而且还能反映出各种类型配子的比数。换句话说,当F1杂种与双隐性亲本测交后,如能产生四种不同类型的后代,而且比数相等,那么,就证实了F1杂种在形成配子时,其基因就是按照自由组合的规律彼此结合的。为此,孟德尔做了以下测交试验,如图2-9所示。 实际测交的结果,无论是正交还是反交,都得到了四种数目相近的不同类型的后代,其比数为1∶1∶1∶1,与预期的结果完全符合。这就证实了雌雄杂种F1在形成配子时,确实产生了四种数目相等的配子,从而验证了自由组合规律的正确性。 5.自由组合规律的实质 根据前面所讲的可以知道,具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在F1产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合,这就是自由组合规律的实质。也就是说,一对等位基因与另一对等位基因的分离与组合互不干扰,各自独立地分配到配子中。孟德尔遗传规律在理论和实践上的意义孟德尔的分离规律和自由组合规律是遗传学中最基本、最重要的规律,后来发现的许多遗传学规律都是在它们的基础上产生并建立起来的,它犹如一盏明灯,照亮了近代遗传学发展的前途。 1.理论应用 从理论上讲,自由组合规律为解释自然界生物的多样性提供了重要的理论依据。大家知道,导致生物发生变异的原因固然很多,但是,基因的自由组合却是出现生物性状多样性的重要原因。比如说,一对具有20对等位基因(这20对等位基因分别位于20对同源染色体上)的生物进行杂交,F2可能出现的表现型就有220=1048576种。这可以说明现在世界生物种类为何如此繁多。当然,生物种类多样性的原因还包括基因突变和染色体变异,这在后面还要讲到。 分离规律还可帮助我们更好地理解为什么近亲不能结婚的原因。由于有些遗传疾病是由隐性遗传因子控制的,这些遗传病在通常情况下很少会出现,但是在近亲结婚(如表兄妹结婚)的情况下,他们有可能从共同的祖先那里继承相同的致病基因,从而使后代出现病症的机会大大增加。因此,近亲结婚必须禁止,这在我国婚姻法中已有明文规定。 2.实践应用 孟德尔遗传规律在实践中的一个重要应用就是在植物的杂交育种上。在杂交育种的实践中,可以有目的地将两个或多个品种的优良性状结合在一起,再经过自交,不断进行纯化和选择,从而得到一种符合理想要求的新品种。比方说,有这样两个品种的番茄:一个是抗病、黄果肉品种,另一个是易感病、红果肉品种,现在需要培育出一个既能稳定遗传,又能抗病,而且还是红果肉的新品种。你就可以让这两个品种的番茄进行杂交,在F2中就会出现既抗病又是红果肉的新型品种。用它作种子繁殖下去,经过选择和培育,就可以得到你所需要的能稳定遗传的番茄新品种。 番茄杂交育种 被称为“怪人”1857年,捷克第二大城市布尔诺南郊的农民们发现,布尔诺修道院里来了个奇怪的修道士。 孟德尔这个“没事找事”的怪人在修道院后面开垦出一块豌豆田,终日用木棍、树枝和绳子把四处蔓延的豌豆苗支撑起来,让它们保持“直立的姿势”,他甚至还小心翼翼地驱赶传播花粉的蝴蝶和甲虫。 字数有限,参看百度百科
孟德尔(1822.7.20-1884.1.6),奥地利帝国生物学家。出生于奥地利帝国西里西亚海因策道夫村,在布隆(今捷克的布尔诺 )的修道院担任神父,是遗传学的奠基人,被誉为现代遗传学之父。他通过豌豆实验,发现了遗传学三大基本规律中的两个,分别为分离规律及自由组合规律。 1822年7月20日,孟德尔出生在奥匈帝国西里西亚(现属捷克)海因策道夫村的一个贫寒的农民家庭里,父亲和母亲都是园艺家(外祖父是园艺工人)。孟德尔童年时受到园艺学和农学知识的熏陶,对植物的生长和开花非常感兴趣。 1840年他考入奥尔米茨大学哲学院,主攻古典哲学,但他还学习了数学。1843年因家贫而辍学,同年10月年方21岁的孟德尔进了布隆城奥古斯汀修道院,并在当地教会办的一所中学教书,教的是自然科学。他由于能专心备课,认真教课,所以很受学生的欢迎。但在1850年的教师资格考试中,因生物学和地质学的知识过少,孟德尔被教会派到维也纳大学深造,受到相当系统和严格的科学教育和训练,也受到杰出科学家们的影响,如多普勒,孟德尔为他当物理学演示助手;又如依汀豪生,他是一位数学家和物理学家;还有恩格尔,他是细胞理论发展中的一位重要人物,但是由于否定植物物种的稳定性而受到教士们的攻击。这些为他后来的科学实践打下了坚实的基础。孟德尔经过长期思索认识到,理解那些使遗传性状代代恒定的机制更为重要。 1856年,从维也纳大学回到布鲁恩不久,孟德尔就开始了长达8年的豌豆实验。孟德尔首先从许多种子商那里弄来了34个品种的豌豆,从中挑选出22个品种用于实验。它们都具有某种可以相互区分的稳定性状,例如高茎或矮茎、圆粒或皱粒、灰色种皮或白色种皮等。 孟德尔通过人工培植这些豌豆,对不同代的豌豆的性状和数目进行细致入微的观察、计数和分析。运用这样的实验方法需要极大的耐心和严谨的态度。他酷爱自己的研究工作,经常向前来参观的客人指着豌豆十分自豪地说:这些都是我的儿女! 8个寒暑的辛勤劳作,孟德尔发现了生物遗传的基本规律,并得到了相应的数学关系式。人们分别称他的发现为孟德尔第一定律(即孟德尔遗传分离规律)和孟德尔第二定律(即基因自由组合规律),它们揭示了生物遗传奥秘的基本规律。 孟德尔开始进行豌豆实验时,达尔文进化论刚刚问世。他仔细研读了达尔文的著作,从中吸收丰富的营养。保存至今的孟德尔遗物之中,就有好几本达尔文的著作,上面还留着孟德尔的手批,足见他对达尔文及其著作的关注。 起初,孟德尔豌豆实验并不是有意为探索遗传规律而进行的。他的初衷是希望获得优良品种,只是在试验的过程中,逐步把重点转向了探索遗传规律。除了豌豆以外,孟德尔还对其他植物作了大量的类似研究,其中包括玉米、紫罗兰和紫茉莉等,以期证明他发现的遗传规律对大多数植物都是适用的。 从生物的整体形式和行为中很难观察并发现遗传规律,而从个别性状中却容易观察,这也是科学界长期困惑的原因。孟德尔不仅考察生物的整体,更着眼于生物的个别性状,这是他与前辈生物学家的重要区别之一。孟德尔选择的实验材料也是非常科学的。因为豌豆属于具有稳定品种的自花授粉植物,容易栽种,容易逐一分离计数,这对于他发现遗传规律提供了有利的条件。 孟德尔清楚自己的发现所具有的划时代意义,但他还是慎重地重复实验了多年,以期更加臻于完善、1865年,孟德尔在布鲁恩科学协会的会议厅,将自己的研究成果分两次宣读。第一次,与会者礼貌而兴致勃勃地听完报告,孟德尔只简单地介绍了试验的目的、方法和过程,为时一小时的报告就使听众如坠入云雾中。 第二次,孟德尔着重根据实验数据进行了深入的理论证明。可是,伟大的孟德尔思维和实验太超前了。尽管与会者绝大多数是布鲁恩自然科学协会的会员,其中既有化学家、地质学家和生物学家,也有生物学专业的植物学家、藻类学家。然而,听众对连篇累牍的数字和繁复枯燥的论证毫无兴趣。他们实在跟不上孟德尔的思维。孟德尔用心血浇灌的豌豆所告诉他的秘密,时人不能与之共识,一直被埋没了35年之久! 豌豆的杂交实验从1856年至1864年共进行了8年。孟德尔将其研究的结果整理成论文《植物杂交试验》发表,但未能引起当时学术界的重视!其原因有三个。 第一,在孟德尔论文发表前7年(1859年),达尔文的名著《物种起源》出版了。这部著作引起了科学界的兴趣,几乎全部的生物学家转向生物进化的讨论。这一点也许对孟德尔论文的命运起了决定性的作用。 第二,当时的科学界缺乏理解孟德尔定律的思想基础。首先那个时代的科学思想还没有包含孟德尔论文所提出的命题:遗传的不是一个个体的全貌,而是一个个性状。其次,孟德尔论文的表达方式是全新的,他把生物学和统计学、数学结合了起来,使得同时代的博物学家很难理解论文的真正含义。 第三,有的权威出于偏见或不理解,把孟德尔的研究视为一般的杂交实验,和别人做的没有多大差别。 孟德尔晚年曾经充满信心地对他的好友,布鲁恩高等技术学院大地测量学教授尼耶塞尔说:看吧,我的时代来到了。这句话成为伟大的预言。直到孟德尔逝世16年后,豌豆实验论文正式出版后34年,他从事豌豆试验后43年,预言才变成现实。 随着20世纪雄鸡的第一声啼鸣,来自三个国家的三位学者同时独立地重新发现孟德尔遗传定律。1900年,成为遗传学史乃至生物科学史上划时代的一年。从此,遗传学进入了孟德尔时代。 通过摩尔根、艾弗里、赫尔希和沃森等数代科学家的研究,已经使生物遗传机制——这个使孟德尔魂牵梦绕的问题建立在遗传物质DNA的基础之上。 随着科学家破译了遗传密码,人们对遗传机制有了更深刻的认识。人们已经开始向控制遗传机制、防治遗传疾病、合成生命等更大的造福于人类的工作方向前进。然而,所有这一切都与圣托马斯修道院那个献身于科学的修道士的名字相连。 除了进行植物杂交实验之外,孟德尔还从事过植物嫁接和养蜂等方面的研究。此外,他还进行了长期的气象观测,他生前是维也纳动植物学会会员,并且是布吕恩自然科学研究协会和奥地利气象学会的创始人之一。 试验成功因素 1.正确选用实验材料。豌豆是严格的自花授粉植物,在花开之前即完成授粉过程,避免了外来花粉的干扰。豌豆具有一些稳定的、容易区分的性状,所获实验结果可靠。 2.应用统计学方法分析实验结果。 3.从单因子到多因子的研究方法。对生物性状进行分析时,孟德尔开始只对一对性状的遗传情况进行研究,暂时忽略其他性状,明确一对性状的遗传情况后再进行对2对、3对甚至更多对性状的研究。 4.合理设计实验程序。如设计测交实验来验证对性状分离的推测。 孟德尔揭示遗传基本规律的过程表明,任何一项科学研究成果的取得,不仅需要坚韧的意志和持之以恒的探索精神,还需要严谨求实的科学态度和正确的研究方法。 1857年,捷克第二大城市布尔诺南郊的农民们发现,布尔诺修道院里来了个奇怪的修道士。这个没事找事的怪人在修道院后面开垦出一块豌豆田,终日用木棍、树枝和绳子把四处蔓延的豌豆苗支撑起来,让它们保持直立的姿势,他甚至还小心翼翼地驱赶传播花粉的蝴蝶和甲虫。 这个怪人就是孟德尔。 在其他修道士眼中,孟德尔的样子是使人过目不忘的:头大,稍胖,戴着大礼帽,短裤外套着长靴,走起路晃晃荡荡,却有着透过金边眼镜凝视世界的眼神。 孟德尔出身于贫寒农家,很喜欢自然科学,对宗教和神学并无兴趣。为了摆脱饥寒交迫的生活,他不得不违心进入修道院,成为一名修道士。 当时的欧洲,人们热衷于通过植物杂交实验了解生物遗传和变异的奥秘,而研究遗传和变异首先要选择合适的实验材料,孟德尔选择了豌豆。1857年夏天,孟德尔开始用34粒豌豆种子进行他的工作,开始了被人称为毫无意义的举动的一系列实验,并持续了8年时间。 在1868年,孟德尔被选为修道院院长,从此他把精力逐渐转移到修道院工作上,最终完全放弃了科学研究。这一年他才四十六岁,当修道院院长显得还太年轻了。在当时,修道院院长死后,政府就会派人来查账并课以重税。正是由于这个原因,修道院倾向于选举较年轻的修道士当院长。1874年,奥地利政府颁布了一项严苛的税法。孟德尔认为新税法不公平,拒绝交税,花了大笔的钱与政府打一场旷日持久的官司。其它修道院的院长纷纷被政府收买,屈服了,只有孟德尔坚拒政府的威胁利诱,决心抵抗到底。结果可想而知。法庭判决孟德尔败诉,修道院的资金被没收了。修道院的修道士们也背弃了孟德尔,向政府妥协。孟德尔的身心完全垮了,得了严重的心脏病。 1884年1月6日这天,他精神看起来似乎不错,护士问候了他一句:你的气色真好。五分钟后,前去看望孟德尔的修女发现,他靠在沙发上已经停止了呼吸。
遗传学奠基人是奥地利学者孟德尔。许多人在这些活动的基础上力图阐明亲代和杂交子代的性状之间的遗传规律都未获成功。直到1866年奥地利学者孟德尔根据他的豌豆杂交实验结果发表了《植物杂交试验》的论文,揭示了现在称为孟德尔定律的遗传规律,才奠定了遗传学的基础。
孟德尔的工作结果直到20世纪初才受到重视。19世纪末叶在生物学中,关于细胞分裂、染色体行为和受精过程等方面的研究和对于遗传物质的认识,这两个方面的成就促进了遗传学的发展。
遗传学的研究方法:
杂交是遗传学研究的最常用的手段之一,所以生活周期的长短和体形的大小是选择遗传学研究材料常要考虑的因素。昆虫中的果蝇、哺乳动物中的小鼠和种子植物中的拟南芥,便是由于生活周期短和体形小而常被用作遗传学研究的材料。大肠杆菌和它的噬菌体更是分子遗传学研究中的常用材料。
生物化学方法几乎为任何遗传学分支学科的研究所普遍采用,更为分子遗传学所必需。分子遗传学中的重组DNA技术或遗传工程技术已逐渐成为遗传学研究中的有力工具。系统科学理论(systems theory)、组学生物技术、计算生物学与合成生物学是系统遗传学的研究方法。
以上内容参考:百度百科-遗传学
王子一心要娶一位真正的公主为妻。为了测试雨夜投宿的小姐是不是真的公主,王后在20张床垫和20床羽绒被下放上一粒豌豆。注:本视频根据2019新人教版教材制作。
1、遗传学之父是孟德尔。
2、时隔多年才被人发现的原因:
豌豆的杂交实验从1856年至1864年共进行了8年。孟德尔将其研究的结果整理成论文《植物杂交试验》发表,但未能引起当时学术界的重视!其原因有三个。
第一,在孟德尔论文发表前7年(1859年),达尔文的名著《物种起源》出版了。这部著作引起了科学界的兴趣,几乎全部的生物学家转向生物进化的讨论。这一点也许对孟德尔论文的命运起了决定性的作用。
第二,当时的科学界缺乏理解孟德尔定律的思想基础。首先那个时代的科学思想还没有包含孟德尔论文所提出的命题:遗传的不是一个个体的全貌,而是一个个性状。其次,孟德尔论文的表达方式是全新的,他把生物学和统计学、数学结合了起来,使得同时代的博物学家很难理解论文的真正含义。
第三,有的权威出于偏见或不理解,把孟德尔的研究视为一般的杂交实验,和别人做的没有多大差别。
孟德尔晚年曾经充满信心地对他的好友,布鲁恩高等技术学院大地测量学教授尼耶塞尔说:“看吧,我的时代来到了。”这句话成为伟大的预言。直到孟德尔逝世16年后,豌豆实验论文正式出版后34年,他从事豌豆试验后43年,预言才变成现实。
3、人物启示:
孟德尔揭示遗传基本规律的过程表明,任何一项科学研究成果的取得,不仅需要坚韧的意志和持之以恒的探索精神,还需要严谨求实的科学态度和正确的研究方法。
文丨林下生风 生物遗传是人类很早就观察到的生命现象,经过孟德尔的育种实验和研究分析之后,才找到遗传的法则。 俗话说“龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子会打洞。”人类很早就注意到,生物的某些特征可以在世代间传达,比如眼睛像爸爸,鼻子像妈妈等,而且也早就利用这种遗传现象进行生物育种的工作,但人们却只知其然而不知其所以然。就连达尔文在1859年提出“演化论”时,也只知生物族群中生物的特征有变异存在,且这些特征变异是演化过程中天择的选择基础,但却不知道这些变异是如何在世代间传达。这些神秘的遗传规则,直到19世纪末才由孟德尔计算出来。 清贫的高材生 孟德尔(1822—1884)出生于今捷克境内的一个小农庄,从小就经常在果园、花园里帮父母亲工作。孟德尔看到许多植物都是由两片小叶逐渐长大,然后开花结果,心里就想:“为什么麦子的种子长出来的一定是麦子,而葱的种子一定是生葱?”除了累积植物栽培的技术,他也在心里种下未来研究遗传学的种子。 孟德尔在大学毕业之后,就进入奥古斯丁修道院担任见习修士,由于这里曾是中世纪的科学研究中心,修士们热衷科学研究和教育的传统,启发了孟德尔对科学研究的兴趣。 后花园的豌豆实验 自然界的一切原理原则,最简洁的表明法就是数学式的表示法。 孟德尔成为神父之后希望能从事科学教育工作,所以在1851~1853年前往维也纳大学进修。这期间孟德尔主要修习自然科学和数学等科目,后来他确实将数学统计应用于研究中。 修道院植物栽培园中的豌豆有些开白花,有些开紫花;有高茎、也有矮茎;豆荚有圆、也有皱扁,孟德尔很想知道,用开白花的豌豆栽种出来的豌豆是否也开白花?于是从1856年起,开始进行他著名的豌豆实验,并首次以数学计算的方法来探讨问题。孟德尔详细记录豌豆上下两代间的相近性和相异性,每逢豌豆丰收期,便针对收获结果作统计,这期间记录的植物个体数超过两万一千株。搜集了大量统计数据资料之后,孟德尔逐渐对亲代和子代的关系理出一些头绪。 经过八个寒暑的努力,孟德尔终于找到生物遗传的基本规律,并计算出相对应的数学关系式,就是“分离定律”和“独立分配定律”,这两个定律揭示了生物遗传奥秘的基本规律。1865年,孟德尔将研究结果发表,题目是《植物杂交试验》;1869年又发表第二篇论文《动植物遗传之研究》。 孟德尔还把一份论文寄给遗传学家尼基利,尼基利虽然读了孟德尔的论文,但因看不懂,无法估计孟德尔的研究发现有何重要性,致使孟德尔的论文在当时未被科学界所知。 迟来的掌声 科学的研究活动是一生最大的满足。 除了豌豆杂交实验,孟德尔还长期观测气象和大阳黑子现象,并发表了9篇关于气象学的论文;同时他也对养蜂法和园艺很有研究,教导养蜂人家用杂交培育出优良品种,以制作更美味的蜂蜜。1868年孟德尔被任命为修道院院长,由于院务繁忙,从此便无暇顾及科学研究工作,但终其一生仍念念不忘。 1884年孟德尔做完最后一次气象观察后,心脏病发作,在1月6日与世长辞。当地的日报对孟德尔写下这样的颂词:“他的死使穷人失去一位恩人,使人类失去一位品德高尚的人,一位热情的朋友,和自然科学的促进者……”1月9日,修道院为孟德尔举行了葬礼,为数以千计的人们为他送葬,大家为失去这样一位敬爱的院长而悲伤,但仍不了解他在遗传学上的伟大贡献。 16年后的1900年。有3位科学家分别以不同的植物实验,同时获得与孟德尔相同的结果,这才使孟德尔的科学发现重见天日。3位科学家读了孟德尔的论文后,一致认为遗传规律的发现应当归功于孟德尔。孟德尔用心血浇灌的豌豆所告诉他的秘密,虽然时人不能与之共识,但终于还是拨云见日!为感念孟德尔在遗传学上的伟大成就,后人称他为“遗传学之父”。 我是林下生风,坐标北京,感恩你来过,谢谢你一路相陪~ 晚安,我的朋友,一夜好梦~
量子论是现代物理学的两大基石之一。量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。量子论揭示了微观物质世界的基本规律,为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。1928年狄拉克将相对论运用于量子力学,又经海森伯、泡利等人的发展,形成了量子电动力学,量子电动力学研究的是电磁场与带电粒子的相互作用。1947年,实验发现了兰姆移位。1948-1949年,里查德·费因曼(Richard Phillips Feynman)、施温格(J.S.Schwinger)和朝永振一郎用重正化概念发展了量子电动力学,从而获得1965年诺贝尔物理学奖。 2、为量子论的创立及发展作出贡献的科学家维恩(Wilhelm Wien) 瑞利(Lord Rayleigh) 普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck) 狄拉克(Paul Adrien Maurice Dirac) 尼尔斯·玻尔(Niels Bohr) 路易·德布罗意(Prince Louis-victor de Broglie) 薛定谔(Erwin Schrödinger) 海森伯(Werner Karl Heisenberg) 玻恩(Max Born) 里查德·费恩曼(Richard Phillips Feynman) H.赫兹(Heinrich Rudolf Hertz) 密立根(Robert Andrews Millikan) 3、量子论的发展历程量子理论的创建过程是一部壮丽的史诗: 量子论的初期:1900年普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难,引入了能量子概念,为量子理论奠下了基石。随后,爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾,提出了光量子假说,并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念,为量子理论的发展打开了局面。1913年,玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用量子化概念,提出玻尔的原子理论,对氢光谱作出了满意的解释,使量子论取得了初步胜利。随后,玻尔、索末菲和其他物理学家为发展量子理论花了很大力气,却遇到了严重困难。旧量子论陷入困境。 量子论的建立:1923年,德布罗意提出了物质波假说,将波粒二象性运用于电子之类的粒子束,把量子论发展到一个新的高度。1925年-1926年薛定谔率先沿着物质波概念成功地确立了电子的波动方程,为量子理论找到了一个基本公式,并由此创建了波动力学。几乎与薛定谔同时,海森伯写出了以“关于运动学和力学关系的量子论的重新解释”为题的论文,创立了解决量子波动理论的矩阵方法。1925年9月,玻恩与另一位物理学家约丹合作,将海森伯的思想发展成为系统的矩阵力学理论。不久,狄拉克改进了矩阵力学的数学形式,使其成为一个概念完整、逻辑自洽的理论体系。1926年薛定谔发现波动力学和矩阵力学从数学上是完全等价的,由此统称为量子力学,而薛定谔的波动方程由于比海森伯的矩阵更易理解,成为量子力学的基本方程。4、量子力学发展中的争论量子力学虽然建立了,但关于它的物理解释却总是很抽象,大家的说法也不一致。波动方程中的所谓波究竟是什么? 玻恩认为,量子力学中的波实际上是一种几率,波函数表示的是电子在某时某地出现的几率。1927年,海森伯提出了微观领域里的不确定关系,他认为任何一个粒子的位置和动量不可能同时准确测量,要准确测量其中的一个,另一个就将是不确定的。这就是所谓的“不确定原理”。它和玻恩的波函数几率解释一起,奠定了量子力学诠释的物理基础。玻尔敏锐地意识到不确定原理正表征了经典概念的局限性,因此在此基础上提出了“互补原理”。玻尔的互补原理被人们看成是正统的哥本哈根解释,但爱因斯坦不同意不确定原理,认为自然界各种事物都应有其确定的因果关系,而量子力学是统计性的,因此是不完备的,而互补原理更是一种权宜之计。于是在爱因斯坦与玻尔之间进行了长达三四十年的争论,直到他们去世也没有作出定论。世纪发现之微观世界中的轮盘赌----量子论 如果说光在空间的传播是相对论的关键,那么光的发射和吸收则带来了量子论的革命。我们知道物体加热时会放出辐射,科学家们想知道这是为什么。为了研究的方便,他们假设了一种本身不发光、能吸收所有照射 其上的光线的完美辐射体,称为“黑体”。研究过程中,科学家发现按麦克斯韦电磁波理论计算出的黑体光谱紫外部分的能量是无限的,显然发生了谬误,这为“紫外线灾难。”提供了依据。1900年,德国物理学家普朗克提出了物质中振动原子的新模型。他从物质的分子结构理论中借用不连续性的概念, 提出了辐射的量子论。关于量子论中的不连续性,我们可以这样理解:如温度的增加或降低,我们认为是连续的,从一度升到二度中间必须经过0.1.度0.1度之前必定有0.01度。但是量子论认为在某两个数值之间例如1度和3度之间可以没有2度,就像我们花钱买东西一样,一分钱是最小的量了,你不可能拿出0.1分钱,虽然你可以以厘为单位计算钱数。这个一分钱就是钱币的最小的量。而这个最小的量就是量子。他认为各种频率的电磁波,包括光只能以各自确定 分量的能量从振子射出,这种能量微粒称为量子,光的量子称为光量子,简称光子。根据这个模型计算出的黑体光谱与实际观测到的相一致。这揭开了物理学上崭新的一页。量子论不仅很自然地解释了灼热体辐射能量按波长分布的规律,而且以全新的方式提出了光与物质相互作用的整个问 题。量子论不仅给光学,也给整个物理学提供了新的概念,故通常把它的诞生视为近代物理学的起点。量子论:原子核世界中的开路先锋 量子假说与物理学界几百年来信奉的“自然界无跳跃”直接矛盾,因此量子理论出现后,许多物理学家不予接受。普朗克本人也十分动摇,后悔当初的大胆举动,甚至放弃了量子论继续用能量的连续变化来解决辐射 的问题。但是,历史已经将量子论推上了物理学新纪元的开路先锋的位置,量子论的发展已是锐不可当。第一个意识到量子概念的普遍意义并将其运用到其它问题上的是爱因斯坦。他建立了光量子理论解释光电效应中出现的新现象。光量子论的提出使光的性质的历史争论进入了一个新的阶段。自牛顿以来,光的微粒说 和波动说此起彼伏,爱因斯坦的理论重新肯定了微粒说和波动说对于描述光的行为的意义,它们均反映了光的本质的一个侧面:光有时表现出波动 性,有时表现出粒子性,但它既非经典的粒子也非经典的波,这就是光的 波粒二重性。主要由于爱因斯坦的工作,使量子论在提出之后的最初十年 里得以进一步发展。 在1911年,卢瑟福提出了原子的行星模型,即电子围绕一个位于原子中心的微小但质量很大的核,即原子核的周围运动。在此后的20年中,物理学的大量研究集中在原子的外围电子结构上。这项工作创立了微观世界 的新理论,量子物理,并为量子理论应用于宏观物体奠定了基础。但是原 子中心微小的原子核仍然是个谜。原子核是微观世界中的重要层次,量子力学是研究微观粒子运动规律的理论,是现代物理学的理论基础之一,是探索原子核奥秘所不可缺少的工具。在原子量子理论被提出后不久,物理学家开始探讨原子中微小的质 量核--原子核。在原子中,正电原子核在静态条件下吸引负电子。但是什么使原子核本身能聚合在一起呢?原子核包含带正电质子和不带电的中 子,两者之间存在巨大的排斥力,而且质子彼此排斥(不带电的中子没有 这种排斥力)。使原子核聚合在一起,并且克服质子间排斥力的是一种新 的强大的力,它只在原子核内部起作用。原子弹的巨大能量就来自这种强 大的核力。原子核和核力性质的研究对20世纪产生了巨大的影响,放射现 象、同位素、核反应、裂变、聚变、原子能、核武器和核药物都是核物理 学的副产品。丹麦物理学家玻尔首次将量子假设应用到原子中,并对原子光谱的不连续性作出了解释。他认为,电子只在一些特定的圆轨道上绕核运行。在 这些轨道上运行时并不发射能量,只当它从一个较高能量的轨道向一个较 低轨道跃迁时才发射辐射,反之吸收辐射。这个理论不仅在卢瑟福模型的 基础上解决了原子的稳定性问题,而且用于氢原子时与光谱分析所得的实验结果完全符合,因此引起了物理学界的震动。玻尔指导了19世纪20到年 代的物理学家理解量子理论听起来自相矛盾的基本结构,他实际上既是这 种理论的“助产师”又是护士。玻尔的量子化原子结构明显违背古典理论,同样招致了许多科学家的不满。但它在解释光谱分布的经验规律方面意外地成功,使它获得了很高的声誉。不过玻尔的理论只能用于解决氢原子这样比较简单的情形,对于多电子的原子光谱便无法解释。旧量子论面临着危机,但不久就被突破。在这方面首先取得突破的是法国物理学家德布罗意。他在大学时专业学的 是历史,但他的哥哥是研究X射线的著名物理学家。受他的影响,德布罗意大学毕业后改学物理,与兄长一起研究X射线的波动性和粒子性的问 题。经过长期思考,德布罗意突然意识到爱因斯坦的光量子理论应该推广到一切物质粒子,特别是光子。1923年9月到10月,他连续发表了三篇论文,提出了电子也是一种波的理论,并引入了“驻波”的概念描述电子在 原子中呈非辐射的静止状态。驻波与在湖面上或线上移动的行波相对,吉 它琴弦上的振动就是一种驻波。这样就可以用波函数的形式描绘出电子的 位置。不过它给出的不是我们熟悉的确定的量,而是统计上的“分布概 率”,它很好地反映了电子在空间的分布和运行状况。德布罗意还预言电 子束在穿过小孔时也会发生衍射现象。1924年,他写出博士论文“关于量 子理论的研究”,更系统地阐述了物质波理论,爱因斯坦对此十分赞赏。 不出几年,实验物理学家真的观测到了电子的衍射现象,证实了德布罗意 的物质波的存在。 沿着物质波概念继续前进并创立了波动力学的是奥地利物理学家薛定谔。他从爱因斯坦的一篇论文中得知了德布罗意的物质波概念后立刻接受了这个观点。他提出,粒子不过是波动辐射上的泡沫。1925年,他推出了一个相对论的波动方程,但与实验结果不完全吻合。1926年,他改而处理非相对论的电子问题,得出的波动方程在实验中得到了证实。1925年,德国青年物理学家海森伯格写出了一篇名为《关于运动学和 力学关系的量子论重新解释》的论文,创立了解决量子波动理论的矩阵方法。玻尔理论中的电子轨道、运行周期这样古典的然而是不可测量的概念 被辐射频率和强度所代替。经过海森伯格和英国一位年轻的科学家狄喇克 的共同努力,矩阵力学逐渐成为一个概念完整、逻辑自洽的理论体系。波动力学与矩阵力学各自的支持者们一度争论不休,指责对方的理论有缺陷。到了1926年,薛定谔发现这两种理论在数学上是等价的,双方才消除了敌意。从此这两大理论合称量子力学,而薛定谔的波动方程由于更易于掌握而成为量子力学的基本方程。 充满不确定性的量子论 海森伯格不确定原则是量子论中最重要的原则之一。它指出,不可能 同时精确地测量出粒子的动量和位置,因为在测量过程中仪器会对测量过 程产生干扰,测量其动量就会改变其位置,反之亦然。量子理论跨越了牛 顿力学中的死角。在解释事物的宏观行为时,只有量子理论能处理原子和 分子现象中的细节。但是,这一新理论所产生的似是而非的矛盾说法比光 的波粒二重性还要多。牛顿力学以确定性和决定性来回答问题,量子理论 则用可能性和统计数据来回答。传统物理学精确地告诉我们火星在哪里, 而量子理论让我们就原子中电子的位置进行一场赌博。海森伯格不确定性 使人类对微观世界的认识受到了绝对的限制,并告诉我们要想丝毫不影响 结果,我们就无法进行测量。 量子力学的奠基人之一薛定谔在1935年就意识到了量子力学中不确定 性的问题,并假设了一个著名的猫思维实验:“一只猫关在一钢盒内,盒 中有下述极残忍的装置(必须保证此装置不受猫的直接干扰):在盖革计 数器中有一小块辐射物质,它非常小,或许在1小时中只有一个原子衰 变。在相同的几率下或许没有一个原子衰变。如果发生衰变,计数管便放 电并通过继电器释放一个锤,击碎一个小小的氰化物瓶。如果人们使这整 个系统自在1个小时,那么人们会说,如果在此期间没有原子衰变,这猫 就是活的。第一次原子衰变必定会毒杀了这只猫。” 常识告诉我们那只猫是非死即活的,两者必居其一。可是按照量子力 学的规则,盒内整个系统处于两种态的叠加之中,一态中有活猫,另一态 中有死猫。但是有谁在现实生活中见过一个又活又死的猫呢?猫应该知道 自己是活还是死,然而量子理论告诉我们,这个不幸的动物处于一种悬而 未决的死活状态中,直到某人窥视盒内看个究竟为止。此时,它要么变得 生气勃勃,要么立刻死亡。如果把猫换成一个人,那么详谬变得更尖锐 了,因为这样一来,监禁在盒内的那位朋友会自始至终地意识到他是健康 与否。如果实验员打开盒子,发现他仍然是活的,那时他可以问他的朋 友,在此观察前他感觉如何,显然这位朋友会回答在所有的时间中他绝对 活着。可这跟量子力学是相矛盾的,因为量子理论认为在盒内的东西被观 察之前那位朋友仍处在活-死迭加状态中。 玻尔敏锐地意识到它正表征了经典概念的局限性,因此以此为基础提 出“互补原则”,认为在量子领域总是存在互相排斥的两种经典特征,正 是它们的互补构成了量子力学的基本特征。玻尔的互补原则被称为正统的 哥本哈根解释,但爱因斯坦一直不同意。他始终认为统计性的量子力学是 不完备的,而互补原理是一种绥靖哲学,因而一再提出假说和实验责难量 子论,但玻尔总能给出自洽的回答,为量子论辩护。爱因斯坦与玻尔的论 战持续了半个世纪,直到他们两人去世也没有完结。 爱因斯坦对量子论的质疑 薛定谔猫实验告诉我们,在原子领域中实在的佯谬性质与日常生活和 经验是不相关的,量子幽灵以某种方式局限于原子的阴影似的微观世界之中。如果遵循量子理论的逻辑到达其最终结论,则大部分的物理宇宙似乎 要消失于阴影似的幻想之中。爱因斯坦决不愿意接受这种逻辑结论。他反问:没有人注视时月亮是否实在?科学是一项不带个人色彩的客观的事 业,将观察者作为物理实在的一个关键要素的思想看来与整个科学精神相 矛盾。如果没有一个“外在的”具体世界供我们实验与测量,全部科学不 就退化为追逐想象的一个游戏了吗? 量子理论革命性的特点,一开始就引起了关于它的正确性及其解释内容的激烈争论,在20世纪中这个争论一直进行着。自然法则从根本上将是 否具有随机性?在我们的观察中是否存在实体?我们又是否受到了观察的 现象的影响?爱因斯坦率先从几个方面对量子理论提出质疑。他不承认自然法则是随机的。他不相信“上帝在和世界玩骰子”。在和玻尔的一系列 著名的论战中,爱因斯坦又一次提出了批判,试图结实量子理论潜在的漏 洞、错误和缺点。玻尔则巧妙地挫败了爱因斯坦的所有攻击。在1935年的一篇论文中,爱因斯坦提出了一个新证据:断言量子理论无法对自然界进 行完全的描述。根据爱因斯坦的说法,一些无法被量子理论预见的物理现 象应该能被观测到。这一挑战最终导致阿斯派特做了一系列著名的试验, 准备用这些试验解决这一争论。阿斯派特的实验详尽地证明了量子理论的 正确性。阿斯派特认为,量子理论能够预见但无法解释一些奇妙的现象, 爱因斯坦断言这一点是不可能的。由此似乎信息传播地比光速还快--很明 显地违背了相对论和因果律。阿斯派特的实验结论仍有争议,但它们已促 成了关于量子论的更多的奇谈怪论。 由玻尔和海森伯格发展起来的理论和哥本哈根派的观点,尽管仍有争 论,却逐渐在大多数物理学家中得到认可。按照该学派的观点,自然规律 既非客观的,也非确定的。观察者无法描述独立于他们之外的现实。就象 不确定律和测不准定律告诉我们的一样,观察者只能受到观察结果的影 响。按自然规律得出的实验性预见总是统计性的而非确定性的。没有定规 可寻,它仅仅是一种可能性的分布。 电子在不同的两个实验中表现出的波动性和粒子性这一表面上的矛盾 是互补性原理的有关例子。量子理论能够正确地、连续地预测电子的波动 性或粒子性,却不能同时对两者进行预测。按照玻尔的观点,这一矛盾是 我们在对电子性质的不断探索中,在我们的大脑中产生的,它不是量子理论的一部分。而且,从自然界中只能得到量子理论提供的有限的、统计性 的信息。量子理论是完备的:该理论未能告诉我们的东西或许是有趣的猜 想或隐喻。但这些东西既不可观测,也不可测量,因而与科学无关。 哥本哈根解释未能满足爱因斯坦关于一个完全客观的和决定性的物理 定律应该是什么样的要求。几年后,他通过一系列思维推理实验向玻尔发 起挑战。这些实验计划用来证明在量子理论中的预测中存在着不一致和错 误。爱因斯坦用两难论或量子理论中的矛盾向玻尔发难。玻尔把问题稍微思考几天,然后就能提出解决办法。爱因斯坦男买内过分地看重了一些东 西或者忽略了某些效应。有一次,具有讽刺意味的是爱因斯坦忘记了考虑 他自己提出的广义相对论。最终,爱因斯坦承认了量子理论的主观一致 性,但他仍固执地坚持一个致命的批判:EPR思维实验。 1935年,爱因斯坦和两个同事普多斯基和罗森合作写了一篇驳斥量子理论完备性的论文,在物理学家和科学思想家中间广为流传。该论文以三个人姓氏的第一个字母合称EPR论文。他们假设有两个电子:电子1和电子 2发生碰撞。由于它们带有相同的电荷,这种碰撞是弹性的,符合能量守 衡定律,碰撞后两电子的动量和运动方向是相关的。因而,如果测出了电 子1的位置,就能推知电子2的位置。假设在碰撞发生后精确测量电子1的 位置,然后测量其动量。由于每次只测量了一个量,测量的结果应该是准 确的。由于电子1、2之间的相关性,虽然我们没有测量电子2,即没有干 扰过它,但仍然可以精确推测电子2的位置和动量。换句话说,我们经过 一次测量得知了电子的位置和动量,而量子理论说这是不可能的,关于这 一点量子理论没有预见到。爱因斯坦及其同事由此证明:量子理论是不完 备的。 玻尔经过一段时间的思考,反驳说EPR实验非但没有证否量子理论, 而且还证明了量子理论的互补性原理。他指出,测量仪器、电子1和电子2 共同组成了一个系统,这是一个不可分割的整体。在测量电子1的位置的 过程中会影响电子2的动量。因此对电子1的测量不能说明电子2的位置和动量,一次测量不能代替两次测量。这两个结果是互补的和不兼容的,我 们既不能说系统中一个部分受到另一个部分的影响,也不能试图把两个不 同实验结果互相联系起来。EPR实验假定了客观性和因果关系的存在而得 出结论认为量子理论是不完备的,事实上这种客观性和因果性只是一种推 想和臆测。 现实世界中的量子论 尽管人们对量子理论的含义还不太清楚,但它在实践中获得的成就却 是令人吃惊的。尤其在凝聚态物质--固态和液态的科学研究中更为明显。 用量子理论来解释原子如何键合成分子,以此来理解物质的这些状态是再 基本不过的。键合不仅是形成石墨和氮气等一般化合物的主要原因,而且 也是形成许多金属和宝石的对称性晶体结构的主要原因。用量子理论来研 究这些晶体,可以解释很多现象,例如为什么银是电和热的良导体却不透 光,金刚石不是电和热的良导体却透光?而实际中更为重要的是量子理论 很好地解释了处于导体和绝缘体之间的半导体的原理,为晶体管的出现奠 定了基础。1948年,美国科学家约翰·巴丁、威廉·肖克利和瓦尔特·布 拉顿根据量子理论发明了晶体管。它用很小的电流和功率就能有效地工 作,而且可以将尺寸做得很小,从而迅速取代了笨重、昂贵的真空管,开 创了全新的信息时代,这三位科学家也因此获得了1956年的诺贝尔物理学 奖。另外,量子理论在宏观上还应用于激光器的发明以及对超导电性的解 释。 而且量子论在工业领域的应用前景也十分美好。科学家认为,量子力 学理论将对电子工业产生重大影响,是物理学一个尚未开发而又具有广阔 前景的新领域。目前半导体的微型化已接近极限,如果再小下去,微电子 技术的理论就会显得无能为力,必须依靠量子结构理论。科学家们预言, 利用量子力学理论,到2010年左右,人们能够使蚀刻在半导体上的线条的 宽度小到十分之一微米(一微米等于千分之一毫米)以下。在这样窄小的 电路中穿行的电信号将只是少数几个电子,增加一个或减少一个电子都会 造成很大的差异。 美国威斯康星大学材料科学家马克斯·拉加利等人根据量子力学理论 已制造了一些可容纳单个电子的被称为“量子点”的微小结构。这种量子 点非常微小,一个针尖上可容纳几十亿个。研究人员用量子点制造可由单 个电子的运动来控制开和关状态的晶体管。他们还通过对量子点进行巧妙 的排列,使这种排列有可能用作微小而功率强大的计算机的心脏。此外, 美国得克萨斯仪器公司、国际商用机器公司、惠普公司和摩托罗拉公司等 都对这种由一个个分子组成的微小结构感兴趣,支持对这一领域的研究, 并认为这一领域所取得的进展“必定会获得极大的回报”。 科学家对量子结构的研究的主要目标是要控制非常小的电子群的运动 即通过“量子约束”以使其不与量子效应冲突。量子点就有可能实现这个 目标。量子点由直径小于20纳米的一团团物质构成,或者约相当于60个硅 原子排成一串的长度。利用这种量子约束的方法,人们有可能制造用于很 多光盘播放机中的小而高效的激光器。这种量子阱激光器由两层其他材料 夹着一层超薄的半导体材料制成。处在中间的电子被圈在一个量子平原 上,电子只能在两维空间中移动。这样向电子注入能量就变得容易些,结 果就是用较少的能量就能使电子产生较多的激光。 美国电话电报公司贝尔实验室的研究人员正在对量子进行更深入的研 究。他们设法把量子平原减少一维,制造以量子线为基础的激光器,这种 激光器可以大大减少通信线路上所需要的中继器。 美国南卡罗来纳大学詹姆斯·图尔斯的化学实验室用单个有机分子已 制成量子结构。采用他们的方法可使人们将数以十亿计分子大小的装置挤 在一平方毫米的面积上。一平方毫米可容纳的晶体管数可能是目前的个人 计算机晶体管数的1万倍。纽约州立大学的物理学家康斯坦丁·利哈廖夫 已用量子存储点制成了一个存储芯片模型。从理论上讲,他的设计可把1 万亿比特的数据存储在大约与现今使用的芯片大小相当的芯片上,而容量 是目前芯片储量的1·5万倍。有很多研究小组已制出了利哈廖夫模型装置 所必需的单电子晶体管,有的还制成了在室温条件下工作的单电子晶体 管。科学家们认为,电子工业在应用量子力学理论方面还有很多问题有待 解决。因此大多数科学家正在努力研究全新的方法,而不是仿照目前的计 算机设计量子装置。 量子论与相对论能统一吗? 量子理论提供了精确一致地解决关于原子、激光、X射线、超导性以 及其他无数事情的能力,几乎完全使古老的经典物理理论失去了光彩。但我们仍旧在日常的地面运动甚至空间运动中运用牛顿力学。在这个古老而 熟悉的观点和这个新的革命性的观点之间一直存在着冲突。 宏观世界的定律保持着顽固的可验证性,而微观世界的定律具有随机性。我们对抛射物和彗星的动态描述具有明显的视觉特征,而对原子的描述不具有这种特征,桌子、凳子、房屋这样的世界似乎一直处于我们的观 察中,而电子和原子的实际的或物理性状态没有缓解这一矛盾。如果说这些解释起了些作用的话,那就是他们加大了这两个世界之间的差距。 对大多数物理学家来说,这一矛盾解决与否并无大碍,他们仅仅关心他们自己的工作,过分忽视了哲学上的争议和存在的冲突。毕竟,物理工作是精确地预测自然现象并使我们控制这些现象,哲学是不相关的东西。 广义相对论在大尺度空间、量子理论在微观世界中各自取得了辉煌的成功。基本粒子遵循量子论的法则,而宇宙学遵循广义相对论的法则,很难想象它们之间会出现大的分歧。很多科学家希望能将这两者结合起来, 开创一门将从宏观到微观的所有物理学法则统一在一起的新理论。但迄今 为止所有谋求统一的努力都遭到失败,原因是这两门20世纪物理学的重大学科完全矛盾。是否能找到一种比现有的这两种理论都好的新理论,使这两种理论都变得过时,正如它们流行之前的种种理论遇到的情况那样呢?
他不是搞生物的,是物理学家
普朗克提出了能量量子化。
能量量子化:
普朗克最大贡献是在1900年提出了能量量子化,其主要内容是:
黑体是由以不同频率作简谐振动的振子组成的,其中电磁波的吸收和发射不是连续的,而是以一种最小的能量单位ε=hν,为最基本单位而变化着的。
理论计算结果才能跟实验事实相符,这样的一份能量ε,叫作能量子。其中v是辐射电磁波的频率,h=6.62559*10^-34Js,即普朗克常数。也就是说,振子的每一个可能的状态以及各个可能状态之间的能量差必定是hv的整数倍。
玻尔提出了原子辐射理论。
1922年,玻尔因对研究原子的结构和原子的辐射所做得重大贡献而获得诺贝尔物理学奖。为此,整个丹麦都沉浸在喜悦之中,举国上下都为之庆贺,玻尔成了最著名的丹麦公民。
为了支持正义与和平,玻尔将自己的诺贝尔金质奖章捐给了芬兰战争。后来,人们又为他募集黄金重铸了一枚,永远陈列在丹麦博物馆里。
1924年6月,玻尔被英国剑桥大学和曼彻斯特大学授予科学博士名誉学位,剑桥哲学学会接受他为正式会员,12月又被选为俄罗斯科学院的外国通讯院士。
扩展资料
1874年,普朗克进入慕尼黑大学攻读数学专业,后改为物理专业。然而慕尼黑的物理学教授菲利普·冯·约利曾劝说普朗克不要学习物理。
他认为“这门科学中的一切都已经被研究了,只有一些不重要的空白需要被填补”,普朗克却选择了拒绝,坚定的选择了物理。
终于踏入物理学的大门。早年的普朗克研究领域主要集中在热力学。1879年,年仅21岁的普朗克就凭论文《论热力学第二定律》获得了慕尼黑大学的博士学位, 论文中贯穿了他对“熵”深刻和独特的见解。
可是不久,他了解到美国物理学家吉布斯早已做过这方面工作。于是,从1894年开始,他便将注意力转向黑体辐射问题。
普朗克定律,是他对物理学重要的贡献。
他说:为了从理论上得出正确的辐射公式,必须假定物质辐射(或吸收)的能量不是连续地、而是一份一份地进行的,只能取某个最小数值的整数倍。
这个最小数值就叫能量子,辐射频率是ν的能量的最小数值ε=hν。其中h,普朗克当时把它叫做基本作用量子,物理常数。
1900年12月14日,在德国物理学会的例会上,普朗克作了《论正常光谱中的能量分布》的报告。在这个报告中,他激动地阐述了自己最惊人的发现。
然而,人们对之一伟大的发现却是抱有怀疑态度,那本该属于他的诺贝尔物理学奖一再与其失之交臂。
作为最先支持相对论的物理学家之一,1906年,他导出了相对论动力学方程,得出电子能量和动量的表达式,从而完成了经典力学的相对论化。
1906年他引入了“相对论”这个术语。1907年在狭义相对论的框架内推广了热力学。
尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔(Niels Henrik David Bohr,1885.10.07~1962.11.18) 丹麦物理学家,哥本哈根学派的创始人,曾获1922年诺贝尔物理学奖。他通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱,提出对应原理,互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学,对二十世纪物理学的发展影响深远。
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我个人的看法是如果你对这些方面有研究一定有志同道合的人吧,你们可以一起共同商讨要在哪里发表这种证明,我可以给你提几个建议,仅供参考,因为毕竟我对这种高深的学问是不了解的,所以我对你们研究学文的人是佩服的。如果有自己的想法可以在以下平台发布:
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哥德巴赫猜想是一个数学问题,提出于1742年。猜想的内容是:任何一个大于2的偶数都可以表示成两个质数之和。尽管这个猜想看似简单,但长达数百年的努力一直没有找到完整的证明。直到2013年,数学家Yitang Zhang提出的一种新方法为哥德巴赫猜想提供了一个初步的证明。Zhang的证明方法被称为“孤立素数对的存在性”,它利用了一种数学工具叫做“级数”。他证明了存在一个数字K,使得任何大于K的偶数都可以表示成三个质数之和。虽然这不是哥德巴赫猜想的完整证明,但它是历史上第一次成功地将一个数字范围与哥德巴赫猜想联系起来的证明。在接下来的几年里,许多数学家利用Zhang的证明方法来发展出更加精细的证明,最终在2019年,数学家Terence Tao和James Maynard发表了一篇论文,完整地证明了哥德巴赫猜想。他们的证明方法基于Zhang的方法,但使用了更复杂的数学技巧,包括“筛法”和“组合估计”。他们的证明被认为是历史上对哥德巴赫猜想提出的最完整、最精细的证明。总之,哥德巴赫猜想的证明是一个复杂而困难的问题,需要深厚的数学知识和技能。数学家们花费了数百年的时间来研究这个问题,最终得以证明。