属于第一梯队的期刊。
Springer中文名字叫做施普林格。其实从官网的about上,我们基本就可以知道这个出版社出版的相关期刊。1842年,在柏林成立,是一个总部位于德国的世界性出版公司,它出版教科书、学术参考书以及同行评论性杂志,专注于科学、技术、数学以及医学领域。一个重磅的消息就是,在2015年出版业两大巨头 Springer 和 Nature 完成合并,合并后的新公司叫 “Springer Nature"。有了nature的加持,Springer显然就是巨无霸了。
《Nature》是世界上历史悠久的、最有名望的科学杂志之一,首版于1869年11月4日。 与当今大多数科学论文杂志专一于一个特殊的领域不同,其是少数依然发表来自很多科学领域的一手研究论文的杂志(其它类似的杂志有《科学》和《美国科学院学报》等)。在许多科学研究领域中,很多最重要、最前沿的研究结果都是以短讯的形式发表在《自然》上。
爱因斯坦刚刚提出相对论的时候,由于得不到证明,所以还不被科学界看好。想证明相对论的理论,需要的是实验观测。没有实验的证明,任何一种理论都永远只能停留在理论假说阶段,而不是科学理论。而最早做实验证明爱因斯坦相对论的国家,不是爱因斯坦的祖国德国,而是英国。
下面,我以相对论为例,看看为了证明它,科学界做了哪些实验的努力?
广义相对论主要是描述时空结构的弯曲,这是对宇宙大质量、天文大尺度物理现象的描述,而我们人类只能生活在区区地球上,想要直接了解大质量物质的时空结构变化,无疑是非常困难的。要知道,人类可以立即想到的大质量、引力源非常强的参照物,就是每天给我们提供光和热的太阳。那么,能不能通过观测太阳来验证相对论描述的时空结构的改变呢?因为按照相对论的描述,大质量的物质可以扭曲空间,而光是沿着空间传播的,既然空间结构被扭曲,则光实际也会被扭曲。由于光子毫无疑问的具有能量,依据狭义相对论的质能方程,能量可以与质量互换,有能量的光子也肯定具有惯性质量。既然光子具有惯性,那么光子的运行轨迹就会根据时空弯曲的结构进行测地线运动。这样,既然太阳周边拥有强大的引力场,引力场会改变时空结构,让时空变得卷曲,则经过太阳周边的光线,就会按照时空结构进行运动。
(爱因斯坦发表相对论的手稿)
于是,爱因斯坦就构想到一个实验方法,如果通过测量和比较遥远的恒星发射出来的光线经过太阳引力场前后的偏移和位移的程度,就可以证实相对论的预言。我们如果观测到太阳周边的光线被扭曲,就可以证明相对论预言的准确性。
爱因斯坦提出实验方案之后,引起了科学界,尤其是天文学家的兴趣和重视。德国天文学家Erwin Freundlich决定为此做一点事情。当时,天文学家计算出1914年8月在克里米亚半岛会出现一次日全食,Erwin Freundlich率领科考队前往克里米亚半岛,正打算架设实验器材,不料第一次世界大战在此刻爆发了。德国当时和俄罗斯是对立的交战国家,俄罗斯军队在克里米亚半岛俘获了Erwin Freundlich和全体科考队员,直到4年之后才予以释放。自然,这次实验还没有正式开始就已经彻底失败了。
(第一次世界大战形势图)
真正让爱因斯坦和其相对论扬名天下的,不是爱因斯坦的母国德国,而是英国。
爱因斯坦在当时是德国人,他出生在德国,是德国国籍,在德国大学任教,发表的关于相对论的科学论文刊登在德语的《物理学年鉴》上。但是,科学是没有国界的。爱因斯坦的论文,很快引起了大洋彼岸英国人的极大重视。当时,英国科学界的扛把子,威名显赫物的大理学家、天文学家爱丁顿爵士阅读了爱因斯坦的论文之后,为此大加赞叹,立即积极的把这篇论文推荐他的“朋友圈”。罗素等一大批英国科学家由此了解到了相对论,并且也非常赞同爱因斯坦对时空结构变化的描述。
(右边是当时英国科学界的扛把子,爱丁顿爵士)
要知道,英国与德国在当时可是交战国,爱因斯坦在那个时候对于爱丁顿爵士、罗素等人来说,就是不折不扣的敌国科学家。作为英国人,却没有因为政治、民族等因素去排斥爱因斯坦,这无疑证明了他们具有正直无私、没有偏见的高贵情操和勇于追求科学真理的崇高精神。
由于爱丁顿爵士的不懈推荐,爱因斯坦的相对论引起了英国格林尼治时天文台台长戴森的重视。戴森给英国皇家学会写信,他提议组建一个科学考察队,来验证爱因斯坦的相对论的理论。戴森指出,1919年5月29日是验证理论的极其合适的时刻,因为在这一天,太阳、金牛星座、月亮、地球恰好会排列成一条直线,由于形成了日食,那么金牛星座发射出来的光线经过太阳周边引力场的时候,就容易被地球上的实验仪器观测到。如果这些微弱的光线真的被观测到了,则证明了爱因斯坦的理论是正确的。
英国皇家学会依据戴森的提议,组建了两支科考队,一支奔赴非洲几内亚万湾的普林西比岛,一支赶往巴西的索布拉尔。这两支科考队都在野外经历了很多困难,他们战胜了飓风、暴雨等干扰,在艰苦的自然环境下奋战了八九个月,耗费了巨大的心血,拍摄了很多照片,经过照片的对比和测量,得出了很精密的观察数据。
1919年11月6日,这是科学史也是整个人类文明史上值得纪念的一天。英国皇家学会举办了学术会议。爱丁顿爵士、罗素、戴森等一众大名鼎鼎,在科学界虎啸风云的科学家出席会议。在会场上,爱丁顿爵士当场宣读了这次日全食的科学考察报告,他用激动的语气说道:这是科学的胜利!这是爱因斯坦的胜利!经过我们的实验观察,证明了太阳的质量确实导致了它周围的时空结构的时空结构弯曲!
自此刻起,爱因斯坦教授扬名天下!
迄今为止,还没有任何实验证实爱因斯坦相对论或者“光速不变原理”已经被推翻了。我们平时看到的某些散布骇人信息的自媒体,绝大多数不具备基础的数理知识,有的还是文科生。他们往往还信仰神秘主义,对伪科学和超自然趋之若鹜。
其实,要想判断“相对论或者光速不变原理有没有被推翻”很容易,就是看国际知名科学学术期刊有没有刊登相关的论文。目前,相关的比较知名和权威的顶级科学学术期刊有《自然》《科学》《科学美国人》。如果有人声称他“推翻了”某个重大的基础科学理论,或者“创新”出某种惊世骇俗的、与现有主流科学体系不兼容的“旷世杰作”,那么很好办,请他立刻出示他发表在《自然》《科学》《科学美国人》上面的论文即可。如果,他没有能力在上面刊登论文,又一贯喜爱夸夸其谈,说他的能力可以“拳打爱因斯坦,脚踢牛顿霍金”,你已经可以大致判断他只是一个思维跳跃的民科人士。
我想说的是,英国作为一个与德国处于战争状态的国家,耗费了巨大的资源和精力,发动自己国家的科学家,花费了八九个月时间,去验证一个敌对国家科学家提出的理论,这种博大的精神说明了什么?科学是超越一切国家、地域、民族、文化、政府、政见的。正是有了这种精神,人类文明才被加速推动着。
学途坎坷的罗蒙诺索 米哈伊尔·瓦西里耶维奇·罗蒙诺索夫(1711—1765)是俄国唯物主义哲学和自然科学的奠基人;也是世界上数得着的大科学家和诗人,他天分极高,博学而多能。 罗蒙诺索夫于1711年11月19日生在阿尔汗格尔斯克省·霍尔莫果尔附近的一个小村里。 父亲瓦西里·多罗弗耶维奇·罗蒙诺索夫原是一个孤儿,后来当渔民,他很健壮也很能干,可他目不识丁,直到三十岁才结婚。 母亲阿列娜 · 伊凡诺夫娜,是个很善良、笃信宗教的人,每天晚饭后都读圣经。 父亲忙着打渔,母亲在家总是教他这教他那的。罗蒙诺索夫稍稍懂事后,母亲就给讲圣经上的故事听,看来都是些平凡的小事,可对他日后的成才是起了很大的作用的,因为这都属于早期教育。 小罗蒙诺索夫三岁的时候,大概是对圣经感兴趣了,他拿来圣经,母亲以为他是想玩书上的兰丝带或书扣,把书移近他,可他却去翻书, 母亲怕他把书撕坏拿走了,结果他大声地哭开了。 母亲给他读圣经,他很感兴趣,还要求母亲不断讲,他常常问圣经里的故事和还让母亲教他学字母,这让母亲想到: 该让孩子上学了。 米沙宁斯卡亚村,有一位已退休在家的, 名叫尼基蒂奇的教堂执事,妈妈带蒙诺索夫去找他, 求他教孩子。尼基蒂奇打量着这个小家伙问: "是你自己想学,还是你妈妈叫你来的?" "是我自己愿意学习,我要妈妈把我带来的。"他的眼睛紧紧盯着书架,因为他从来没有看到这么多书。 老师又问了他一些话,他都回答得很利落,老师看他聪明,就高兴的说: "好吧,就跟我学吧!" 老师想从圣经学起,没想到罗蒙诺索夫说: “学圣经?圣经上的我全知道,什么一星期有几天,一年有几个月……” "咦!你怎么知道的?" "我和妈妈学的,她每天晚上都读圣经。"罗蒙诺索夫罗孩子 老师提问他一些问题,果然他答的都对,老师惊奇地说: "好,你真是个好孩子,长大一定有出息,好好学吧!" 老师认真教他,他努力学习,他因早期受过教育,智力好,记忆力强,学得很快。 到渔季, 罗蒙诺索夫常常跟父亲出海,培养了他勤劳和刚毅的性格。父亲没文化,可海上经验十分丰富。 "这个星期,鳕鱼是不会到海岸这边来了。" "该回去了,下午要起大风。" "往这边走,你没见海鸥朝这边飞吗?它们比人还鬼哩!" 父亲好象什么都知道,为什么父亲这样说呢?他问父亲,父亲耐心的向他讲解海上知识。自然这又是一种学习。可是小罗蒙诺索夫的问题特别多: "为什么船走过后,海面上有一条亮光?" "为什么海水总在固定的时间涨、落……" 这些问题,父亲回答不了,罗蒙诺索夫沉默着,他总想弄清这些问题。 尼基蒂奇太老了,又有病,后来不能教他了,怎么办呢?罗蒙诺索夫想到了舒伯纳大叔。 舒伯纳是渔行的中间人,在村里最有文化,为人也好,家里也有一些书。 有一天,罗蒙诺索夫自己去找他: "大叔!请你教我学习吧!" "我哪有工夫!" "我不费你的时间,有空你教教我就行,我可以自己学。" "你为什么要学习呢?" "我、我也要做个象你这样有知识的人啊!" 啊!这个小伙子真不错。舒伯纳又问了他一些问题,最后说: "好吧!我教你!" 不久,罗蒙诺索夫的母亲死了,十分难过的罗蒙诺索夫更埋头学习了。父亲第二次结婚不久,继母也病故了。父亲第三次结婚这个母亲不喜欢他学习,还讽刺他: "哼!你想成为一个有学问的人哪?" 罗蒙诺索夫不理她,除了干活就去学习。他的小木房里有了墨水瓶和鹅毛笔。在他十岁左右,村里哪家有需要写算的事,人们都来找他, 爸爸要签个卖鱼的合同也少不了他。 他十四岁那年,得到了两本对他自己一生很重要的书:《斯拉夫语语法》、《算术》,这两本书还有段故事哩! 在离他家不远的斯特洛夫村,住着一个叫杜金的生意人,他有文化,家里还有书。渴望读书的罗蒙诺索夫早就注意到他家的书了。向他借,他不肯。罗蒙诺索夫就打他两个儿子的主意,那两个儿子说: "想要书, 那有条件,得给我们弄到一只小海象!" 于是,罗蒙诺索夫各处去找海象。后来叶烈麦大叔帮他找了一位商人,商人提出换工:如果罗蒙诺索夫给他白干四天活,作为报酬就送他一支小海象。他干了四天活,海象弄到手,书也到手了。 罗蒙诺索夫高兴极了,把书拿回家埋头学习,这书有地方不好学,但他学得非常认真。 这一天他正在学习,那两个孩子来了: "把书还给我们吧!我爸爸不同意!" "咱们不是已经换了吗?还带后悔的?" "那、那小海象死了!" 原来是这样,罗蒙诺索夫和他们辩理。这两个孩子也知道自己理亏,哥哥说: "要嘛,你到坟上去过一夜,那才算是男子汉,才配读这本书!" "好!一言为定!可不带后悔的! " "好,说定了!" 罗蒙诺索夫毕竟还是个小孩子,晚上一个人去墓地过夜,自己也很害怕,可是为了得到这书,他咬牙还是去了, 第二天这书彻底归了他。 罗蒙诺索夫一小读过不少诗,他也喜欢写诗,这夜他在墓地里还写了一首诗: 拉开沉沉的夜幕, 看,星儿满天, 数不尽的繁星, 啊!苍穹无边。 随着日复一日的学习,罗蒙诺索夫的学识也在增长,他越来越成为读书迷了。 继母在叨咕他,父亲也有些担心,他们打算给他娶个媳妇扭转他的精神。 一次,罗蒙诺索夫到阿尔汉格尔斯克去住了几天,这使他很开眼,他见到了城市、商店、莫斯科人、彼得堡人,还有外国海员……也看到了书和报纸。他想:要想学习,光憋在小村子里是不行的, 他产生了离开家乡的想法。 一天, 父亲领来一位借宿的莫斯科教师,罗蒙诺索夫和他谈个没完,从教师那里他知道莫斯科是座很大的城市, 那里有很多学校……那位老师也感到他的知识面很宽,鼓励他去莫斯科上学。从此, 他下决心要去莫斯科读书。 父母本来想让他早些结婚,没想到他先提出来要去上学,当然不同意。父亲看他态度坚决,留也留不住,再说他和继母关系又不好,索性就同意他去了。但是提出两个条件:一是不干涉他;二是不负责他的生活费。 当时每个农民都要交人头税,如果他走,得有人替他承担才行。他各处去求人,村里有个叫伊凡·巴涅夫的人看他有出息,答应替他承担人头税。临走时舒伯纳大叔给了他三个卢布。就这样罗蒙诺索夫告别了生活十九年的故乡,搭上往莫斯科送鱼的车登程了, 走了三个星期他们才来到莫斯科。 刚刚进城, 他就让警卫队抓住了。原来这天是俄国女皇加冕的日子,处处戒严,警卫人员看他眼生,抓住他直接送到了书记官杜季柯夫家。偏巧当时女皇下令:凡是未成年的贵族子弟,一律要送上学,隐瞒者处以笞刑。杜季柯夫有个儿子,什么也不会,全家正在为这事犯愁。书记官一问罗蒙诺索夫,刚好还认识他父亲,听他夸过孩子爱学习。他叫罗蒙诺索夫教教他儿子, 送他俩一块去上学,也给他儿子做个伴儿。可罗蒙诺索夫是渔民的儿子,没资格进贵族学校。正在这个时候,扎伊科罗斯帕斯基修道院的神父,同时又兼这个学校的教务主任——瓦尔索诺菲来了。他对书记官说:学校跑了两个一年级学生,大司祭正在发脾气,一定要马上补上两个学生才行,请书记官无论如何得帮助找两个孩子。刚巧,杜季柯夫就把自己的想法对他说了, 教务主任说: "快叫他来,我问问!" 罗蒙诺索夫来了,教务主任一问,各方面条件都不错,这时杜季柯夫拿来一本赞美诗问: "你会背赞美诗吗?会背哪首?" "随您选,哪首都行。" 罗蒙诺索夫流畅的背了一首,背得很好。教务主任很高兴,可他不是贵族出身,让教务主任很难办。罗蒙诺索夫再三哭着要求上学,教务主任深受感动,想了半天说: "行啦,小伙子别哭啦,让我这个神父做一次罪人吧,我就对校长说你是贵族,让上帝饶我这一次吧!" 就这样,罗蒙诺索夫和杜季柯夫十六岁的儿子一起上学了。 罗蒙诺索夫毕竟是乡下孩子,处处土里土气,贵族子弟常常嘲笑他,有一次他一气之下把欺侮他的学生打倒了,以后别人再也不敢欺侮他了。 罗蒙诺索夫记忆力好,又肯下工夫学习,所以学习成绩非常出众,只用了三个月时间就把一年级课程全部学完,他申请入二年级。老师们知道他学习成绩好,经过拉丁文、数学老师对他考核,同意升入二年级,不久他又跳了一级。 扎伊科罗斯帕斯基学校是莫斯科有名的学校,建校已五十多年,曾培养出很多著名的学者。罗蒙诺索夫完成课堂学习外,还常常去图书馆看书,他对自然科学发生了兴趣。 一天,在全校师生大会上,学校宣布: 元老院要挑选十二名成绩最优秀的学生去彼得堡科学院深造。全校都震动了,罗蒙诺索夫更是兴奋。彼得堡科学院那可是全国最高学府啊,在本校毕业只能当神父,如果从彼得堡科学院毕业,就可以专门从事科学研究……就可以实现自己的理想啊! 竞选的考试开始了,要求用拉丁文答卷,彼得堡院方亲自监堂, 罗蒙诺索夫第一个交了卷。结果,罗蒙诺索夫的成绩最高,录取的另外十一名同学中还有他的好友维诺格拉多夫。 学校把考生们召集到大厅,正要宣布录取名单时,杜季柯夫突然闯进了大厅说: “盖尔曼神父!千万不能让罗蒙诺索夫去深造,他不是贵族,他是个渔民的儿子!” 这一下大厅就乱了,人们纷纷议论。教务主任的脸这时也白了,他只好站起来说: “盖尔曼神父,斯杰潘神父,我说一下:这个错误全由我来负。这是因为他当初强烈想上学的上进心促使我这样做的,我只欺你们这一次,你们可以处分我。好在他今天取得这样好成绩,我也就不后悔了。” 彼得堡科学院代表说: “他犯了校规,本应当受到处分,可是全校学生的成绩没有一个超过他的,那么叫他本人谈谈吧!” 盖尔曼神父说: “你隐瞒出身,照校规要把你送到边远的教堂去,你怎敢欺上帝?” 罗蒙诺索夫诚恳地向老师们说明:这都是自己在强烈想上学的愿望支配下做出来的事。他承认自己有罪,也愿意到边远的教堂去服劳役。他还说自己到那里还要学习,如果丢掉学习,我宁愿死去。他哭了, 不少人被他的发言感动了。 彼得堡科学院的代表,不愧是有学问,有胆识的人,他竟然表示不要给他定罪,还决定破格准许他去学习。就这样,罗蒙诺索夫又通过了一个难关,和同学们一道去彼得堡上学。 彼得堡科学院是彼得大帝为培育国家建设人才,于1724年建立的,学校里有学识的人很多。但人们当时普遍有崇洋媚外心理,学校也聘请了一些戴假发、穿礼服、摆空架子的法国人。他们常用轻蔑的口吻谈论俄国,这让有思想的学生很反感。学校生活条件不好,宿舍潮湿,伙食也差。有些学生只是混时光,可是罗蒙诺索夫不受这些情况干扰,他努力学习,还常常和好朋友维诺格拉多夫一起到图书馆去读书。 一年后,学校选送三名学生去德国学采矿,又把罗蒙诺索夫和诺格拉多夫选上了。他们到德国马尔堡大学,在著名物理、化学家沃尔夫教授指导下学数学、物理。沃尔夫教授知识渊博,品德也好,还有自己的实验室,这让罗蒙诺索夫得到了很好的学习条件,他更加勤奋学习。老教授感到这个学生很不错,所以很器重他。第二年,罗蒙诺索夫在《德国科学》上发表一篇论文,全校都知道他的大名了。 他在马尔堡大学三年,重点学了力学和水利工程学,同时他的数学、化学、德语和法语也达到较高水平。毕业前, 彼得堡学院来函,叫他们结业后,马上到著名冶金学家亨克尔教授那里学采矿和冶金。这位教授有丰富的采矿经验,可学术底子差,为人又非常主观、固执。因此不久就和性情刚直的罗蒙诺索夫发生了矛盾。教授对罗蒙诺索夫很不好,逼得他不得不单独向俄国科学院写信,请求提前结业回国。 罗蒙诺索夫和两个同学分手后,到莱比锡找俄国公使,结果没人理他;后来又到海牙找俄国公使,这位使官也不肯管他的事。他已经没有生活费了,只好徒步回马尔堡,幸而房东太太早就相中这个小伙子收留了他,并把自己的女儿嫁给他了。他在岳母家仍然坚持学习,写论文、写冶金方面的书,还翻译沃尔夫教授的《实验物理学》。 一天,他接到科学院的来信和路费,他这才告别岳母和妻子回俄国。 他回国后,汇报了学习情况,递交了论文。原以为科学院很快就能授他教授头衔,并给他提供项目进行科学研究——这本是留学前答应的, 结果却分配他去抄写矿盐目录。他只好每天去抄那些连中学生都能抄的资料,但他利用这段时间又完成了一篇论文,可是仍没人搭理他,任他几次催问也没人管。 一天,科学院主持人舒马赫尔找到他,原来是女皇要登基,舒马赫尔请他帮忙写一首颂诗。罗蒙诺索夫写诗功底颇深, 他很快写就。女皇看了诗后很满意,要为他颁奖。这样, 舒马赫尔才匆忙通过了他的论文,又把他提升为彼得堡科学院物理学副教授。但他仍然没有实验室,没法开展工作。 不久,舒马赫尔因盗窃被撤职,德国人对新上任的院长纳尔托夫看不起,纳尔托夫就派罗蒙诺索夫去监视他们。德国人勾结一起联名状告罗蒙诺索夫破坏科学院工作。而新上任的纳尔托夫又屈服于德国人的压力,而把罗蒙诺索夫监禁起来。 罗蒙诺索夫想不通,身体每况愈下,在友人劝导下写了个假检讨,又被监禁了半年之后才放出来。罗蒙诺索夫痛感在不学无术的人领导下,想做学问十分困难。出来后,他克服各种困难努力工作,又发表了多篇论文,被提升为化学教授,据说女皇也知道他的大名,人们这才开始重视他。(此期间, 他的好朋友维诺格拉多夫学成归国,在研究瓷器方面取得好成绩,但不久就受人嫉妒,迫害而死去)。 1749年,他请求宫廷拨款建立的实验室,经过很多困难终于建成了。他在这里研究发现, 宇宙的任何物质都不会消灭,只能从一种形式转化为另一种形式的"物质不灭定律"(又称为"罗蒙诺索夫定律")轰动了全世界;1752年他写成了《精确的物理化学》创建了"物理化学"这个新学科,还提出了"光是一种物质运动"的观点。 他的科研还结合生产实际进行,试验成功国家急需的、过去全由国外高价进口的普鲁士兰、彩色玻璃, 还发明了避雷针。 1755年创建了莫斯科大学,在语言方面他编写了《俄语语法》,在历史方面,他编写了《俄罗斯简明编年史》,还出版了自已的诗文集。 由于长期积劳(加之两位好友的去世,使他受到莫大打击)1765年春,因感冒治疗不当逝世,享年仅五十四岁。 当我们读他一生的历程,我们不能不想起他母亲给他讲"圣经"的情景,他不正是在这种早期教育下才走上学习成才的道路吗?罗蒙诺索夫的成才历程是坎坷的,但也是幸运的,他从一个贫困渔民的儿子,终于成长为伟大的科学家。法国教育家爱尔维修说:"即使是普通的孩子,只是教育得法,也会成为不平凡的人。"这话说的不是很对吗?
玛丽·居里(Marie Curie)(1867.11.7—1934.7.4),出生于波兰,法国物理学家、化学家,世界著名科学家,研究放射性现象,发现镭和钋两种放射性元素,一生两度获诺贝尔奖(第一次获得诺贝尔物理奖,第二次获得诺贝尔化学奖)。而且在研究镭的过程中,整整用了有好几年,作为杰出科学家,居里夫人有一般科学家所没有的社会影响。尤其因为是成功女性的先驱,她的典范激励了很多人。很多人在儿童时代就听到她的故事但得到的多是一个简化和不完整的印象。 1896年,法兰西共和国物理学家贝克勒尔发表了一篇工作报告,详细地介绍了他通过多次实验发现的铀元素,铀及其化合物具有一种特殊的本领,它能自动地、连续地放出一种人的肉眼看不见的射线,这种射线和一般光线不同,能透过黑纸使照相底片感光,它同伦琴发现的伦琴射线也不同,在没有高真空气体放电和外加高电压的条件下,却能从铀和铀盐中自动发生。铀及其化合物不断地放出射线,向外辐射能量。这使居里夫人发生了极大的兴趣。这些能量来自于什么地方?这种与众不同的射线的性质又是什么?居里夫人决心揭开它的秘密。1897年,居里夫人选定了自己的研究课题--对放射性物质的研究。这个研究课题,把她带进了科学世界的新天地。她辛勤地开垦了一片处女地,最终完成了近代科学史上最重要的发现之一发现了放射性元素镭,并奠定了现代放射化学的基础,为人类做出了伟大的贡献。
1933年2月7日张克潜出生于北京市。张克潜自幼喜爱科学和文学 。
1937年抗日战争爆发后,其父携黄河水利委员会图纸资料南迁。5岁的张克潜随祖母、母亲定居天津,先后就读于天津耀 *** 小、耀华中学(国中)和南开中学(高中)。张克潜的国小时代,国难深重,民不聊生,家庭经济陷入困境。目睹日寇对中国人民的 *** ,在他幼小的心灵里激发起爱国之情,六年级时与几位同学相约在教室内公开把污蔑中国人民抗日的几页历史教科书撕毁。
1950年,张克潜以第一名的成绩从南开中学毕业,考入清华大学电机工程系。
1952年夏,院系调整,转入新成立的清华大学无线电工程系。
1953年毕业,被分配在清华大学任助教,加入新成立的"电真空教研组",在孟昭英教授指导下工作。
1953-1961年 清华大学无线电电子学系助教。
1957年初,张克潜被派赴成都电讯工程学院向苏联专家依·维·列别杰夫教授学习微波(当时习惯称超高频)技术和微波电子管。1957年秋回到清华大学,开始在清华大学无线电电子学系从事电磁场、微波技术和微波电真空器件的教学及微波管研究工作。
1962年晋升为讲师,同时担任电真空教研组主任。
1971年,随清华大学无线电电子学系大部分师生搬迁到四川清华大学绵阳分校。
1977年,全国恢复高考,同时开始招收研究生,秋季开学前,张克潜被派回北京迎接恢复高考后电真空专业的第一批新生,并参与研究生招生工作。
1979年春,清华大学绵阳分校全部搬迁回北京,清华大学恢复无线电电子学系。1979年,张克潜晋升为副教授,任副系主任,主管科学研究工作。
1983年被确定为博士生导师。1984年晋升为教授。1985~1993年,任清华大学电子工程系(原无线电电子学系)主任。
1981~1995年,任教育部世界银行大学发展项目专家组电子组组长。
1987~1989年,任国家高技术研究发展计画(863)信息技术领域首席科学家。
1980~2000年,任全国工科电子类物理电子与光电子技术专业教材编审委员会(1995年后改为全国电子信息类物理电子技术专业教学指导委员会)主任委员。
1957年1-7月 成都电讯工程学院进修教师。
1962-1966年 清华大学无线电电子学系讲师,教研组主任。
1966-1971年 清华大学无线电电子学系讲师。
1972-1978年 清华大学绵阳分校讲师,教研组主任。
1979-1984年 清华大学无线电电子学系副教授,教研组主任。
1984-2000年 清华大学电子工程系教授。
1981-1984年 清华大学无线电电子学系副系主任。
1985-1991年 清华大学电子工程系系主任。
1988-1992年 集成光电子学国家重点实验室主任。
1981-1995年 兼任教育部世界银行大学发展项目专家组电子组组长。
1987-1990年 兼任国家"863"计画信息技术领域首席科学家。
1980-1995年 兼任全国物理电子技术专业教材编审委员会主任委员。
1995-2000年 兼任全国物理电子技术专业教学指导委员会主任委员。
2000年至今 清华大学电子工程系退休返聘教授。
工作简历: 1953-1961 清华大学无线电电子学系 助教,1962-1978 清华大学无线电电子学系 讲师,1979-1984 清华大学无线电电子学系 副教授,1984- 清华大学电子工程系 教授,1985-1991 清华大学电子工程系 系主任,1988-1992 集成光电子学国家重点实验室 主任。
1980- 电子物理与器件教材编委会 主任委员 中国,
1980-1995 全国工科电子类物理电子与光电子技术专业教材编审委员会 主任委员
1981-1995 教育部世界银行项目专家委员会 电子组组长,
1985-中国电子学会会士(,高级会员) 中国,
1987-1990 国家高技术研究发展计画(863)信息技术领域 首席科学家 中国,
1995- 全国电子信息类物理电子技术专业数学指导委员会 主任委员。
1978年以后,张克潜为本科生开设专业基础课"电动力学",
同时在总结多年教学和学术研究经验的基础上,开出了研究生学位课程"高等电动力学"。
微波声学显微镜研究
在张克潜指导下的研究组,从1980年起从事声学显微镜的研究。于1984年研制成300~700MHz透射式声学显微镜,解析度2μm,穿透能力不小于66μm。同时指导研究生发明了一种用于声学显微镜的新型换能-聚焦系统。1988年研制成500MHz反射式声学显微镜。1991~1993年研制成具有声显微图像计算机处理和存储功能的150MHz声学显微镜,在不透明样品的6mm深处具有10μm量级的解析度。该研究组迄今已研制成多种声学显微镜和无损检测装置,制作了十余台供国内外研究、生产部门使用,为材料科学和无损检测提供了一种有力的研究手段。在研究过程中张克潜与同事合作共发表学术论文12篇,获国家发明三等奖1项,国家教委科技进步一等奖1项。
静磁波器件、导波光学和集成光电子学研究
张克潜与研究组其他教师一起指导研究生在静磁波器件、导波光学、集成光电子学等方面开展研究,取得了多项研究成果,发表学术论文33篇。在他的领导下清华大学与吉林大学和中国科学院半导体研究所联合设立了"集成光电子学国家重点实验室",为其后在清华大学开展集成光电子学研究打下了基础。张克潜任第一届实验室主任。该实验室在多次全国评比中始终处于前列。
手征介质波导研究
90年代,一种新型媒质材料或结构,手征媒质(Chiral Media)或称双各向同性(Biisotropic)和双各向异性(Bianisotropic)媒质受到科学界的注意。这种材料具有螺镟形分子结构,材料的电磁本构方程之间发生耦合,导致电磁波在其中传播时的模式、传播特性、偏振特性等方面呈现一些前所未有的特点。用手征材料制成的介质波导在微波或光电子器件的设计中将提供一种新的选择,有可能研制出新型的器件。张克潜敏锐地看到这种材料在电磁波领域的发展前景,指导了几届博士和硕士研究生,对平板形和圆柱形手征介质波导、手征铁氧体波导和手征电浆波导等进行了系统的研究。在克服了数学分析和实验研究的重重困难后,获得一批创新成果,在学术刊物上发表学术论文20 篇,其中14篇被科学索引(SCI)和工程索引(EI)着录。近年来手征材料和结构已成为微波和光波领域的热门课题。
在微波电子学、声学显微镜、光导波、静磁波以及手征介质波导等方面都有创新性的研究成果。
1978 千瓦级连续波注入式正交场放大管,
1965 周期磁场聚焦行波管,
1980- 参与 研制成多种光波导器件,
1979-1984 主持 研制成声学显微镜,
1961-1965 主持 研制成周期磁场聚焦宽频带行波管,
1958-1966 主持 研制大功率行波管,峰值功率达1兆瓦
著有《微波与光电子学中的电磁理论》专业书籍5部,论文30余篇
张克潜历年讲授本科生和研究生课程共7门。翻译科技书籍2部,编写专业教材和科技著作6部。
张克潜与同事合作先后翻译出版了《速调管》、《反射速调管》;编著出版了《微波电子学》、《微波技术》、《电磁场理论基础》、《微波与光导波技术》等教材,为同行师生广泛采用。
1992年后,张克潜与同事李德杰教授合作编著《微波与光电子学中的电磁理论》,于1994年底由电子工业出版社出版。该书被许多高校和研究所用作教材或参考书,1996年获工科电子类专业优秀教材一等奖,1997年获国家级教学成果二等奖,电子工业部科技进步一等奖,1998年获国家科技进步三等奖。之后又由作者将该书译成英文本"Electromagic Theory for Microwaves and Optoelectronics",于1998年10月由德国Springer 出版社出版,在全世界发行。
2001年,《微波与光电子学中的电磁理论》被教育部确定为研究生教学用书,进行修订再版。修订的第二版于2001年5月由电子工业出版社出版。
2004年经电子工业出版社授权,中国台北五南图书出版公司出版了《微波与光电子学中的电磁理论》的繁体字版本。
发表科技论文85篇,其中被科学索引(SCI)和工程索引(EI)着录的20余篇。
1994 微波与光导波技术国防工业出版社
1988 微波技术清华大学出版社中国
1994 微波与光电子学中的电磁理论电子工业出版社 中国,
1988 电磁场原理中央广播电视大学出版社中国,
1986 微波电子学 电子工业出版社 中国
张克潜在清华大学执教50余年。从1956年秋季为清华电真空专业第一届学生讲授"电真空技术基础"起,从未间断课堂教学工作。1978年以前主讲微波技术、微波电子学和电磁场理论课,成为中国较早开设系列微波课程的教师之一。在此期间还应北京电子管厂、酒仙桥业余大学和电子部12所的邀请为青年技术人员讲授微波课程,其中在12所为具有大学本科学历的青年技术人员讲授的提高课"微波电子学选论",成为后来研究生学位课程的基础。
该课在注重理论分析严谨性的同时给出清晰的物理概念,对电磁场与波的属性和各种形态作了广泛深入的论述,涉及套用在不同科技领域的场与波的问题,使学生的知识不仅限于研究课题的狭窄范围,而是能够融会贯通和举一反三。根据清华大学教学评估结果,学生对张克潜讲授的课程的评价是"知识丰富,重点突出,思路清晰,深入浅出,生动有趣"。每年学生的评分都达到或接近90分,处于清华大学理论课程所有参评教师得分的前列。
张克潜十分重视和擅长实验。毕业之初,在孟昭英教授指导下制作成实验室急需的10kW高频炉,在实验室用了多年。1956 年开始筹建微波电子学实验室,当时所需的各种微波元件和仪器在国内没有生产,进口渠道也尚未打通,只能自己制作。在孟昭英教授和常迵教授指导下,参考国外文献的简图设计,与车间工人、技师一起试验,陆续制成波导量测线、波导衰减器、波导阻抗调配器、速调管座、晶体检波座、同轴-波导转换、匹配负载、波长计等。利用这些微波元件,以及孟昭英教授从美国带回的和军械部仓库支援的微波器件组成了全套微波波导量测系统,于1957年开出了第一批微波实验。特别是自制高压脉冲调制器和水负载功率计,为学生开出脉冲磁控管实验,峰值功率达到几十千瓦。该实验室在当时是国内比较先进的微波实验室。张克潜和他所在的教研组在孟昭英教授倡导下形成了自己动手制作实验设备的传统。
张克潜除进行教学、研究工作外,还承担了清华大学电子工程系的教育行政工作和全国性电子信息学科的科技、教育规划和组织工作。
1962~1979年,张克潜在担任清华大学无线电系电真空教研组主任期间,提倡奋发有为的科学精神、团结协作的工作作风和"谦虚些、忠厚些、团结些"的做人原则,使所领导的教研组和研究小组成为良好的科学集体。60年代初,教师学生因营养不良,体质大大下降。在这种困难的条件下,大家还是以教育事业为重,以科学事业为乐,孜孜不倦地工作。
1980~1985年,张克潜任清华大学无线电电子学系副系主任,主管科研工作;1985~1993年,任清华大学电子工程系(原无线电电子学系)系主任。在此期间,他提出并领导全系在教学和研究中实现了3个转变,即从以分立元件电路为主到以大规模积体电路和集成系统为主的转变,从以模拟信号处理为主到以数位讯号处理为主的转变,从较低频率无线电波到微波和光波的转变,从而推动了系的现代化,包括教学内容的现代化,科研选题的现代化和教学、科研实验手段的现代化。他引用孔子的"近者悦,远者来"勉励全系师生,倡导形成献身科学、勇于创造的学术氛围和宽松的学术环境,吸引国内外有志学者来系工作。在工作作风上提倡从实际出发,他常对系内同事说:做某件事时,不要考虑怎样做能受表扬、当模范、升官,而是考虑这件事本身该怎么做。在张克潜任系主任的7年内,清华大学电子工程系得到了长足的发展。
1956年,国家制定12年科学规划,张克潜作为孟昭英和常迵教授的助手,参与电子学组的规划制定。其后,1958~1966年在胡汉泉所长领导下,参与全国微波真空电子器件的规划工作。
1981~1995年,任教育部世界银行大学发展项目专家组电子组组长的张克潜,利用世界银行贷款,通过招标,引进先进仪器设备,为全国电子和信息工程实验室的现代化建设作出了贡献。
1987~1989年,张克潜任国家高技术研究发展计画"863"信息技术领域首席科学家,领导智慧型计算机、信息获取与处理、光电子等3个专家组,进行周密调研,广泛听取意见,坚持先进性和公正性的原则,使"863"计画信息技术领域有了一个良好的起步。
1980~2000年,张克潜任全国工科电子类物理电子与光电子技术专业教材编审委员会(1995年后改为全国电子信息类物理电子技术专业教学指导委员会)主任委员,组织全国物理电子与光电子技术专业的教学计画修订和专业教材编写,满足了教学的需要,为全国物理电子与光电子技术专业的发展作出了贡献。
1992 新型反射式声显微镜 发明奖,三等 国家科委;
1992 智慧型化THSAM-5型150兆赫声显微镜 进步奖,一等 国家教委;
1989 在教育工作中成绩优异 优秀教师 北京市。
1959年获北京市先进工作者称号,
1989年获北京市优秀教师称号。
张克潜所领导、指导或参与的项目曾多次获奖。
1997 年获北京市普通高等学校教学成果一等奖;
1992年获国家教委科技进步一等奖和国家发明三等奖;
1996年获电子工业部优秀教材一等奖,
1997年获国家级教学成果奖二等奖,
1997年获电子工业部科技进步一等奖,
1998年获国家科技进步三等奖(科技著作)。
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