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拉曼旋光博士毕业论文

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拉曼旋光博士毕业论文

物理学作为研究其他自然科学不可缺少的基础,其长期发展形成的科学研究 方法 已广泛应用到各学科当中。下面是我为大家整理的物理学博士论文,供大家参考。

《 物理学在科技创新中的效用 》

摘要:论述了X射线的发现,不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大发现;半导体的发明,使微电子产业称雄20世纪,并促进信息技术的高速发展,物理学是计算机硬件的基础;原子能理论的提出,使原子能逐步取代石化能源,给人类提供巨大的清洁能源;激光理论的提出及激光器的发明,使激光在工农业生产、医疗、通信、军事上得到广泛应用;蓝光LED的发明,将点亮整个21世纪.事实告诉我们,是物理学推动科技创新,由此得出结论:物理学是科技创新的源泉.昭示人们,高校作为培养人才的场所,理工科要重视大学物理课程.

关键词:X射线;半导体;原子能;激光;蓝光LED;科技创新;大学物理

1引言

物理学是一门研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用以及最一般的运动规律的科学[1-3],其内容广博、精深,研究方法多样、巧妙,被视为一切自然科学的基础.纵观物理学发展历史可以发现:其蕴含的科学思维和科学方法能够有效促进学生能力的培养和知识的形成,同时,其每一次新的发现都会带动人类社会的科技创新和科技发展.正因如此,大学物理成为了高等学校理、工科专业必修的一门基础课程.按照 教育 部颁发的相关文件要求[4-5],大学物理课程最低学时数为126学时,其中理科、师范类非物理专业不少于144学时;大学物理实验最低学时数为54学时,其中工科、师范类非物理专业不少于64学时.然而调查显示,众多高校(尤其是新建本科院校)并没有严格按照教育部颁发的课程基本要求开设大学物理及其实验课程.他们往往打着“宽口径、应用型”的晃子,大幅压缩大学物理和大学物理实验课程的学时,如今,大学物理及其实验课程的总学时数实际仅为32-96学时,远远低于教育部要求的最低标准(180学时).试问这么少的课时怎么讲丰富、深奥的大学物理?怎么能够真正发挥出大学物理的作用?于是有的院、系要求只讲力学,有的要求只讲热学,有的则要求只讲电磁学,…面对这种情况,大学物理的授课教师在无奈状态下讲授大学物理.从《大学物理课程 报告 论坛》上获悉,这不是个别学校的做法,在全国具有普遍性.殊不知,力、热、光、电磁、原子是一个完整的体系,相互联系,缺一不可.这种以消减教学内容为代价,解决课时不足的做法,就如同削足适履,是对教育规律不尊重,是管理者思想意识落后的一种体现.本文且不论述物理学是理工科必修的一门基础课,只论及物理学是科技创新的源泉这一命题,以期提高教育管理者对大学物理课程重要性的认识.

2物理学是科技创新的源泉

且不说力学和热力学的发展,以蒸汽机为标志引发了第一次工业革命,欧洲实现了机械化;且不说库伦、法拉第、楞次、安培、麦克斯韦等创立的电磁学的发展,以电动机为标志引发了第二次工业革命,欧美实现了电气化.这两次工业革命没有发生在中国,使中国近代落后了.本文着重论述近代物理学的发展对科学技术的巨大推动作用,从而得出结论:物理学是科技创新的源泉.1895年,威廉•伦琴(WilhelmR魻ntgen)发现X射线,这种射线在电场、磁场中不发生偏转,穿透能力很强,由于当时不知道它是什么,故取名X射线.直到1912年,劳厄(MaxvonLaue)用晶体中的点阵作为衍射光栅,确定它是一种光波,波长为10-10m的数量级[6].伦琴获1901年诺贝尔物理学奖,他发现的X射线开创了医学影像技术,利用X光机探测骨骼的病变,胸腔X光片诊断肺部病变,腹腔X光片检测肠道梗塞.CT成像也是利用X射线成像,CT成像既可以提供二维(2D)横切面又可以提供三维(3D)立体表现图像,它可以清楚地展示被检测部位的内部结构,可以准确确定病变位置.当今,各医院都设置放射科,X射线在医学上得到充分利用.X射线的发现不仅对医学诊断有重大影响,还直接影响20世纪许多重大科学发现.1913-1914年,威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•劳仑斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6,P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d为晶格常数,α为入射光与晶面夹角,λ为X射线波长.布拉格父子提出使用X射线衍射研究晶体原子、分子结构,创立了X射线晶体结构分析这一学科,布拉格父子获1915年诺贝尔物理学奖.当今,X射线衍射仪不仅在物理学研究,而且在化学、生物、地质、矿产、材料等学科得到广泛应用,所有从事自然科学研究的科研院所和大多数高等学校都有X射线衍射仪,它是研究物质结构的必备仪器.1907年,威廉•汤姆孙(W•Thomson)发现电子,电子质量me=×10-31kg,电子荷电e=×10-19C.电子的荷电性引发了20世纪产生革命.1947年,美国的巴丁、布莱顿和肖克利研究半导体材料时,发现Ge晶体具有放大作用,发明了晶体三极管,很快取代电子管,随后晶体管电路不断向微型化发展.1958年,美国的工程师基尔比制成第一批集成电路.1971年,英特尔公司的霍夫把计算机的中央处理器的全部功能集成在一块芯片上,制成世界上第一个微处理器.80年代末,芯片上集成的元件数已突破1000万大关.微电子技术改变了人类生活,微电子技术称雄20世纪,进入21世纪微电子产业仍继续称雄.到各个工业区看看,发现电子厂比比皆是,这真是小小电子转动了整个地球啊!电子不仅具有荷电性,还具有荷磁性.

1925年,乌伦贝克—哥德斯密脱(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假说,每个电子都具有自旋角动量S轧,它在空间任意方向上的投影只可能取两个数值,Sz=±h2;电子具有荷磁性,每个电子的磁矩为MSz=芎μB(μB为玻尔磁子)[7].电子的荷磁性沉睡了半个多世纪,直到1988年阿贝尔•费尔(AlberFert)和彼得•格林贝格尔(PeterGrünberg)发现在Fe/Cr多层膜中,材料的电阻率受材料磁化状态的变化呈显著改变,其机理是相临铁磁层间通过非磁性Cr产生反铁磁耦合,不加磁场时电阻率大,当外加磁场时,相邻铁磁层的磁矩方向排列一致,对电子的散射弱,电阻率小.利用磁性控制电子的输运,提出巨磁电阻效应(giantmagnetoresistance,GMR),磁电阻MR定义MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)为零场下的电阻率,ρ(H)为加场下的电阻率[8].GMR效应的发现引起科技界强烈关注,1994年IBM公司依据巨磁电阻效应原理,研制出“新型读出磁头”,此前的磁头是用锰铁磁体,磁电阻MR只有1%-2%,而新型读出磁头的MR约50%,将磁盘记录密度提高了17倍,有利于器件小型化,利用新型读出磁头的MR才出现 笔记本 电脑、MP3等,GMR效应在磁传感器、数控机库、非接触开关、旋转编码器等方面得到广泛应用.阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔获2007年诺贝尔物理学奖.1993年,Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中观察到MR高达105%,称为庞磁电阻(Colossalmagnetoresistance,CMR),钙钛矿氧化物中有如此高的磁电阻,在磁传感、磁存储、自旋晶体管、磁制冷等方面有着诱人的应用前景,引起凝聚态物理和材料科学科研人员的极大关注[10-12].然而,CMR效应还没有得到实际应用,原因是要实现大的MR需要特斯拉量级的外磁场,问题出在CMR产生的物理机制还没有真正弄清楚.1905年,爱因斯坦提出[13]:“就一个粒子来说,如果由于自身内部的过程使它的能量减小了,它的静质量也将相应地减小.”提出著名的质能关系式△E=△m莓C2式中△m.表示经过反应后粒子的总静质量的减小,△E表示核反应释放的能量.爱因斯坦又提出实现热核反应的途径:“用那些所含能量是高度可变的物体(比如用镭盐)来验证这个理论,不是不可能成功的.”按照爱因斯坦的这一重大物理学理论,1938年物理学家发现重原子核裂变.核裂变首先被用于战争,1945年8月6日和9日,美国对日本的广岛和长崎各投下一颗原子弹,迫使日本接受《波茨坦公告》,于8月15日宣布无条件投降.后来原子能很快得到和平利用,1954年莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行.2009年,美国有104座核电站,核电站发电量占本国发电总量的20%,法国有59台机组,占80%;日本有55座核电站,占30%.截至2015年4月,我国运行的核电站有23座,在建核电站有26座,产能为千兆瓦,核电站发电量占我国发电总量不足3%,所以我国提出大力发展核电,制定了到2020年核电装机总容量达到58千兆瓦的目标.核能的利用,一方面减少了化石能源的消耗,从而减少了产生温室效应的气体———二氧化碳的排放,另一方面有力地解决能源危机.利用海水中的氘和氚发生核聚变可以产生巨大能量,受控核聚变正在研究中,若受控核聚变研究成功将为人类提供取之不尽用之不竭的能量.那时,能源危机彻底解除.

20世纪最杰出的成果是计算机,物理学是计算机硬件的基础.从1946年计算机问世以来,经历了第一至第五代,计算机硬件中的电子元件随着物理学的进步,依次经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路;主存储器用的是磁性材料,随着物理学的进步,磁性材料的性能越来越高,计算机的硬盘越来越小.近日在第十六届全国磁学和磁性材料会议(2015年10月21—25日)上获悉,中科院强磁场中心、中科院物理所等,正在对斯格明子(skyrmions)进行攻关,斯格明子具有拓扑纳米磁结构,将来的笔记本电脑的硬盘只有花生大小,ipod平板电脑的硬盘缩小到米粒大小.量子力学催生出隧道二极管,量子力学指导着研究电子器件大小的极限,光学纤维的发明为计算机网络提供数据通道.

1916年,爱因斯坦提出光受激辐射原理,时隔44年,哥伦比亚大学的希奥多•梅曼(TheodoreMaiman)于1960制成第一台激光器[14].由于激光具有单色性好,相干性好,方向性好和亮度高等特点,在医疗、农业、通讯、金属微加工,军事等方面得到广泛应用.激光在其他方面的应用暂不展开论述,只谈谈激光加工技术在工业生产上的应用.激光加工技术对材料进行切割、焊接、表面处理、微加工等,激光加工技术具有突出特点:不接触加工工件,对工件无污染;光点小,能量集中;激光束容易聚焦、导向,便于自动化控制;安全可靠,不会对材料造成机械挤压或机械应力;切割面光滑、无毛刺;切割面细小,割缝一般在;适合大件产品的加工等.在汽车、飞机、微电子、钢铁等行业得到广泛应用.2014年,仅我国激光加工产业总收入约270亿人民币,其中激光加工设备销售额达215亿人民币.

2014年,诺贝尔物理学奖授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科学家,是因为他们发明了蓝色发光二极管(LED),帮助人们以更节能的方式获得白光光源.他们的突出贡献在于,在三基色红、绿、蓝中,红光LED和绿光LED早已发明,但制造蓝光LED长期以来是个难题,他们三人于20世纪90年代发明了蓝光LED,这样三基色LED全被找到了,制造出来的LED灯用于照明使消费者感到舒适.这种LED灯耗能很低,耗能不到普通灯泡的1/20,全世界发的电40%用于照明,若把普通灯泡都换成LED灯,全世界每个节省的电能数字惊人!物理学研究给人类带来不可估量的益处.2010年,英国曼彻斯特大学科学家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov),因发明石墨烯材料,获得诺贝尔物理学奖.目前,集成电路晶体管普遍采用硅材料制造,当硅材料尺寸小于10纳米时,用它制造出的晶体管稳定性变差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管.此外,石墨烯高度稳定,即使被切成1纳米宽的元件,导电性也很好.因此,石墨烯被普遍认为会最终替代硅,从而引发电子工业革命[14].2012年,法国科学家沙吉•哈罗彻(SergeHaroche)与美国科学家大卫•温兰德(),在“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”.他们的突破性的方法,使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步[16].

2013年,由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.早在2010年,我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作,提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系,薛其坤等在这一理论指导下开展实验研究,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题.这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗.而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,电子自旋向上的在一个跑道上,自旋向下的在另一个跑道上,犹如在高速公路上,它们在各自的跑道上“一往无前”地前进,不产生电子相互碰撞,不会产生热能损耗.通过密度集成,将来计算机的体积也将大大缩小,千亿次的超级计算机有望做成现在的iPad那么大.因此,这一科研成果的应用前景十分广阔[17].物理学的每一个重大发现、重大发明,都会开辟一块新天地,带来产业革命,推动社会进步,创造巨大物质财富.纵观科学与技术发展史,可以看出物理学是科技创新的源泉.

3结语

论述了X射线,电子、半导体、原子能、激光、蓝光LED等的发现或发明对人类进步的巨大推动作用,自然得出结论,物理学是科技创新的源泉.打开国门看一看,美国的著名大学非常注重大学物理,加州理工大学所有一、二年级的公共物理课程总学时为540,英、法、德也在400-500学时[18].国内高校只有中国科学技术大学的大学物理课程做到了与国际接轨,以他们的数学与应用数学为例,大一开设:力学与热学80学时,大学物理—基础实验54学时;大二开设:电磁学80学时,光学与原子物理80学时,大学物理—综合实验54学时;大三开设:理论力学60学时,大学物理及实验总计408学时.在大力倡导全民创业万众创新的今天,高等学校理所应当重视物理学教学.各高校的理工科要按照教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会颁发的《非物理类理工学科大学物理课程/实验教学基本要求》给足大学物理课程及大学物理实验课时.

参考文献:

〔1〕祝之光.物理学[M].北京:高等教育出版社,.

〔2〕马文蔚,周雨青.物理学教程[M].北京:高等教育出版社,.

〔3〕倪致祥,朱永忠,袁广宇,黄时中,大学物理学[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2005.前言.

〔4〕教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求[J].物理与工程,2006,16(5)

〔5〕教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理实验课程教学基本要求[J].物理与工程,2006,16(4):1-3.

〔6〕姚启钧,光学教程[M].北京;高等教育出版社,.

〔7〕张怪慈.量子力学简明教授[M].北京:人民教育出版社,.

〔8〕孙阳(导师:张裕恒).钙钛矿结构氧化物中的超大磁电阻效应及相关物性[D].中国科学技术大学,.

《 应用物理学专业光伏技术培养方案研究 》

一、开设半导体材料及光伏技术方向的必要性

由于我校已经有材料与化学工程学院,开设了高分子、化工类材料、金属材料等专业,应用物理、物理学专业的方向就只有往半导体材料及光伏技术方向靠,而半导体材料及光伏技术与物理联系十分紧密。因此,我们物理系开设半导体材料及光伏技术有得天独厚的优势。首先,半导体材料的形成原理、制备、检测手段都与物理有关;其次,光伏技术中的光伏现象本身就是一种物理现象,所以只有懂物理的人,才能将物理知识与这些材料的产生、运行机制完美地联系起来,进而有利于新材料以及新的太阳能电池的研发。从半导体材料与光伏产业的产业链条来看,硅原料的生产、硅棒和硅片生产、太阳能电池制造、组件封装、光伏发电系统的运行等,这些过程都包含物理现象和知识。如果从事这个职业的人懂得这些现象,就能够清晰地把握这些知识,将对行业的发展起到很大的推动作用。综上所述,不仅可以在我校的应用物理学专业开设半导体材料及光伏技术方向,而且应该把它发展为我校应用物理专业的特色方向。

二、专业培养方案的改革与实施

(一)应用物理学专业培养方案改革过程

我校从2004年开始招收应用物理学专业学生,当时只是粗略地分为光电子方向和传感器方向,而课程的设置大都和一般高校应用物理学专业的设置一样,只是增设了一些光电子、传感器以及控制方面的课程,完全没有自己的特色。随着对学科的深入研究,周边高校的互访调研以及自贡和乐山相继成为国家级新材料基地,我们逐步意识到半导体材料及光伏技术应该是一个应用物理学专业的可持续发展的方向。结合我校的实际情况,我们从2008年开始修订专业培养方案,用半导体材料及光伏技术方向取代传感器方向,成为应用物理学专业方向之一。在此基础上不断修改,逐步形成了我校现有的应用物理专业的培养方案。我们的培养目标:学生具有较扎实的物理学基础和相关应用领域的专业知识;并得到相关领域应用研究和技术开发的初步训练;具备较强的知识更新能力和较广泛的科学技术适应能力,使其成为具有能在应用物理学科、交叉学科以及相关科学技术领域从事应用研究、教学、新技术开发及管理工作的能力,具有时代精神及实践能力、创新意识和适应能力的高素质复合型应用人才。为了实现这一培养目标,我们在通识教育平台、学科基础教育平台、专业教育平台都分别设有这方面的课程,另外还在实践教育平台也逐步安排这方面的课程。

(二)专业培养方案的实施

为了实施新的培养方案,我们从几个方面来入手。首先,在师资队伍建设上。一方面,我们引入学过材料或凝聚态物理的博士,他们在半导体材料及光伏技术方面都有自己独到的见解;另一方面,从已有的教师队伍中选出部分教师去高校或相关的工厂、公司进行短期的进修培训,使大家对半导体材料及光伏技术有较深的认识,为这方面的教学打下基础。其次,在教学改革方面。一方面,在课程设置上,我们准备把物理类的课程进行重新整合,将关系紧密的课程合成一门。另一方面,我们将应用物理学专业的两个方向有机地结合起来,在光电子技术方向的专业课程设置中,我们有意识地开设了一些课程,让半导体材料及光伏技术方向的学生能够去选修这些课程,让他们能够对光伏产业的生产、检测、装备有更全面的认识。最后,在实践方面。依据学校资源共享的原则,在材料与化学工程学院开设材料科学实验和材料专业实验课程,使学生对材料的生产、检测手段有比较全面的认识,并开设材料科学课程设计,让学生能够把理论知识与实践联系起来,为以后在工作岗位上更好地工作打下坚实的基础。

三、 总结

半导体材料及光伏行业是我国大力发展的新兴行业,受到国家和各省市的大力扶持,符合国家节能环保的主旋律,发展前景十分看好。由于我们国家缺乏这方面的高端人才和行业指挥人,在这个行业还没有话语权。我们的产品大都是初级产品或者是行业的上游产品,没有进行深加工。目前行业正处在发展的困难时期,但也正好为行业的后续发展提供调整。只要我们能够提高技术水平和产品质量,并积极拓展国内市场,这个行业一定会有美好的前景。要提高技术水平和产品质量,就需要有这方面的技术人才,而高校作为人才培养的主要基地,有责任肩负起这个重任。由于相关人才培养还没有形成系统模式,这就更需要高校和企业紧密联系,共同努力,为半导体材料及光伏产业的人才培养探索出一条可持续发展的光明大道,也为我国的新能源产业发展做出自己的贡献。

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C. V. Raman于1888年10月7日出生于印度。,11岁时,他结束了中学进入大学,两年以后又转入Madras的著名大学Presidency大学(现在的Chennai大学),1907年,C. V. Raman以全班第一名的成绩获得硕士学位。同年他与Lokasundari结婚。 C. V. Raman被迫在印度民间服务机构做了一名普通的助理会议师。但他依然没有放弃自己的科学兴趣,他利用工作闲暇在印度科学培养协会的图书馆中,学习了大量的关于弦乐器和印度鼓方面的物理学知识。1917年,随着他在印度学科界名声的建立,他在被Calcutta大学聘为物理学教授,随后他在那里工作了15年。 在此期间,他在光学和光散射方面的工作得到世界科学家的广泛认可。1924年他被选入英国皇家科学院并于1929年被授予英国爵士爵位。随后,他又获得英国皇家科学院著名的休斯奖章。 1930年,他成了印度历史上第一位土生土长的获得科学界最高荣誉的诺贝尔奖科学家。 1934年C. V. Raman担任新建立的印度科学院院长,两年以后,继续担任物理学教授。1947年他被新成立的印度无党派政府任命为第一位国家教授。1948年他从印度科学院退休,一年后他在Bangalore建立拉曼研究学院,担任院长并保持工作激情直到1970年10月21日逝世,终年72岁,C. V. Raman被印度政府授予最高的荣耀-harat Ratna。

又译喇曼(Sir Chandrasekhara Venkata Raman, 1888-1970)因光散射方面的研究工作和喇曼效应的发现,获得了1930年度的诺贝尔物理学奖。 喇曼是印度人,是第一位获得诺贝尔物理学奖的亚洲科学家。喇曼还是一位教育家,他从事研究生的培养工作,并将其中很多优秀人材输送到印度的许多重要岗位。 拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇诺波利。父亲是一位大学数学、物理教授,自幼对他进行科学启蒙教育,培养他对音乐和乐器的爱好。 他天资出众,16岁大学毕业,以第一名获物理学金奖。19岁又以优异成绩获硕士学位。1906年,他仅18岁,就在英国著名科学杂志《自然》发表了论文,是关于光的衍射效应的。由于生病,拉曼失去了去英国某个著名大学作博士论文的机会。独立前的印度,如果没有取得英国的博士学位,就没有资格在科学文化界任职。但会计行业是唯一的例外,不需先到英国受训。于是拉曼就投考财政部以谋求职业,结果获得第一名,被授予总会计助理的职务。 拉曼在财政部工作很出色,担负的责任也越来越重,但他并不想沉浸在官场之中。他念念不忘自己的科学目标,把业余时间全部用于继续研究声学和乐器理论。加尔各答有一所学术机构,叫印度科学教育协会,里面有实验室,拉曼就在这里开展他的声学和光学研究。经过十年的努力,拉曼在没有高级科研人员指导的条件下,靠自己的努力作出了一系列成果,也发表了许多论文。

[编辑本段]拉曼又译喇曼(Sir Chandrasekhara Venkata Raman, 1888-1970)因光散射方面的研究工作和喇曼效应的发现,获得了1930年度的诺贝尔物理学奖。 喇曼是印度人,是第一位获得诺贝尔物理学奖的亚洲科学家。喇曼还是一位教育家,他从事研究生的培养工作,并将其中很多优秀人材输送到印度的许多重要岗位。 拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇诺波利。父亲是一位大学数学、物理教授,自幼对他进行科学启蒙教育,培养他对音乐和乐器的爱好。 他天资出众,16岁大学毕业,以第一名获物理学金奖。19岁又以优异成绩获硕士学位。1906年,他仅18岁,就在英国著名科学杂志《自然》发表了论文,是关于光的衍射效应的。由于生病,拉曼失去了去英国某个著名大学作博士论文的机会。独立前的印度,如果没有取得英国的博士学位,就没有资格在科学文化界任职。但会计行业是唯一的例外,不需先到英国受训。于是拉曼就投考财政部以谋求职业,结果获得第一名,被授予总会计助理的职务。 拉曼在财政部工作很出色,担负的责任也越来越重,但他并不想沉浸在官场之中。他念念不忘自己的科学目标,把业余时间全部用于继续研究声学和乐器理论。加尔各答有一所学术机构,叫印度科学教育协会,里面有实验室,拉曼就在这里开展他的声学和光学研究。经过十年的努力,拉曼在没有高级科研人员指导的条件下,靠自己的努力作出了一系列成果,也发表了许多论文。 1917年加尔各答大学破例邀请他担任物理学教授,使他从此能专心致力于科学研究。他在加尔各答大学任教十六年期间,仍在印度科学教育协会进行实验,不断有学生、教师和访问学者到这里来向他学习、与他合作,逐渐形成了以他为核心的学术团体。许多人在他的榜样和成就的激励下,走上了科学研究的道路。其中有著名的物理学家沙哈()和玻色()。这时,加尔各答正在形成印度的科学研究中心,加尔各答大学和拉曼小组在这里面成了众望所归的核心。1921年,由拉曼代表加尔各答大学去英国讲学,说明了他们的成果已经得到了国际上的认同。 1934年,拉曼和其他学者一起创建了印度科学院,并亲任院长。1947年,又创建拉曼研究所。他在发展印度的科学事业上立下了丰功伟绩。拉曼抓住分子散射这一课题是很有眼力的。在他持续多年的努力中,显然贯穿着一个思想,这就是:针对理论的薄弱环节,坚持不懈地进行基础研究。拉曼很重视发掘人才,从印度科学教育协会到拉曼研究所,在他的周围总是不断涌现着一批批赋有才华的学生和合作者。就以光散射这一课题统计,在三十年中间,前后就有66名学者从他的实验室发表了377篇论文。他对学生谆谆善诱,深受学生敬仰和爱戴。拉曼爱好音乐,也很爱鲜花异石。他研究金刚石的结构,耗去了他所得奖金的大部分。晚年致力于对花卉进行光谱分析。在他80寿辰时,出版了他的专集:《视觉生理学》。拉曼喜爱玫瑰胜于一切,他拥有一座玫瑰花园。拉曼1970年逝世,享年82岁,按照他生前的意愿火葬于他的花园里。 在X射线的康普顿效应发现以后,海森堡曾于1925年预言:可见光也会有类似的效应。1928年,喇曼(下图)在《一种新的辐射》一文中指出:当单色光定向地通过透明物质时,会有一些光受到散射。散射光的光谱,除了含有原来波长的一些光以外,还含有一些弱的光,其波长与原来光的波长相差一个恒定的数量。这种单色光被介质分子散射后频率发生改变的现象,称为并合散射效应,又称为喇曼效应。这一发现,很快就得到了公认。英国皇家学会正式称之为“20年代实验物理学中最卓越的三四个发现之一”。 喇曼效应为光的量子理论提供了新的证据。频率为ν0的单色光入射到介质里会同时发生两种散射过程:一种是频率不变(ν=ν0)的散射,即瑞利散射,是由入射光量子与散射分子的弹性碰撞引起的;另一种是频率改变(ν=ν0±νR)的散射,即喇曼散射,其中νR称为喇曼频率。散射光频率的改变是由于入射光量子与散射分子之间发生了能量交换,交换的能量(hνR)由散射分子的振动或转动能级决定。后人研究表明,喇曼效应对于研究分子结构和进行化学分析都是非常重要的。 拉曼效应的发现 在光的散射现象中有一特殊效应,和X射线散射的康普顿效应类似,光的频率在散射后会发生变化。频率的变化决定于散射物质的特性。这就是拉曼效应,是拉曼在研究光的散射过程中于1928年发现的。在拉曼和他的合作者宣布发现这一效应之后几个月,苏联的兰兹伯格()和曼德尔斯坦()也独立地发现了这一效应,他们称之为联合散射。拉曼光谱是入射光子和分子相碰撞时,分子的振动能量或转动能量和光子能量叠加的结果,利用拉曼光谱可以把处于红外区的分子能谱转移到可见光区来观测。因此拉曼光谱作为红外光谱的补充,是研究分子结构的有力武器。

拉曼光谱研究毕业论文

应用生物技术很多题目的,之前也没空写,还是同事介绍的莫’文网,相当快速的说,才几天功夫基于融资目标的江苏生物技术企业创业成长期资本运营研究丙烯酰胺类水凝胶的溶胀特性及其在生物技术中的应用研究现代生物技术的伦理问题探析生物技术和专利保护范围发展生物技术产业的关键问题及其对策现代生物技术知识产权保护研究生物技术发明的权属保护与国际协调山葵提取物抑制胆管癌细胞的研究及由此引发出的《现代生物技术》教学的新观点生物技术产业企业的融资渠道与方法重庆市生物技术产业竞争力综合评价及提升研究利用生物技术防治甘蔗糖厂蔗饭问题的基础研究(一)生物医药领域投资机会的选择农业生物技术产业风险投资项目评估北京中恒有限公司投资参股北京金可生物技术有限公司案例我国生物经济发展的现状分析及对策生物技术在烤烟烟叶发酵过程中的作用生物技术与BLUP法在肉羊育种中的应用研究转基因生物技术损害赔偿制度探讨实物期权在新兴生物技术管理中的应用纳米生物技术治疗肝癌:p53-白蛋白纳米粒的制备和转染的研究转基因动物专利及其相关研究江苏省十一五医药生物技术重点领域选择研究辽宁省生物技术产业综合评价及发展模式生物技术产业的发展NBIC会聚技术的社会影响与发展对策与研究

生物各种组织和细胞都由蛋白质、核酸、脂类等生物分子组成,生物分子由于电子偶极矩化学键不同,因此每一种生物分子在生物光谱学上都有其特征性的振动谱带。细胞内生物分子成分和(或)构象发生变化,就会引起振动谱带精细的改变,而生物光谱技术如红外光谱技术、拉曼光谱技术可以精确检测和评价这些微观的变化,从而反映组织或细胞的生物分子的特征性变化。不同的生物光谱学技术,虽然其工作原理不尽相同,但都具有快速、客观、无创、重现性好等优点。由于生物光谱实验通常将采集涵盖复杂生物化学信息数据集的成百上千个图谱,而且这些图谱存在着很多的重叠性或只是细微的差异,因此对其图谱的分析最好应用多变量分析的方法,如主成份分析和/或线性判别分析。多变量分析不仅对原始数据进行了降维,判别组间差异,而且能够容易鉴别获取波数相关的生物标记物,如糖原含量、脂质含量、蛋白质构象变化和磷酸化作用以及DNA/RNA的结构改变。当前,与环境致癌物相关的肿瘤发病率呈不断上升趋势,准确地检测环境致癌物的人群暴露浓度以及研究其作用致癌机理,是预防和治疗癌症的重要任务之一。苯并芘是环境污染物中一种前畸变和前致癌物,是多环芳烃类化学物的典型代表。传统上,遗传毒性的短期评价实验通常检测的是高剂量(≥μmol/L)化学物的毒性,但根据这些实验结果发现的生物学效应,如何外推到与人群暴露背景水平相一致的低剂量污染物引起的生物学效应仍然是不明确的。因此,探讨能够有效评价低剂量环境化学物的毒性及其毒理学机制的方法是非常迫切的。本研究应用衰减全反射-傅立叶变换红外光谱技术探讨和研究低剂量苯并芘(最低剂量低至nmol/L级别)对不同周期(S期和Go/G,期)的靶细胞的生物学改变和其毒作用机理。正常组织生长的生物分子特征变化的研究,不仅能更好地深入理解组织成分结构-功能关系,也会为组织的病理改变的研究、疾病的预防与治疗提供更深的认识。本研究还同时利用衰减全反射-傅立叶变换红外光谱和拉曼光谱技术研究在鸡胚胎10-18天期间,以每间隔1天的短时间点内,持续追踪角膜生长、透明化过程中生物分子的微观改变。因此,不仅能够为更好地理解角膜生长过程中的结构-功能关系,也会为生物光谱技术用于正常组织学和病理学的研究提供新的视角。因此,本研究运用生物光谱技术(衰减全反射-傅立叶变换红外光谱和/或拉曼光谱技术)及对图谱的多变量分析方法探讨细胞损伤和正常组织发生的生物分子特征性变化,为探讨和评价细胞和组织的微观变化提供新的手段和视角。目的衰减全反射-傅立叶变换红外光谱(ATR-FTIR)是一种通过无创性方式,鉴别研究细胞生物分子特征性变化的全新技术方法。本研究运用ATR-FTIR光谱技术以及多变量分析研究不同剂量的B[a]P对不同周期的MCF-7乳腺癌细胞生化分子的影响。

Nanofinder30三维共焦拉曼光谱仪及原子力显微镜系统具有极高的灵敏度(能在1分钟内探测到Si的第四级拉曼峰)和分辨率(空间分辨率:130nm@364nm,200nm@488nm,TERS技术可达50nm;光谱分辨率),非常适用于DNA形貌分析以及拉曼光谱分析。如果您需要了解拉曼光谱对DNA研究,请与我Email联系(),我可以提供您相关的学术论文做参考 。至于论文写作其实不难,关键是数据要好,所以尖端的课题研究一定要尖端的科学仪器作为支持才能获得良好的结果,您如果需要做相关样品测试,可以直接电话联系。.

应用激光光源的拉曼光谱法。应用激光具有单色性好、方向性强、亮度高、相干性好等特性。拉曼光谱法的检测是用可见激光(也有用紫外激光或近红外激光进行检测)来检测处于红外区的分子的振动和转动能量,它是 一种间接的检测方法。 物质分子总在不停地振动,这种振动是由各种简正振动叠加而成的。当简正振动能产生偶极矩的变化时,它能吸收相应的红外光,即这种简正振动具有红外活性;具 有拉曼活性的简正振动,在振动时能产生极化度的变化,它能与入射光子产生能量交换,使散射光子的能量与入射光子的能量产生差别,这种能量的差别称为拉曼位 移(Raman Shift),它与分子振动的能级有关,拉曼位移的能量水平也处于红外光谱区。

拉曼光谱毕业论文题目

材料在合成或加工过程中会有意或无意地引入一些结构缺陷,此外由于熵对系统自由能的贡献,缺陷也可在有限温度下自发地出现。不同缺陷可能对材料性能产生有利或有害的影响。如,外来杂质可以增加载流子浓度,但同时引入的额外散射过程又会降低其迁移率。缺陷设计还可开发出新技术,如可用点缺陷作为量子信息领域中的单光子发射器或量子位主机。随着新材料的发现,缺陷对于工程师和科学家而言,仍然是活跃而重要的研究领域。而现在,这似乎与诸如石墨烯和过渡金属二硫化物(TMD)等二维(2D)材料特别相关。由于2D材料比表面积大,因而多数原子暴露在表面并与周围环境接触。2D材料因与反应物存在相互作用,不仅缺陷浓度远大于块体系统,且缺陷调控也更加容易。缺陷类型的确定可以通过拉曼光谱实现,然而缺陷类型或浓度与拉曼特征变化之间的定量关系难以建立,是一个普遍存在的难题。

来自芬兰阿尔托大学应用物理系的Hannu-Pekka Komsa领导的团队,构建了基于经验势和第一性原理计算的组合方法,可用于模拟缺陷材料的拉曼光谱,其中经验势用于评估缺陷系统的振动模式,然后与第一性原理计算得到的拉曼张量进行结合。他们研究了在何种程度上可以区分空穴类型,并提供随缺陷浓度变化时拉曼光谱演化的起源分析。这种方法不仅能可靠地模拟拉曼光谱,还可深入了解缺陷系统中振动模式的物理内涵,以及如何用拉曼光谱对它们进行探测。作者利用该方法研究了单层MoS2中的空位缺陷,捕获了缺陷对突出峰位移和不对称展宽的影响,其结果与实验数据定性一致。此外,他们使用声子局域模型来拟合其模拟的拉曼光谱,以评估该模型在缺陷材料中的适用性。结果发现,当同时考虑完整的声子色散关系和局域类型时,该模型非常有效。通过本研究发现,只要有适当的经验势,就可以有效地评估缺陷系统的拉曼光谱。

该文近期发表于 npj Computational Materials 6 : 59 (2020),英文标题与摘要如下,点击可以自由获取论文PDF。

Simulating Raman spectra by combining first-principles and empirical potential approaches with application to defective MoS2

Zhennan Kou, Arsalan Hashemi, Martti J. Puska, Arkady V. Krasheninnikov & Hannu-Pekka Komsa

Successful application of two-dimensional transition metal dichalcogenides in optoelectronic, catalytic, or sensing devices heavily relies on the materials’ quality, that is, the thickness uniformity, presence of grain boundaries, and the types and concentrations of point defects. Raman spectroscopy is a powerful and nondestructive tool to probe these factors but the interpretation of the spectra, especially the separation of different contributions, is not straightforward. Comparison to simulated spectra is beneficial, but for defective systems first-principles simulations are often computationally too expensive due to the large sizes of the systems involved. Here, we present a combined first-principles and empirical potential method for simulating Raman spectra of defective materials and apply it to monolayer MoS2 with random distributions of Mo and S vacancies. We study to what extent the types of vacancies can be distinguished and provide insight into the origin of different evolutions of Raman spectra upon increasing defect concentration. We apply our simulated spectra to the phonon confinement model used in previous experiments to assess defect concentrations, and show that the simplest form of the model is insufficient to fully capture peak shapes, but a good match is obtained when the type of phonon confinement and the full phonon dispersion relation are accounted for.

据统计,1928年,即拉曼公布其发现的当年,就有58篇与拉曼效应有关的论文发表;第二年,论文增加到了175篇。在效应发现后的头十年中,有关此课题的论文总数超过了2000篇,所研究的各种化合物多达2500余种。1962年,由于激光技术的问世,拉曼效应的研究获得了单色性极好、方向性强和功率很大的理想光源。从此拉曼光谱学更成为一门用途广泛的权威性技术。例如:有人统计,在1977~1982的五年当中,《化学文摘》上标题中有“拉曼”一词的论文共计10384篇,拉曼光谱研究的重要性和广泛性由此可见一斑。由于这项发现,拉曼于1930年被授予诺贝尔物理学奖。获奖的消息是加尔各答一家新闻机构用电话通知拉曼的,当时,拉曼正在实验室工作。他的一名学生接了电话后,激动地冲进实验室向他报告了这一消息。拉曼的反应相当平静,他只问道:“是我独享,还是必须与陌生人分享?”当然,拉曼是唯一获奖人。值得一提的是,拉曼也是亚洲国家第一位获得这一荣誉的科学家。

拉曼是亚洲人民值得自豪的科学家,他在20年代还很落后的环境中为科学的发展作出了杰出的贡献。这首先是源于他对科学的挚爱和踏实的科学态度。他说过:“在寻求你所没有的之前,充分利用你所有的”。“科学的精华是依靠思索和勤勉,而不是设备”。他用自己的一生证明了那种“胜利的精神、在阳光下把我们带到正确地方的精神,以及作为一个文明古国的后裔,必须而且必然在这个行星上找到我们正确位置的精神。”

作为实验物理学家,拉曼更趋向古典和自然,他经常向人表示:大自然就是他的实验室,发现拉曼效应就始于对大海颜色的探索。水天一色、蔚蓝苍茫的大海深深地震动了他的心灵,在这看似平淡无奇的大自然面前,他突然对海水为什么是蓝色这个问题产生了强烈的兴趣,他甚至等不到回国,就开始在轮船上着手探索起这个奥秘来,这是他进行可见光散射问题研究的开始,也可以说是日后发现拉曼效应的契机。拉曼在科学上的其他研究对象,如乐器、宝石和鲜花等,无不与大自然密切相关。这一点是他与印度的另一位物理学大师萨哈十分不同的地方。

在处理研究成果的方式上,更表现出拉曼超凡的洞察力和良苦用心。拉曼关于这一问题的头三篇论文都是用电报寄给《自然》杂志发表的,这既表明他清楚地意识到这项发现的重大意义,更证明他对发现的优先权问题也相当重视。这确实不是杞人忧天。事实上,早在1923年,斯麦克尔就曾预言过通过观察散射光来检测分子振动迁移的可能性。几乎与拉曼同时,巴黎的物理学家罗卡甚至已经进行过有关散射的理论研究,并在某种程度上预言了拉曼效应的存在,只是因为缺乏实验证据,才推迟了论文的发表。罗卡的同事卡班斯曾试图观察这一效应,但没能成功,原因是他选择了气体当实验品,而气体分子太稀疏了,散射作用十分微弱,用肉眼根本看不到。后来,当拉曼的前两篇论文发表后,罗卡和卡班斯轻车熟路,立即就得到了预期的效果。此外,前苏联物理学家曼德斯塔姆和兰兹伯也于同时期独立地观察到拉曼效应,但他们没有意识到这种效应的重要性和普遍性,而且他们的论文发表日期也晚于拉曼的文章。所以最后的优先权归于印度人拉曼。

生物各种组织和细胞都由蛋白质、核酸、脂类等生物分子组成,生物分子由于电子偶极矩化学键不同,因此每一种生物分子在生物光谱学上都有其特征性的振动谱带。细胞内生物分子成分和(或)构象发生变化,就会引起振动谱带精细的改变,而生物光谱技术如红外光谱技术、拉曼光谱技术可以精确检测和评价这些微观的变化,从而反映组织或细胞的生物分子的特征性变化。不同的生物光谱学技术,虽然其工作原理不尽相同,但都具有快速、客观、无创、重现性好等优点。由于生物光谱实验通常将采集涵盖复杂生物化学信息数据集的成百上千个图谱,而且这些图谱存在着很多的重叠性或只是细微的差异,因此对其图谱的分析最好应用多变量分析的方法,如主成份分析和/或线性判别分析。多变量分析不仅对原始数据进行了降维,判别组间差异,而且能够容易鉴别获取波数相关的生物标记物,如糖原含量、脂质含量、蛋白质构象变化和磷酸化作用以及DNA/RNA的结构改变。当前,与环境致癌物相关的肿瘤发病率呈不断上升趋势,准确地检测环境致癌物的人群暴露浓度以及研究其作用致癌机理,是预防和治疗癌症的重要任务之一。苯并芘是环境污染物中一种前畸变和前致癌物,是多环芳烃类化学物的典型代表。传统上,遗传毒性的短期评价实验通常检测的是高剂量(≥μmol/L)化学物的毒性,但根据这些实验结果发现的生物学效应,如何外推到与人群暴露背景水平相一致的低剂量污染物引起的生物学效应仍然是不明确的。因此,探讨能够有效评价低剂量环境化学物的毒性及其毒理学机制的方法是非常迫切的。本研究应用衰减全反射-傅立叶变换红外光谱技术探讨和研究低剂量苯并芘(最低剂量低至nmol/L级别)对不同周期(S期和Go/G,期)的靶细胞的生物学改变和其毒作用机理。正常组织生长的生物分子特征变化的研究,不仅能更好地深入理解组织成分结构-功能关系,也会为组织的病理改变的研究、疾病的预防与治疗提供更深的认识。本研究还同时利用衰减全反射-傅立叶变换红外光谱和拉曼光谱技术研究在鸡胚胎10-18天期间,以每间隔1天的短时间点内,持续追踪角膜生长、透明化过程中生物分子的微观改变。因此,不仅能够为更好地理解角膜生长过程中的结构-功能关系,也会为生物光谱技术用于正常组织学和病理学的研究提供新的视角。因此,本研究运用生物光谱技术(衰减全反射-傅立叶变换红外光谱和/或拉曼光谱技术)及对图谱的多变量分析方法探讨细胞损伤和正常组织发生的生物分子特征性变化,为探讨和评价细胞和组织的微观变化提供新的手段和视角。目的衰减全反射-傅立叶变换红外光谱(ATR-FTIR)是一种通过无创性方式,鉴别研究细胞生物分子特征性变化的全新技术方法。本研究运用ATR-FTIR光谱技术以及多变量分析研究不同剂量的B[a]P对不同周期的MCF-7乳腺癌细胞生化分子的影响。

黎曼博士毕业论文

少年数学天才-----------黎曼 1826年9月17日,在德国汉诺威的布列斯伦茨,黎曼(1826-1866)出生在一个乡下牧师之家,是6个孩子中的次子。 黎曼从小酷爱数学。他6岁时开始学习算术,并显现出他的数学天才。他不仅能解决所有留给他的数学问题,而且还经常提一些问题来捉弄他的兄弟姐妹。10岁时他跟一位职业教师学习高级算数和几何,很快便超过了老师,常常对一些问题能做出更好的答案。 黎曼14岁时到汉诺威市上中学。由于经济拮据,他总是靠步行奔波于汉诺威市与乡间小村庄之间。当然他更没钱去买参考书。幸运的是中学校长及时地发现了他的数学才能,考虑到他经济上的困难,校长特许黎曼可以从自己私人藏书室里借阅数学书籍。在校长的推荐下,黎曼借了一部数学家勒让德的《数论》,这是一部共859页的4大本的名著。黎曼十分珍惜这种读书机会,他如饥似渴地自学起来,6天之后,黎曼便学完并归还了这本书。校长问他:“你读了多少?”黎曼说:“这是一本了不起的书,我已经掌握了它。”几个月之后,校长就这本书的内容考他。黎曼对答如流,并且回答得很全面。利用校长的藏书,黎曼还抓紧时间很快地自学了大数学家欧拉的著作,由此掌握了微积分及其分支。黎曼不仅从欧拉的著作中学到了数学知识,还学到了欧拉研究数学的技巧。 大学生涯 19岁时,黎曼进入格丁根大学学习,为了在经济上帮助家庭以尽快找到一个有报酬的工作,他先攻读哲学和神学,但是,除了这两门课程以外,他也去听数学、物理学课程。他听了斯特恩关于方程论和定积分、高斯关于最小二乘法以及戈尔德斯米特关于地磁学的数学讲座,对数学专业产生了难以割舍的兴趣。 黎曼向父亲讲述了这一切,请求允许自己改学数学专业。父亲由衷地同意了他的请求。黎曼极为高兴,并深深地感激父亲。 1847年,为了师从更多的大师,黎曼转学到柏林大学,就学于大数学家雅可比、狄利克雷、斯泰纳和艾森斯坦门下。他从雅可比那里学到高等力学和高等代数,从狄利克雷那里学到数论和分析学,从斯泰纳那里学到现代几何,从文森斯坦那里学到椭圆函数论。 在此期间,他极为勤奋,甚至放假期间也不休息。1847年秋假,黎曼找到几份巴黎科学院《院刊》,上面载有数学家柯西新发表的关于单复变量解析函数的论文,他一眼便看出这是一种新数学理论,于是一连几个星期闭门不出,潜心研究柯西的论文,并酝酿出他在这个专题上的新见解,为4年后撰写博士论文“单复变量函数的一般理论的基础”奠定了基础。 黎曼不仅认真研读大师的学术专著,而且虚心地向大师求教。有一次,狄利克雷来格丁根度假,黎曼趁此机会向他求教数学问题,并将自己未定稿论文交给他,请他提意见。狄利克雷被黎曼的谦虚、真诚和天才迷住了。他与黎曼长谈了两个小时,给黎曼的论文提了不少意见,给黎曼正在研究的课题作了许多指点。黎曼深感受益匪浅,他说没有狄利克雷的指点,他将不得不在图书馆里做好几天的吃力研究。 生活虽然清贫,但学习极为勤勉,这使得黎曼在大学毕业时获得了丰硕的成果。1851年底,黎曼将其博士论文呈交给大数学家高斯审阅。高斯在看了论文之后兴奋不已,对黎曼的论文作出了高度评价,这对高斯来说是罕见的。高斯评语道:“黎曼先生交来的论文提供了令人信服的证据,说明作者对该文所论述的这一问题作了全面深入的研究,说明作者具有创造性的、活跃的、真正的数学头脑,具有灿烂丰富的创造力。” 贫困中奋进 1852年初,黎曼凭借优异的学术表现取得了博士学位,并留在了格丁根大学。十九世纪中叶的德国,科学几乎与国家的经济全然无关。大学的设立仅在训练律师、医师、教师和传教士士,以及提供贵族子弟和富家子弟渡过引人侧目及受尊敬的岁月的场所。只有正教授才可以领政府的津贴,并且可教授正规标准课程,这些课程都是一些基础科目,上课的学生多,因此教授收到的学费也就多了,这就是为什么当时课程水准低落的原因,因为如果课程太难,就没有办法收到许多学生,从而影响到教授们的收入,毕竟贵族子弟和富家子弟上大学的目的并非真心向学。讲师们则没有政府津贴并且轮不到教基本正规课程的机会,全然靠来听课的学生的学费维生,通常,听课的学生不会多,因此收入也就相当微薄,生活非常困苦。担任讲师是成为正教授的必经途径。但是却没有明文规定什么时候能将一位讲师升等为教授,为了照顾特别值得重视的学者而却没有正教授的空缺时,政府可任命他为“客座教授”,使他具有教基本正规课程的资格,增多他的收入,但是这个任命附有条件,言明政府不付任何津贴。因此,在担任讲师期间,黎曼没有任何自主的生活费来源,生活依旧贫穷。 但黎曼不顾生活上的贫困,仍然把全部精力投向数学。他认为只要能够勉强维持生活,能够让他研究数学,他就心满意足了。他从不因经济上的拈据而感到沮丧。他一方面积极准备“无薪讲师”的就职演讲论文,另一方面认真从事数学物理方面的研究工作。他的就职论文具有相当的难度。当初为了确定论文的选题,他向高斯提交了3个题目,以便让高斯在其中选定一个。其中第3个题目是涉及几何基础的,这个题目黎曼当时并没有多少案头准备工作,因此黎曼从心底里希望高斯不要选中它。可是,高斯对第3个题目却深有研究,他已思考这个问题达60年之久。出于想看看黎曼对这个深奥的问题会做些什么样的创造性工作,高斯指定第3个题目作为黎曼就职演讲论文的题目。 事后,黎曼在向父亲谈起这件事时说,“所以我又处在绝境中了”、“我不得不做出这个题目”。 对数学物理研究,黎曼也具有无限的热情,他当时曾对人说:“我对于把一切与物理规律结合起来的数学研究非常入迷。”“我通过对电、光、磁等之间联系的总研究,发现了对这个现象的解释。这件事对我很重要,因为这是我第一次能够把我的工作应用到未知的现象上。”这两项研究在当时都是高水平的,因而也是极困难的。黎曼不顾生活清贫、营养不良,超负荷地忘我工作,长时期过四度而紧张地思索,以致他常常体力衰竭,甚至病倒。一旦身体稍有复原,他又继续研究。功夫不负有心人。1854年6月10日,黎曼以“关于构成几何基础的假设”论文作了就职演讲,受到了与会数学家们的认可和好评。高斯听完之后大为惊异,感到这个年轻人处理这个难题非常之好,他赞不绝口。黎曼的这篇论文被人们认为是19世纪数学史上的杰作之一。 1855年格丁根大学开始给黎曼发薪金,但相当的低。一年仅相当于200美元。这一年黎曼29岁,他家里遭到巨大的不幸,父亲和一个妹妹相继去世,原来依靠父亲生活的3个妹妹失去了生活来源。于是黎曼和他的哥哥两人挑起了照顾3个妹妹生活的担子。黎曼时时为一家人的生活感到焦虑。1857年黎曼一年的薪金被加到相当于300美元的水平。由于收入不多,又要照顾3个妹妹,生活担子重,黎曼连自己的婚姻大事都不敢考虑。然而就在这一年,不幸又从天而降,黎曼的哥哥又去世了。这对黎曼来说如同雪上加霜,照料3个妹妹生活的担子全部落在他一人的肩上。从1855年到1859年这5年中,经济拮据、生活清贫一直困绕着黎曼,有时一家甚至陷入对口粮都需要算计的地步。就是在这种情况下,黎曼仍不顾物质生活的贫乏,全身心地投入到数学研究工作之中,在科学的崎岖小道上艰苦奋斗,并获得了令人惊异的成就。他在数学上的许多重要成果都是在这个时期内完成的。他对阿贝尔积分和阿贝尔函数的研究,开创了现代代数几何;他首创用复解析函数研究数论问题,开创了现代意义的解析数论;他对超几何级数的研究,推动了数学物理和微分方程理论的发展。随着研究成果的问世,黎曼在数学界的学术声望迅速提高。他受到许多世界著名数学家的赞扬,获得了一个科学家通常可能得到的最高荣誉。 大师之死 1859年黎曼33岁时,高斯去世。他被任命为格丁根大学正教授,成为继狄利克雷之后高斯的第二个继任者。这时黎曼的生活才开始得到改善,才开始考虑个人的婚姻问题,并在36岁时与朋友的妹妹结了婚。一年后,他的女儿出生在比萨。 但是,长时期清贫的生活、过度的操劳、发奋的研究,使得黎曼身体虚弱、精力衰竭。1862年黎曼患了胸膜炎,不久又患了肺病,一年后又患了黄疽病。在病魔缠身之际,只要有一些力气,黎曼仍坚持数学研究工作。虽然这个时期黎曼积极就医和疗养,但因病入膏盲终无疗效。1866年7月20日,黎曼那颗纯洁、高尚的心停止了跳动。他过早地离开了人世,也过早地离开了数学,终年仅40岁。 黎曼是数学史上最具独创性精神的数学家之一,他在众多的数学领域里作出了许多奠基性和创造性的研究工作:他从几何方向开创了复变函数论;是现代意义的解析数论的奠基者;他亲手建立了黎曼几何,是组合拓扑学的开拓者。他对微积分的严格处理作出了重要贡献;在数学物理和微分方程等领域内也成果丰硕。1859年,黎曼被选为柏林科学院通讯院士,1866年他被选为法国巴黎科学院通讯院士和英国皇家学会国外会员。 黎曼的英年早逝是德国数学界乃至全世界数学界的遗憾!但是他所留给数学界的,在他少量的已出版的论文集中,已有太多的丰富的概念,至今还未被后世数学家研究殆尽。1826年9月17日,黎曼生于德国北部汉诺威的布雷塞伦茨村,父亲是一个乡村的穷苦牧师。他六岁开始上学,14岁进入大学预科学习,19岁按其父亲的意愿进入哥廷根大学攻读哲学和神学,以便将来继承父志也当一名牧师。由于从小酷爱数学,黎曼在学习哲学和神学的同时也听些数学课。当时的哥廷根大学是世界数学的中心之一,—些著名的数学家如高斯、韦伯、斯特尔都在校执教。黎曼被这里的数学教学和数学研究的气氛所感染,决定放弃神学,专攻数学。1847年,黎曼转到柏林大学学习,成为雅可比、狄利克莱、施泰纳、艾森斯坦的学生。1849年重回哥丁很大学攻读博士学位,成为高斯晚年的学生。l851年,黎曼获得数学博士学位;l854年被聘为哥廷根大学的编外讲师;1857年晋升为副教授;1859年接替去世的狄利克雷被聘为教授。因长年的贫困和劳累,黎曼在1862年婚后不到一个月就开始患胸膜炎和肺结核,其后四年的大部分时间在意大利治病疗养。1866年7月20日病逝于意大利,终年39岁。黎曼是世界数学史上最具独创精神的数学家之一。黎曼的著作不多,但却异常深刻,极富于对概念的创造与想象。黎曼在其短暂的一生中为数学的众多领域作了许多奠基性、创造性的工作,为世界数学建立了丰功伟绩。复变函数论的奠基人19世纪数学最独特的创造是复变函数理论的创立,它是18世纪人们对复数及复函数理论研究的延续。1850年以前,柯西、雅可比、高斯、阿贝尔、维尔斯特拉斯已对单值解析函数的理论进行了系统的研究,而对于多值函数仅有柯西和皮瑟有些孤立的结论。1851年,黎曼在高斯的指导下完成题为《单复变函数的一般理论的基础》的博士论文,后来又在《数学杂志》上发表了四篇重要文章,对其博士论文中思想的做了进一步的阐述,一方面总结前人关于单值解析函数的成果,并用新的工具予以处理,同时创立多值解析函数的理论基础,并由此为几个不同方向的进展铺平了道路。柯西、黎曼和维尔斯特拉斯是公认的复变函数论的主要奠基人,而且后来证明在处理复函数理论的方法上黎曼的方法是本质的,柯西和黎曼的思想被融合起来,维尔斯特拉斯的思想可以从柯西—黎曼的观点推导出来。在黎曼对多值函数的处理中,最关键的是他引入了被后人称“黎曼面”的概念。通过黎曼面给多值函数以几何直观,且在黎曼面上表示的多值函数是单值的。他在黎曼面上引入支点、横剖线、定义连通性,开展对函数性质的研究获得一系列成果。经黎曼处理的复函数,单值函数是多值函数的待例,他把单值函数的一些已知结论推广到多值函数中,尤其他按连通性对函数分类的方法,极大地推动了拓扑学的初期发展。他研究了阿贝尔函数和阿贝尔积分及阿贝尔积分的反演,得到著名的黎曼—罗赫定理,首创的双有理变换构成19世纪后期发展起来的代数几何的主要内容。黎曼为完善其博士论文,在结束时给出其函数论在保形映射的几个应用,将高斯在1825年关于平面到平面的保形映射的结论推广到任意黎曼面上,并在文字的结尾给出著名的黎曼映射定理。黎曼几何的创始人黎曼对数学最重要的贡献还在于几何方面,他开创的高维抽象几何的研究,处理几何问题的方法和手段是几何史上一场深刻的革命,他建立了一种全新的后来以其名字命名的几何体系,对现代几何乃至数学和科学各分支的发展都产生了巨大的影响。1854年,黎曼为了取得哥廷根大学编外讲师的资格,对全体教员作了一次演讲,该演讲在其逝世后的两年(1868年)以《关于作为几何学基础的假设》为题出版。演讲中,他对所有已知的几何,包括刚刚诞生的非欧几何之一的双曲几何作了纵贯古今的概要,并提出一种新的几何体系,后人称为黎曼几何。为竞争巴黎科学院的奖金,黎曼在1861年写了一篇关于热传导的文章,这篇文章后来被称为他的“巴黎之作”。文中对他1854年的文章作了技术性的加工,进一步阐明其几何思想。该文在他死后收集在1876年他的《文集》中。黎曼主要研究几何空间的局部性质,他采用的是微分几何的途径,这同在欧几里得几何中或者在高斯、波尔约和罗巴切夫斯基的非欧几何中把空间作为一个整体进行考虑是对立的。黎曼摆脱高斯等前人把几何对象局限在三维欧几里得空间的曲线和曲面的束缚,从维度出发,建立了更一般的抽象几何空间。黎曼引入流形和微分流形的概念,把维空间称为一个流形,维流形中的一个点可以用个可变参数的一组特定值来表示,而所有这些点的全体构成流形本身,这个可变参数称为流形的坐标,而且是可微分的,当坐标连续变化时,对应的点就遍历这个流形。黎曼仿照传统的微分几何定义流形上两点之间的距离、流形上的曲线、曲线之间的夹角。并以这些概念为基础,展开对维流形几何性质的研究。在维流形上他也定义类似于高斯在研究一般曲面时刻划曲面弯曲程度的曲率。他证明他在维流形上维数等于三时,欧几里得空间的情形与高斯等人得到的结果是一致的,因而黎曼几何是传统微分几何的推广。黎曼发展了高斯关于一张曲面本身就是一个空间的几何思想,开展对维流形内蕴性质的研究。黎曼的研究导致另一种非欧几何——椭圆几何学的诞生。在黎曼看来,有三种不同的几何学。它们的差别在于通过给定一点做关于定直线所作平行线的条数。如果只能作一条平行线,即为熟知的欧几里得几何学;如果一条都不能作,则为椭圆几何学;如果存在一组平行线,就得到第三种几何学,即罗巴切夫斯基几何学。黎曼因此继罗巴切夫斯基以后发展了空间的理论,使得一千多年来关于欧几里得平行公理的讨论宣告结束。他断言,客观空间是一种特殊的流形,预见具有某种特定性质的流形的存在性。这些逐渐被后人一一予以证实。由于黎曼考虑的对象是任意维数的几何空间,对复杂的客观空间有更深层的实用价值。所以在高维几何中,由于多变量微分的复杂性,黎曼采取了一些异于前人的手段使表述更简洁,并最终导致张量、外微分及联络等现代几何工具的诞生。爱因斯坦就是成功地以黎曼几何为工具,才将广义相对论几何化。现在,黎曼几何已成为现代理论物理必备的数学基础。微积分理论的创造性贡献黎曼除对几何和复变函数方面的开拓性工作以外,还以其对l9世纪初兴起的完善微积分理论的杰出贡献载入史册。18世纪末到l9世纪初,数学界开始关心数学最庞大的分支——微积分在概念和证明中表现出的不严密性。波尔查诺、柯西、阿贝尔、狄利克莱进而到维尔斯特拉斯,都以全力的投入到分析的严密化工作中。黎曼由于在柏林大学从师狄利克莱研究数学,且对柯西和阿贝尔的工作有深入的了解,因而对微积分理论有其独到的见解。1854年黎曼为取得哥廷根大学编外讲师的资格,需要他递交一篇反映他学术水平的论文。他交出的是《关于利用三角级数表示一个函数的可能性的》文章。这是一篇内容丰富、思想深刻的杰作,对完善分析理论产生深远的影响。柯西曾证明连续函数必定是可积的,黎曼指出可积函数不一定是连续的。关于连续与可微性的关系上,柯西和他那个时代的几乎所有的数学家都相信,而且在后来50年中许多教科书都“证明”连续函数一定是可微的。黎曼给出了一个连续而不可微的著名反例,最终讲清连续与可微的关系。黎曼建立了如现在微积分教科书所讲的黎曼积分的概念,给出了这种积分存在的必要充分条件。黎曼用自己独特的方法研究傅立叶级数,推广了保证博里叶展开式成立的狄利克莱条件,即关于三角级数收敛的黎曼条件,得出关于三角级数收敛、可积的一系列定理。他还证明:可以把任一条件收敛的级数的项适当重排,使新级数收敛于任何指定的和或者发散。解析数论跨世纪的成果19世纪数论中的一个重要发展是由狄利克莱开创的解析方法和解析成果的导入,而黎曼开创了用复数解析函数研究数论问题的先例,取得跨世纪的成果。1859年,黎曼发表了《在给定大小之下的素数个数》的论文。这是一篇不到十页的内容极其深到的论文,他将素数的分布的问题归结为函数的问题,现在称为黎曼函数。黎曼证明了函数的一些重要性质,并简要地断言了其它的性质而未予证明。在黎曼死后的一百多年中,世界上许多最优秀的数学家尽了最大的努力想证明他的这些断言,并在作出这些努力的过程中为分析创立了新的内容丰富的新分支。如今,除了他的一个断言外,其余都按黎曼所期望的那样得到了解决。那个未解决的问题现称为“黎曼猜想”,即:在带形区域中的一切零点都位于去这条线上(希尔伯特23个问题中的第8个问题),这个问题迄今没有人证明。对于某些其它的域,布尔巴基学派的成员已证明相应的黎曼猜想。数论中很多问题的解决有赖于这个猜想的解决。黎曼的这一工作既是对解析数论理论的贡献,也极大地丰富了复变函数论的内容。组合拓扑的开拓者在黎曼博士论文发表以前,已有一些组合拓扑的零散结果,其中著名的如欧拉关于闭凸多面体的顶点、棱、面数关系的欧拉定理。还有一些看起来简单又长期得不到解决的问题:如哥尼斯堡七桥问题、四色问题,这些促使了人们对组合拓扑学(当时被人们称为位置几何学或位置分析学)的研究。但拓扑研究的最大推动力来自黎曼的复变函数论的工作。黎曼在1851年他的博士论文中,以及在他的阿贝尔函数的研究里都强调说,要研究函数,就不可避免地需要位置分析学的一些定理。按现代拓扑学术语来说,黎曼事实上已经对闭曲面按亏格分类。值得提到的是,在其学位论文中,他说到某些函数的全体组成(空间点的)连通闭区域的思想是最早的泛函思想。

你可能打错字了.是维尔斯特拉斯卡尔·特奥多尔·威廉·魏尔施特拉斯(Karl Theodor Wilhelm Weierstraß,姓氏可写作Weierstrass,1815年10月31日——1897年2月19日),德国数学家,被誉为“现代分析之父”。生于威斯特法伦(Westfalen)的奥斯滕费尔德(Ostenfelde)(今德国),逝于柏林。卡尔·魏尔施特拉斯的父亲是威廉·魏尔施特拉斯(Wilhem Weierstrass),任政府官员;母亲是特奥多拉·冯德福斯特(Theodora Vonderforst)。他在文理中学(Gymnasium)学习时对数学开始感到兴趣,但他中学毕业后进入波恩大学准备在政府谋职。他要学习的是法律、经济和金融,违背了他读数学的心愿。他解决矛盾的方法是不留心于指定课业,私下继续自学数学,结果他没有学位就离开了大学。他父亲在明斯特一家师训学校为他找到一个位子,他之后也得以注册为该市教师。他在这段学习中上了克里斯托夫·古德曼(Christoph Gudermann)的课,对椭圆函数萌生兴趣。1850年后魏尔施特拉斯患病了很久,但仍然发表论文,这些论文使他获得声誉。1857年柏林大学给予他一个数学教席。1854年,他发表了一本关於发展阿贝尔(Abel)函数论成果的专论——《关於阿贝尔函数论》公诸於世之后,根据他的学术成就,哥尼斯堡大学授予他名誉博士学位。1856年由库默尔推荐成为柏林大学(Freie Universität Berlin)助理教授,1865年晋升为教授。生前,他的研究结果大都是向学生讲授传播的。1886年,他出版了《函数论论文集》。虽然他的著作不多,但却发表了最有影响的论文。维尔斯特拉斯的主要贡献在数学分析、解析函数论、变分法、微分几何学和缐性代数等方面。他是把严格的论证引进分析学的一位大师。他的批判精神对19世纪数学产生很大影响。他在严格的逻辑基础上建立了实数理论,用单调有界序列来定义无理数,给出了数集的上、下极限,极限点和连续函数等严格定义,还在1861年构造了一个著名的处处不可微的连续函数,为分析学的算术化做出重要贡献。他完成了由柯西(Cauchy)引进的用不等式描述的极限定义(所谓ε-δ定义)。在解析函数论中,维尔斯特拉斯也有重要贡献。他建立了解析函数的幂级数展开定理和多元解析函数基本理论,得到代数函数论及阿贝尔积分中的某些结果。在变分法中,他给出了带有参数的函数的变分结构,研究了变分问题的间断解。在微分几何中,他研究了测地缐和最小曲面。在缐性代数中,建立了初等因子理论并用来化简矩阵。他还是一位杰出的教育家,一生培养了大批有成就的数学人才,其中著名的有柯瓦列夫斯卡娅、施瓦兹、米塔—列夫勒、朔特基、富克斯等少年数学天才1826年9月17日,在德国汉诺威的布列斯伦茨,黎曼(1826-1866)出生在一个乡下牧师之家,是6个孩子中的次子。黎曼从小酷爱数学。他6岁时开始学习算术,并显现出他的数学天才。他不仅能解决所有留给他的数学问题,而且还经常提一些问题来捉弄他的兄弟姐妹。10岁时他跟一位职业教师学习高级算数和几何,很快便超过了老师,常常对一些问题能做出更好的答案。黎曼14岁时到汉诺威市上中学。由于经济拮据,他总是靠步行奔波于汉诺威市与乡间小村庄之间。当然他更没钱去买参考书。幸运的是中学校长及时地发现了他的数学才能,考虑到他经济上的困难,校长特许黎曼可以从自己私人藏书室里借阅数学书籍。在校长的推荐下,黎曼借了一部数学家勒让德的《数论》,这是一部共859页的4大本的名著。黎曼十分珍惜这种读书机会,他如饥似渴地自学起来,6天之后,黎曼便学完并归还了这本书。校长问他:“你读了多少?”黎曼说:“这是一本了不起的书,我已经掌握了它。”几个月之后,校长就这本书的内容考他。黎曼对答如流,并且回答得很全面。利用校长的藏书,黎曼还抓紧时间很快地自学了大数学家欧拉的著作,由此掌握了微积分及其分支。黎曼不仅从欧拉的著作中学到了数学知识,还学到了欧拉研究数学的技巧。大学生涯19岁时,黎曼进入格丁根大学学习,为了在经济上帮助家庭以尽快找到一个有报酬的工作,他先攻读哲学和神学,但是,除了这两门课程以外,他也去听数学、物理学课程。他听了斯特恩关于方程论和定积分、高斯关于最小二乘法以及戈尔德斯米特关于地磁学的数学讲座,对数学专业产生了难以割舍的兴趣。黎曼向父亲讲述了这一切,请求允许自己改学数学专业。父亲由衷地同意了他的请求。黎曼极为高兴,并深深地感激父亲。1847年,为了师从更多的大师,黎曼转学到柏林大学,就学于大数学家雅可比、狄利克雷、斯泰纳和艾森斯坦门下。他从雅可比那里学到高等力学和高等代数,从狄利克雷那里学到数论和分析学,从斯泰纳那里学到现代几何,从文森斯坦那里学到椭圆函数论。在此期间,他极为勤奋,甚至放假期间也不休息。1847年秋假,黎曼找到几份巴黎科学院《院刊》,上面载有数学家柯西新发表的关于单复变量解析函数的论文,他一眼便看出这是一种新数学理论,于是一连几个星期闭门不出,潜心研究柯西的论文,并酝酿出他在这个专题上的新见解,为4年后撰写博士论文“单复变量函数的一般理论的基础”奠定了基础。黎曼不仅认真研读大师的学术专著,而且虚心地向大师求教。有一次,狄利克雷来格丁根度假,黎曼趁此机会向他求教数学问题,并将自己未定稿论文交给他,请他提意见。狄利克雷被黎曼的谦虚、真诚和天才迷住了。他与黎曼长谈了两个小时,给黎曼的论文提了不少意见,给黎曼正在研究的课题作了许多指点。黎曼深感受益匪浅,他说没有狄利克雷的指点,他将不得不在图书馆里做好几天的吃力研究。生活虽然清贫,但学习极为勤勉,这使得黎曼在大学毕业时获得了丰硕的成果。1851年底,黎曼将其博士论文呈交给大数学家高斯审阅。高斯在看了论文之后兴奋不已,对黎曼的论文作出了高度评价,这对高斯来说是罕见的。高斯评语道:“黎曼先生交来的论文提供了令人信服的证据,说明作者对该文所论述的这一问题作了全面深入的研究,说明作者具有创造性的、活跃的、真正的数学头脑,具有灿烂丰富的创造力。”贫困中奋进1852年初,黎曼凭借优异的学术表现取得了博士学位,并留在了格丁根大学。十九世纪中叶的德国,科学几乎与国家的经济全然无关。大学的设立仅在训练律师、医师、教师和传教士士,以及提供贵族子弟和富家子弟渡过引人侧目及受尊敬的岁月的场所。只有正教授才可以领政府的津贴,并且可教授正规标准课程,这些课程都是一些基础科目,上课的学生多,因此教授收到的学费也就多了,这就是为什么当时课程水准低落的原因,因为如果课程太难,就没有办法收到许多学生,从而影响到教授们的收入,毕竟贵族子弟和富家子弟上大学的目的并非真心向学。讲师们则没有政府津贴并且轮不到教基本正规课程的机会,全然靠来听课的学生的学费维生,通常,听课的学生不会多,因此收入也就相当微薄,生活非常困苦。担任讲师是成为正教授的必经途径。但是却没有明文规定什么时候能将一位讲师升等为教授,为了照顾特别值得重视的学者而却没有正教授的空缺时,政府可任命他为“客座教授”,使他具有教基本正规课程的资格,增多他的收入,但是这个任命附有条件,言明政府不付任何津贴。因此,在担任讲师期间,黎曼没有任何自主的生活费来源,生活依旧贫穷。但黎曼不顾生活上的贫困,仍然把全部精力投向数学。他认为只要能够勉强维持生活,能够让他研究数学,他就心满意足了。他从不因经济上的拈据而感到沮丧。他一方面积极准备“无薪讲师”的就职演讲论文,另一方面认真从事数学物理方面的研究工作。他的就职论文具有相当的难度。当初为了确定论文的选题,他向高斯提交了3个题目,以便让高斯在其中选定一个。其中第3个题目是涉及几何基础的,这个题目黎曼当时并没有多少案头准备工作,因此黎曼从心底里希望高斯不要选中它。可是,高斯对第3个题目却深有研究,他已思考这个问题达60年之久。出于想看看黎曼对这个深奥的问题会做些什么样的创造性工作,高斯指定第3个题目作为黎曼就职演讲论文的题目。事后,黎曼在向父亲谈起这件事时说,“所以我又处在绝境中了”、“我不得不做出这个题目”。对数学物理研究,黎曼也具有无限的热情,他当时曾对人说:“我对于把一切与物理规律结合起来的数学研究非常入迷。”“我通过对电、光、磁等之间联系的总研究,发现了对这个现象的解释。这件事对我很重要,因为这是我第一次能够把我的工作应用到未知的现象上。”这两项研究在当时都是高水平的,因而也是极困难的。黎曼不顾生活清贫、营养不良,超负荷地忘我工作,长时期过四度而紧张地思索,以致他常常体力衰竭,甚至病倒。一旦身体稍有复原,他又继续研究。功夫不负有心人。1854年6月10日,黎曼以“关于构成几何基础的假设”论文作了就职演讲,受到了与会数学家们的认可和好评。高斯听完之后大为惊异,感到这个年轻人处理这个难题非常之好,他赞不绝口。黎曼的这篇论文被人们认为是19世纪数学史上的杰作之一。1855年格丁根大学开始给黎曼发薪金,但相当的低。一年仅相当于200美元。这一年黎曼29岁,他家里遭到巨大的不幸,父亲和一个妹妹相继去世,原来依靠父亲生活的3个妹妹失去了生活来源。于是黎曼和他的哥哥两人挑起了照顾3个妹妹生活的担子。黎曼时时为一家人的生活感到焦虑。1857年黎曼一年的薪金被加到相当于300美元的水平。由于收入不多,又要照顾3个妹妹,生活担子重,黎曼连自己的婚姻大事都不敢考虑。然而就在这一年,不幸又从天而降,黎曼的哥哥又去世了。这对黎曼来说如同雪上加霜,照料3个妹妹生活的担子全部落在他一人的肩上。从1855年到1859年这5年中,经济拮据、生活清贫一直困绕着黎曼,有时一家甚至陷入对口粮都需要算计的地步。就是在这种情况下,黎曼仍不顾物质生活的贫乏,全身心地投入到数学研究工作之中,在科学的崎岖小道上艰苦奋斗,并获得了令人惊异的成就。他在数学上的许多重要成果都是在这个时期内完成的。他对阿贝尔积分和阿贝尔函数的研究,开创了现代代数几何;他首创用复解析函数研究数论问题,开创了现代意义的解析数论;他对超几何级数的研究,推动了数学物理和微分方程理论的发展。随着研究成果的问世,黎曼在数学界的学术声望迅速提高。他受到许多世界著名数学家的赞扬,获得了一个科学家通常可能得到的最高荣誉。大师之死1859年黎曼33岁时,高斯去世。他被任命为格丁根大学正教授,成为继狄利克雷之后高斯的第二个继任者。这时黎曼的生活才开始得到改善,才开始考虑个人的婚姻问题,并在36岁时与朋友的妹妹结了婚。一年后,他的女儿出生在比萨。但是,长时期清贫的生活、过度的操劳、发奋的研究,使得黎曼身体虚弱、精力衰竭。1862年黎曼患了胸膜炎,不久又患了肺病,一年后又患了黄疽病。在病魔缠身之际,只要有一些力气,黎曼仍坚持数学研究工作。虽然这个时期黎曼积极就医和疗养,但因病入膏盲终无疗效。1866年7月20日,黎曼那颗纯洁、高尚的心停止了跳动。他过早地离开了人世,也过早地离开了数学,终年仅40岁。黎曼是数学史上最具独创性精神的数学家之一,他在众多的数学领域里作出了许多奠基性和创造性的研究工作:他从几何方向开创了复变函数论;是现代意义的解析数论的奠基者;他亲手建立了黎曼几何,是组合拓扑学的开拓者。他对微积分的严格处理作出了重要贡献;在数学物理和微分方程等领域内也成果丰硕。1859年,黎曼被选为柏林科学院通讯院士,1866年他被选为法国巴黎科学院通讯院士和英国皇家学会国外会员。黎曼的英年早逝是德国数学界乃至全世界数学界的遗憾!但是他所留给数学界的,在他少量的已出版的论文集中,已有太多的丰富的概念,至今还未被后世数学家研究殆尽。高斯包含人物[1]和物理单位[2][1]人物:卡尔.弗里德里希.高斯(Carl Friedrich Gauß,~),德国数学家、物理学家和天文学家,出生于德国布伦兹维克的一个贫苦家庭。父亲格尔恰尔德·迪德里赫先后当过护堤工、泥瓦匠和园丁,第一个妻子和他生活了10多年后因病去世,没有为他留下孩子。迪德里赫后来娶了罗捷雅,第二年他们的孩子高斯出生了,这是他们唯一的孩子。父亲对高斯要求极为严厉,甚至有些过分,常常喜欢凭自己的经验为年幼的高斯规划人生。高斯尊重他的父亲,并且秉承了其父诚实、谨慎的性格。1806年迪德里赫逝世,此时高斯已经做出了许多划时代的成就。在成长过程中,幼年的高斯主要是力于母亲和舅舅。高斯的外祖父是一位石匠,30岁那年死于肺结核,留下了两个孩子:高斯的母亲罗捷雅、舅舅弗利德里希(Friederich)。弗利德里希富有智慧,为人热情而又聪明能干投身于纺织贸易颇有成就。他发现姐姐的儿子聪明伶利,因此他就把一部分精力花在这位小天才身上,用生动活泼的方式开发高斯的智力。若干年后,已成年并成就显赫的高斯回想起舅舅为他所做的一切,深感对他成才之重要,他想到舅舅多产的思想,不无伤感地说,舅舅去世使“我们失去了一位天才”。正是由于弗利德里希慧眼识英才,经常劝导姐夫让孩子向学者方面发展,才使得高斯没有成为园丁或者泥瓦匠。在数学史上,很少有人象高斯一样很幸运地有一位鼎力支持他成才的母亲。罗捷雅直到34岁才出嫁,生下高斯时已有35岁了。他性格坚强、聪明贤慧、富有幽默感。高斯一生下来,就对一切现象和事物十分好奇,而且决心弄个水落石出,这已经超出了一个孩子能被许可的范围。当丈夫为此训斥孩子时,他总是支持高斯,坚决反对顽固的丈夫想把儿子变得跟他一样无知。罗捷雅真诚地希望儿子能干出一番伟大的事业,对高斯的才华极为珍视。然而,他也不敢轻易地让儿子投入当时尚不能养家糊口的数学研究中。在高斯19岁那年,尽管他已做出了许多伟大的数学成就,但她仍向数学界的朋友W.波尔约(,非欧几何创立者之一J.波尔约之父)问道:高斯将来会有出息吗?W.波尔约说她的儿子将是“欧洲最伟大的数学家”,为此她激动得热泪盈眶。7岁那年,高斯第一次上学了。头两年没有什么特殊的事情。1787年高斯10岁,他进入了学习数学的班次,这是一个首次创办的班,孩子们在这之前都没有听说过算术这么一门课程。数学教师是布特纳(Buttner),他对高斯的成长也起了一定作用。在全世界广为流传的一则故事说,高斯最出名的故事就是他十岁时,小学老师出了一道算术难题:“计算1+2+3…+100=?” 。这可难为初学算术的学生,但是高斯却在几秒后将答案解了出来,他利用算术级数(等差级数)的对称性,然后就像求得一般算术级数和的过程一样,把数目一对对的凑在一起:1+100,2+ 99,3+98,……49+52,50+51 而这样的组合有50组,所以答案很快的就可以求出是: 101×50=5050。不过,这很可能是一个不真实的传说。据对高斯素有研究的著名数学史家E·T·贝尔()考证,布特纳当时给孩子们出的是一道更难的加法题:81297+81495+81693+…+100899。当然,这也是一个等差数列的求和问题(公差为198,项数为100)。当布特纳刚一写完时,高斯也算完并把写有答案的小石板交了上去。E·T·贝尔写道,高斯晚年经常喜欢向人们谈论这件事,说当时只有他写的答案是正确的,而其他的孩子们都错了。高斯没有明确地讲过,他是用什么方法那么快就解决了这个问题。数学史家们倾向于认为,高斯当时已掌握了等差数列求和的方法。一位年仅10岁的孩子,能独立发现这一数学方法实属很不平常。贝尔根据高斯本人晚年的说法而叙述的史实,应该是比较可信的。而且,这更能反映高斯从小就注意把握更本质的数学方法这一特点。高斯的计算能力,更主要地是高斯独到的数学方法、非同一般的创造力,使布特纳对他刮目相看。他特意从汉堡买了最好的算术书送给高斯,说:“你已经超过了我,我没有什么东西可以教你了。”接着,高斯与布特纳的助手巴特尔斯()建立了真诚的友谊,直到巴特尔斯逝世。他们一起学习,互相帮助,高斯由此开始了真正的数学研究。1788年,11岁的高斯进入了文科学校,他在新的学校里,所有的功课都极好,特别是古典文学、数学尤为突出。经过巴特尔斯等人的引荐,布伦兹维克公爵召见了14岁的高斯。这位朴实、聪明但家境贫寒的孩子赢得了公爵的同情,公爵慷慨地提出愿意作高斯的资助人,让他继续学习。布伦兹维克公爵在高斯的成才过程中起了举足轻重的作用。不仅如此,这种作用实际上反映了欧洲近代科学发展的一种模式,表明在科学研究社会化以前,私人的资助是科学发展的重要推动因素之一。高斯正处于私人资助科学研究与科学研究社会化的转变时期。1792年,高斯进入布伦兹维克的卡罗琳学院继续学习。1795年,公爵又为他支付各种费用,送他入德国著名的哥丁根大学,这样就使得高斯得以按照自己的理想,勤奋地学习和开始进行创造性的研究。1799年,高斯完成了博士论文,回到家乡布伦兹维克,正当他为自己的前途、生计担忧而病倒时----虽然他的博士论文顺利通过了,已被授予博士学位,同时获得了讲师职位,但他没有能成功地吸引学生,因此只能回老家,又是公爵伸手救援他。公爵为高斯付诸了长篇博士论文的印刷费用,送给他一幢公寓,又为他印刷了《算术研究》,使该书得以在1801年问世;还负担了高斯的所有生活费用。所有这一切,令高斯十分感动。他在博士论文和《算术研究》中,写下了情真意切的献词:“献给大公”,“你的仁慈,将我从所有烦恼中解放出来,使我能从事这种独特的研究”。1806年,公爵在抵抗拿破仑统帅的法军时不幸阵亡,这给高斯以沉重打击。他悲痛欲绝,长时间对法国人有一种深深的敌意。大公的去世给高斯带来了经济上的拮据,德国处于法军奴役下的不幸,以及第一个妻子的逝世,这一切使得高斯有些心灰意冷,但他是位刚强的汉子,从不向他人透露自己的窘况,也不让朋友安慰自己的不幸。人们只是在19世纪整理他的未公布于众的数学手稿时才得知他那时的心态。在一篇讨论椭圆函数的手搞中,突然插入了一段细微的铅笔字:“对我来说,死去也比这样的生活更好受些。”慷慨、仁慈的资助人去世了,因此高斯必须找一份合适的工作,以维持一家人的生计。由于高斯在天文学、数学方面的杰出工作,他的名声从1802年起就已开始传遍欧洲。彼得堡科学院不断暗示他,自从1783年欧拉去世后,欧拉在彼得堡科学院的位置一直在等待着象高斯这样的天才。公爵在世时坚决劝阻高斯去俄国,他甚至愿意给高斯增加薪金,为他建立天文台。现在,高斯又在他的生活中面临着新的选择。为了不使德国失去最伟大的天才,德国著名学者洪堡( Humboldt)联合其他学者和政界人物,为高斯争取到了享有特权的哥丁根大学数学和天文学教授,以及哥丁根天文台台长的职位。1807年,高斯赴哥丁根就职,全家迁居于此。从这时起,除了一次到柏林去参加科学会议以外,他一直住在哥丁根。洪堡等人的努力,不仅使得高斯一家人有了舒适的生活环境,高斯本人可以充分发挥其天才,而且为哥丁根数学学派的创立、德国成为世界科学中心和数学中心创造了条件。同时,这也标志着科学研究社会化的一个良好开端。高斯的学术地位,历来为人们推崇得很高。他有“数学王子”、“数学家之王”的美称、被认为是人类有史以来“最伟大的三位(或四位)数学家之一”(阿基米德、牛顿、高斯或加上欧拉)。人们还称赞高斯是“人类的骄傲”。天才、早熟、高产、创造力不衰、……,人类智力领域的几乎所有褒奖之词,对于高斯都不过份。高斯的研究领域,遍及纯粹数学和应用数学的各个领域,并且开辟了许多新的数学领域,从最抽象的代数数论到内蕴几何学,都留下了他的足迹。从研究风格、方法乃至所取得的具体成就方面,他都是18----19世纪之交的中坚人物。如果我们把18世纪的数学家想象为一系列的高山峻岭,那么最后一个令人肃然起敬的巅峰就是高斯;如果把19世纪的数学家想象为一条条江河,那么其源头就是高斯。虽然数学研究、科学工作在18世纪末仍然没有成为令人羡慕的职业,但高斯依然生逢其时,因为在他快步入而立之年之际,欧洲资本主义的发展,使各国政府都开始重视科学研究。随着拿破仑对法国科学家、科学研究的重视,俄国的沙皇以及欧洲的许多君主也开始对科学家、科学研究刮目相看,科学研究的社会化进程不断加快,科学的地位不断提高。作为当时最伟大的科学家,高斯获得了不少的荣誉,许多世界著名的科学泰斗都把高斯当作自己的老师。1802年,高斯被俄国彼得堡科学院选为通讯院士、喀山大学教授;1877年,丹麦政府任命他为科学顾问,这一年,德国汉诺威政府也聘请他担任政府科学顾问。高斯的一生,是典型的学者的一生。他始终保持着农家的俭朴,使人难以想象他是一位大教授,世界上最伟大的数学家。他先后结过两次婚,几个孩子曾使他颇为恼火。不过,这些对他的科学创造影响不太大。在获得崇高声誉、德国数学开始主宰世界之时,一代天骄走完了生命旅程。在处理相片的软件 photoshop 中,有一种菜单叫高斯模糊,这种功能对模糊一些不必要的地方很有作用。高斯(Gauss 1777~1855)生於Brunswick,位於现在德国中北部。他的祖父是农民,父亲是泥水匠,母亲是一个石匠的女儿,有一个很聪明的弟弟,高斯这位舅舅,对小高斯很照顾,偶而会给他一些指导,而父亲可以说是一名「大老粗」,认为只有力气能挣钱,学问这种劳什子对穷人是没有用的。高斯很早就展现过人才华,三岁时就能指出父亲帐册上的错误。七岁时进了小学,在破旧的教室里上课,老师对学生并不好,常认为自己在穷乡僻壤教书是怀才不遇。高斯十岁时,老师考了那道著名的「从一加到一百」,终於发现了高斯的才华,他知道自己的能力不足以教高斯,就从汉堡买了一本较深的数学书给高斯读。同时,高斯和大他差不多十岁的助教Bartels变得很熟,而Bartels的能力也比老师高得多,后来成为大学教授,他教了高斯更多更深的数学。老师和助教去拜访高斯的父亲,要他让高斯接受更高的教育,但高斯的父亲认为儿子应该像他一样,作个泥水匠,而且也没有钱让高斯继续读书,最后的结论是--去找有钱有势的人当高斯的赞助人,虽然他们不知道要到哪里找。经过这次的访问,高斯免除了每天晚上织布的工作,每天和Bartels讨论数学,但不久之后,Bartels也没有什麽东西可以教高斯了。1788年高斯不顾父亲的反对进了高等学校。数学老师看了高斯的作业后就要他不必再上数学课,而他的拉丁文不久也凌驾全班之上。1791年高斯终於找到了资助人--布伦斯维克公爵费迪南(Braunschweig),答应尽一切可能帮助他,高斯的父亲再也没有反对的理由。隔年,高斯进入Braunschweig学院。这年,高斯十五岁。在那里,高斯开始对高等数学作研究。并且独立发现了二项式定理的一般形式、数论上的「二次互逆定理」(Law of Quadratic Reciprocity)、质数分布定理(prime numer theorem)、及算术几何平均(arithmetic-geometric mean)。1795年高斯进入哥廷根(G?ttingen)大学,因为他在语言和数学上都极有天分,为了将来是要专攻古典语文或数学苦恼了一阵子。到了1796年,十七岁的高斯得到了一个数学史上极重要的结果。最为人所知,也使得他走上数学之路的,就是正十七边形尺规作图之理论与方法。希腊时代的数学家已经知道如何用尺规作出正 2m×3n×5p 边形,其中 m 是正整数,而 n 和 p 只能是0或1。但是对於正七、九、十一边形的尺规作图法,两千年来都没有人知道。而高斯证明了:一个正 n 边形可以尺规作图若且唯若 n 是以下两种形式之一:1、n = 2k,k = 2, 3,…2、n = 2k × (几个不同「费马质数」的乘积),k = 0,1,2,…费马质数是形如 Fk = 22k 的质数。像 F0 = 3,F1 = 5,F2 = 17,F3 = 257, F4 = 65537,都是质数。高斯用代数的方法解决二千多年来的几何难题,他也视此为生平得意之作,还交待要把正十七边形刻在他的墓碑上,但后来他的墓碑上并没有刻上十七边形,而是十七角星,因为负责刻碑的雕刻家认为,正十七边形和圆太像了,大家一定分辨不出来。1799年高斯提出了他的博士论文,这论文证明了代数一个重要的定理:任一多项式都有(复数)根。这结果称为「代数学基本定理」(Fundamental Theorem of Algebra)。事实上在高斯之前有许多数学家认为已给出了这个结果的证明,可是没有一个证明是严密的。高斯把前人证明的缺失一一指出来,然后提出自己的见解,他一生中一共给出了四个不同的证明。在1801年,高斯二十四岁时出版了《算学研究》(Disquesitiones Arithmeticae),这本书以拉丁文写成,原来有八章,由於钱不够,只好印七章。 这本书除了第七章介绍代数基本定理外,其余都是数论,可以说是数论第一本有系统的着作,高斯第一次介绍「同余」(Congruent)的概念。「二次互逆定理」也在其中。二十四岁开始,高斯放弃在纯数学的研究,作了几年天文学的研究。当时的天文界正在为火星和木星间庞大的间隙烦恼不已,认为火星和木星间应该还有行星未被发现。在1801年,意大利的

翻开科学史册,每位科学家部有着独特的个性、坚定的毅力。黎曼的不同就在于他的独创精神,其创造性的工作,在数学的众多研究领域作出了突出贡献,为世界数学建立了丰功伟绩。

黎曼出生在德国汉诺瓦一个小乡村的清教徒家庭,父亲是一名乡村牧师,并且希望儿子能够继承他的遗志,长大也做一名牧师。按照父亲的意愿,19岁的黎曼进入了哥廷根大学攻读哲学和神学。但是黎曼从小酷爱数学,在中学的时候,他已经显示出了很高的数学才能,据他的数学老师萨马福斯德回忆,黎曼在16岁的时候就全部理解了法国数学家勒让德的《数论》。

当时的哥廷根夫学是世界数学中心之一,其数学教学和数学研究的气氛非常浓。黎曼在学习哲学和神学之余一有时间就去听高斯的最小二乘法及史登恩的定积分的课程,受环境的影响,他决定放弃神学,专攻数学。

1847年,黎曼转入柏林大学,拜贾可比、狱利克雷和史泰勒为师。在那里,他学习了高等代数,数论、积分论和偏微方程及椭圆方程,从此,开始了他研究数学的征程。

两年后,黎曼呈上了博士论文《复变函数论的一般理论的基础》,为多值解析函数的创立奠定了理论基础。高斯看到后欣喜地说:“我许多年前就想写一份像这样的论文。”

1854年是黎曼生命中重要的一年,他不但成为哥廷根大学讲师,还创造性地采用微分几何的途径,创立了黎曼几何,这种处理几何问题的方法和手段是几何史上一场深刻的革命。

在伟大的成果中,黎曼得到了极大地鼓舞。在接下来的几年里,他把所有的精力都投入到了数学研究中,他的研究范围几乎遍及了整个数学领域。

1858年他在一篇关于素数分布的论文中,提出了著名的黎曼猜想。这个猜想提出后,就像珠穆朗玛峰一样屹立在数学王国里,目前已有很多人登上这座世界屋脊,但至今还没有人能证明这个猜想。黎曼也伴随着这个猜想接受着后人的顶礼膜拜。

黎曼的创造性工作在当时未能得到数学界的一致公认,德国数学家克莱因评价他说:“黎曼具有很强的直观,这天份使他超越了当代的数学家。”但他艰深难解的深邃思想和部分工作不够严谨的态度,曾引起了很大的争议。

除在数学研究之外,黎曼还把数学引到了物理研究上,将物理问题抽象出的常微分方程、偏微分方程进行定论研究得到一系列丰硕成果。此外,他还是对冲击波作数学处理的第一个人。

因为长年的贫困和劳累,在1862年婚后不到一个月黎曼就开始患胸膜炎和肺结核,并于1866年病逝。他在数学界仅仅活跃了15年,但他对纯数学的研究作出了划时代的贡献。他去世后,许多数学家对黎曼断言过的定理开始重新论证并取得了辉煌成就。爱因斯坦广义相对论就是建立在黎曼几何的基础之上的。

祖冲之. <<九章算术>>

曼大博士毕业论文

毕业答辩的综合成绩一般会当场给出结果或者一周工作日完成所有毕业答辩的成绩。如果学生在答辩的过程中,评审老师突然中止了学生的答辩,则说明论文的质量不行,.

研究生毕业论文85分属于良好的水平。 众所周知,研究生毕业论文90分以上属于优秀,80——90分属于良好的水平,85分表明该学生的硕士毕业论文写的还不错,属于良好的水平。 研究生毕业论文是研究生学习生涯的一项学业任务,学生要认真完成,通过外审或者盲审,通过毕业答辩才可以。

泰国曼谷大学博士毕业条件通过课程QE考试。泰国教育部规定,博士毕业只需满足三个条件:通过课程QE考试。在全校性期刊上发表论文。通过毕业论文答辩。

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