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而本世纪头十年，中子星合并过程中会出现短爆(持续不到几秒)。两年前，LIGO和Virgo引力波探测器观测到了引力波，NASA费米(Fermi)和ESA的Integral两颗卫星也观测到了短暂爆炸，戏剧性地证实了这一点。关于这些伽马暴仍然有许多谜团，特别令人困惑的是高能辐射是如何产生的。
NASA尼尔·盖恩斯·斯威夫特卫星上的伽马射线探测器探测到了GRB 190114C，这是45亿年前发生在遥远星系的一次明亮爆炸。位于西班牙拉帕尔马的Roque de los Muchachos天文台切伦科夫探测器，在Swift的触发下，转向了爆炸的位置，发现了来自爆炸的超高能量光子(TeV能量)。
超高能量的TeV光子是在瞬间发射后约50秒被观测到，处于所谓的“余辉”阶段，其能量至少是之前从任何爆炸中探测到最高能量光子的10倍。尽管如此，来自下诺夫哥罗德应用物理研究所的叶夫根尼·德里舍夫教授和耶路撒冷希伯来大学的Tsvi Piran教授将这些数据与尼尔·盖恩斯·斯威夫特对低能量(x射线)光子的观测相结合，揭示了发射机制的细节。
在2019年8月1日发表在《天体物理学》上的一篇研究论文中，天文学家指出，辐射一定来自于以倍光速向发射的喷流。高能辐射是由电子加速到喷流内部的TeV级能量而发射。发射过程也可以确定：这是所谓的“逆康普顿机制”，其中超高能电子与低能光子碰撞，并提高能量。值得注意的是，同样的相对论电子也通过同步辐射产生低能量的“种子”光子。
MAGIC已经发现了Rosetta伽马射线爆发，这种独特探测让科学家们首次能够区分不同的发射模型，并发现爆炸的确切条件。现在也能理解为什么过去没有观测到这种辐射。未来的切伦科夫望远镜，比如计划中的切伦科夫望远镜阵列，一个正在建设中的跨国项目，将比MAGIC更加敏感。目前的发现表明，未来还会发现许多类似事件，并将继续揭示这个宇宙之谜。
博科园｜研究/来自：耶路撒冷希伯来大学
参考期刊《天体物理学》
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（4）量子引力理论20世纪基础物理研究的巨大成就，当归功于相对论、量子论与引力论的建立。相对论、量子论和引力论都具有普适性，它们的普适性的一个重要体现分别表现在c、h和G这三个普适常数上。然而，三个理论是否真的具有普适性，还在于它们彼此间的相容性，广义相对论的建立证实了引力论与相对论的相容性。量子理论的发展证明，物质的各种运动形态都遵从量子化的要求，与此同时，一切相对论性场，如电磁场也应是量子化的。在场量子化研究的初期，曾出现了一系列的发散困难。在40年代末，量子化电磁场的发散困难初步通过重正化理论得以解决。发散困难的最根本解决是在60年代完成。弱电统一理论的建立，不仅解决了弱相互作用中的发散困难，而且在类似弱相互作用的框架之中，还可望在强相互作用领域解决相对论与量子论的相容性。最困难的一步就是引力论与量子论的相容，这一步骤的一个主要目标就是建立量子化的引力理论。量子引力理论的研究还起源于广义相对论的奇点问题。由彭罗塞提出，后经霍金和杰罗奇等人最终建立的奇点定理表明，在相当宽的物态条件下，引力场方程的解必定具有奇性。奇性的存在表明，广义相对论属于服从因果律的经典物理范畴，在奇点处，这一理论不再适用。有可能在考虑到引力场的量子性之后，奇性自然消失，这一猜测随后在霍金黑洞蒸发理论中得到了支持。迫使人们研究量子引力理论的第三个动机来源于大统一理论。弱电统一理论已经建成，弱电与强相互作用的大统一理论正是当前的热门课题，研究过程表明，必须同时考虑到它们与引力作用的统一，而这一统一的实质就是建立量子引力理论。经典物理学的理论框架是建立在因果律的基础上的，经典物理学依赖于物理定律和它相应的边界条件，然而当问题涉及到奇点，而这个奇点又不是数学或模型的缺陷由人为造成的时，奇点很难消除，又很难给出合理的边界条件，这就迫使人们必须重新考虑原有的理论。沿着膨胀和暴涨的宇宙反向历程，应用经典宇宙学所给出的框架，回溯宇宙在暴涨之前的状态，很自然地会得到宇宙的尺度将趋于零。这意味着，引力场的强度以及物质场的能量密度将趋于无限大，宇宙是从一个奇点演化而来的，而这个奇点并非由于模型的缺陷人为引起的。早在60年代，彭罗塞和霍金就曾利用整体微分几何证明过①，奇点不仅是高度对称的，而且是广义相对论的必然产物。这意味着，在广义相对论的理论框架之中，不可能找到解决奇点的方案，或者说，尽管广义相对论揭示了时空的引力弯曲，但它对于极高曲率的空间并不适用。量子论的鼻祖普朗克很早就主张，应在所有的自然力之间建立联系。1899年，他首先提出了“普朗克长度”这一普适的这一最小长度Lp，以后又陆续提出了“普朗克时间”tp、“普朗克温度”Tp与“普朗克质量”Mp，它们分别为Lp=(hG/c3）1/2=×10-33cm, tp=(hG/c5)1/2=×10-43s,Mp=(hc/G)1/2=×10-5g，Tp=(hc5/k2G)1/2=×1032K。由于h、c和G三个常量都是相对论不变量，以它们为基准的普朗克自然单位将是不变和唯一的，这一点具有深刻意义。审查上述量的大小不难看出，温度Tp极高，甚至比宇宙大爆炸时刻的温度还高，长度Lp、时间tp却极小，质量Mp也不很大，虽然这些值都是实验室条件下无法得到的，它们却使人们想到，在暴涨之前的宇宙这些是否是可以接近的尺度，因此，应该由一个量子化的广义相对论取代经典广义相对论。本世纪初，量子力学诞生之后，量子力学原理首先用于解释微小系统——原子结构方面的困难，确立了薛定谔方程，同时也得到了有关原子特征的一系列量子力学描述。本世纪60年代以来，当人们试图用量子力学解释巨大的体系——宇宙结构时，却发现它们之间有着惊人的相似①。首先，在具有电磁作用的质子与电子微小体系中，重要自由度r（t）在趋于零时，产生奇点的经典困难，而在具有引力作用的大物质体系中，重要自由度标度因子R（t）在趋于零时，也产生奇点的经典困难；微小电磁体系具有玻尔半径10-8cm的量子长度，而引力作用体系则具有普朗克长度10-33cm的量子长度；微小体系服从薛定谔方程的动力学规律，而引力体系则有惠勒-德维特方程。关于这两个体系间的相似与联系，近年来的研究又有了新的进展。本世纪60～70年代，德维特(DeWitt,.)、米斯纳(Misner,.)和惠勒等人在量子宇宙学方面做出了重要的基础性工作，他们建立了描述宇宙量子特征的惠勒-德维特方程，然而求解这个方程却面临边界条件的确立。因为最初宇宙究竟处于什么状态仍然不能确定。D、宇宙学的进展在物理学研究深入发展的同时，人们也在力求对时空大尺度上，即从整体上认识宇宙。宇宙的起源、结构和演化都是人们关心的课题。物理学与高科技的结合，创造了口径相当于25米的巨型光学望远望、空间X射线和红外线望远镜以及地域甚大的天线阵列射电望远镜，这不仅使人们观测宇宙的窗口从红外、可见光一直延伸到X射线和γ射线整个波段，还使观测宇宙的时空尺度伸展到了170亿光年。如今，在人类面前，已展现出一幅生动壮丽的宇宙画面。以现代高能粒子物理与广义相对论为基础建立起来的理论宇宙学，已能从理论上描述出从原始火球大爆炸，到星系形成和演化的整个过程。大爆炸模型已经由现代天文学的观测，如河外星系谱线红移、3K微波背景辐射以及氦丰度等得到了一定的证实。与此同时，在解决这一模型自身的问题，如视界问题、平坦性问题和磁单极问题等的过程中，与高能物理真空相变理论相结合，又发展成更为完善的暴胀宇宙模型。虽然具有暴胀机制的大爆炸模型为宇宙学的发展奠定了基础，然而随着量子引力理论的发展，有关量子宇宙学的一系列更深层次的问题，如宇宙时空拓扑结构、基本耦合常数的真空参数问题、宇宙常数的动力学解释等，又引起了更新一轮的激烈争论。这场理论研究的重要进展的源头，即把世人的目光从一般天体引向宇宙整体的就是哈勃定律的建立。1.哈勃定律与膨胀的宇宙研究表明，宇宙的年龄、演变及结局，在很大的程度上决定于它的膨胀速率。对宇宙膨胀的观测大体分成两个方面，这就是测定星系的运动速率与测定地球到星系的距离。前者关系到宇宙的形成模型及有关理论的发展，而后者则是估算天体亮度、质量和大小的重要依据，然而无论哪一种，都取决于哈勃常数的测量。哈勃常数已成为近代宇宙学中最重要的基本常数之一。20世纪初，几台口径1米的大型望远镜陆续建造成功，它们为河外星系的系统观测创造了条件。美国天文学家哈勃(Hubble,EdwinPowell1889～1953)在这种条件下，为现代天文学与宇宙学做出了重要的贡献。哈勃1910年毕业于芝加哥大学天文学系，后到英国牛津大学读书，在那里获得法律学硕士学位。1914年至1917年在耶基斯天文台攻读天文学博士学位。第一次世界大战期间，曾在法国服役，战后在威尔逊山天文台从事星系的观测研究。当时的威尔逊山天文台已建成100英寸的天文望远镜。利用这台望远镜，哈勃把观测的目标集中在他所称的“一片片的亮雾”之上，这就是星云。与哈勃同时代的一些天文学家也在对这些星云做了大量的观测工作，例如在里克天文台工作的美国天文学家柯蒂斯(Curtis,HeberDoust1872～1942)致力于河外星系的研究，他借助对新星的观测及利用星系角大小估算距离，认为所观测到的绝大部分星云都属于河外星系。热衷于星系观测与研究的还有美国天文学家沙普利(Shap-ley,Harlow1885～1972)，他曾任美国哈佛大学天文台台长，1915～1920年间，曾用威尔逊山天文台100英寸望远镜研究旋涡星云，他利用勒维特(Leavitt,HenriettaSwan1868～1921)发现的造父变星作为量天尺，确定了这些星云的距离，认为它们大约距太阳5万光年左右，应该属于银河系，因此将银河系的尺度扩展到原有的3倍。沙普利还第一个提出，太阳系不处在银河系的中心，虽然他把太阳从银河系的中心地位赶了下来，却又把银河系放到了宇宙的中心之上。柯蒂斯的看法则不同，他认为宇宙中充满着大量的像银河系那样的恒星系统。1920年，在美国国家科学院，柯蒂斯与沙普利的两种不同观点正式交锋，虽然在这场论战中柯蒂斯占了上风，却并未有得出公认一致的结论，直到三年后，哈勃给出的观测事实，才使上述论战有了决定性的结果。1923年，威尔逊山天文台建成了米口径的天文望远镜，哈勃利用它在仙女座星云外缘找到一颗造父变星，根据其光变周期与光度之间的关系，他推断出该星的距离为15万秒差距（实际为80万秒差距），比沙普利的银河系要大得多。这表明，仙女座大星云是一个河外星系，从而结束了河外天体是否存在的辩论，使天文学家的研究领域迈出了银河系。与哈勃同时代的另一位天文学家斯里弗(Slipher,VestoMelvin 1875～1969)也对星云研究感兴趣。他对星系光谱做了大量的观测。1921年，他首先把多普勒-斐索效应用于仙女座大星云，发现所观测到的星系光谱波长大多比实验室观测到的要长，这表明，这些星云都在远离地球退行，其退行速度大大地高于恒星的视向速度。 1929年，在同行们研究成果的基础上，哈勃仅以24个已知距离星系的观测资料为依据，做出了速率-距离的关系图。图中显示速率与距离值成正比，即vr=H0r，vr为星系对银河系的视向速率，上式即为哈勃定律，式中的常数H0就是哈勃常数，由这一常数得到的宇宙年龄H0-1=×108年，该值恰与当时用散射方法观察到的地壳中古老岩石年龄×108年惊人地一致，哈勃的结果，很快地得到认同。哈勃的这一结果，不仅证明了整个宇宙处于膨胀之中，而且这种膨胀速度与距离r成正比，因而既是处处没有中心又是处处为中心的。为了扩展观测的范围，需要能观测到更为遥远星系团中的星系。由于工作量的骤增，哈勃开始与赫马逊(Huma-son,MiltonLaSalle1891～1972)合作。哈勃负责测量星系的亮度，赫马逊负责测量红移量。赫马逊并非科班出身，最初只是威尔逊山天文台的一位看门人，工作之便使他热爱上了天文学，在为别人假期代班的天文观测中，显示了他出众的才华和娴熟的观测技巧，不久即正式投入天文学研究。在哈勃去世后，他继续了哈勃的天文观测事业，1956年，他又与其他人合作，利用观测到的资料，改进了哈勃定律，因而与勒梅特和盖莫夫的大爆炸理论取得了一致。2.哈勃常数值修正的三次高潮从原理上看，似乎哈勃常数的测定是简单的，即只要测出星系距离与退行速率，即可由哈勃定律得到哈勃常数。然而在实际上并非如此，星系的速率可以直接从谱线红移获得，可是距离的测量却是既困难又复杂的。对于1000万光年以内附近星系的距离，天文学家们的测量结果都比较一致，这种测量以造父变星为量天尺进行。1908年，在哈佛天文台工作的勒维特在南非观测时发现，造父变星的亮度周期性变化，光变周期越长，平均亮度也越大。这一发现具有不寻常的意义，因为观察亮度变化的整个过程，就可以得到光变周期和视亮度，随后即可计算得到它的绝对亮度。再根据距离加大，视亮度递减的关系，即可由绝对亮度与视亮度之比，确定造父变星的距离。因此，把造父变星作为量天尺，利用三角视差法，逐步扩大测量范围，不仅可以量出银河系的大小，还能测量出各河外星系的大小和距离。在20年代，哈勃用造父变星证实了银河系以外还存在有其它星系以后，从30年代到50年代，哈勃与桑德奇（Sandage，Allen Rex 1926～）等人，又在附近星系中寻找更多的造父变星以确立更新的量天尺，为此做了大量的工作。他们成功地测量了十几个星系的距离，改进了确定哈勃常数的基础。最初的哈勃常数值为H0=550千米/秒/百万秒差距（以下单位略）。1936年，考虑到星际消光因素，哈勃常数被修定为H0=526。在最初，这一数值被认为是准确的，因为按H0-1得到的宇宙年龄恰好与当时的地质观测结果相一致。二战之后，利用造父变星为量天尺，使哈勃常数逐渐得到了修正。1952年，在威尔逊山帕洛马文天台工作的旅美德国天文学家巴德（Baade，Walter 1893～1960）掀起了哈勃常数修正的第一个高潮。这次高潮是由修改量天尺引起的。此时，帕洛马天文台5米口径天文望远镜建成并开始运转。巴德利用他的精确而系统的测量，不仅在仙女星座中找到了300个以上的造父变星，而且还发现恒星分为两种星族，每一星族都有自己的造父变星，它们只适用于附近星系，而原有哈勃定律所针对的则都是建立在第一星族基础上的造父变星。随着对造父变星周光曲线的修定，随着观测尺度的加大，必须更换原有哈勃常数测定中的量天尺。经巴德计算，遥远星系的距离比原来的估计值增加了一倍，哈勃常数将比原来减小一倍。1952年，巴德在罗马举行的第8届国际天文学大会上，宣布了他的结果，H0=260。哈勃常数修正的第二个高潮由哈勃的接班人桑德奇掀起。桑德奇是一位著名的实测天文学家，从1956年开始，他在帕洛马天文台对哈勃常数进行了系统的测量工作。在几年的时间内，他得到了600多个星系的数据，最大的红移量值达到Z=，所得到的哈勃常数值为H0=180。在此基础上，桑德奇又对哈勃常数做了进一步的修正，他们再度更换量天尺并把观测范围进一步加大，此时原有确定距离的方法已不再适用，因为当星系距离达到了几百万秒差距时，望远镜已无法区分星系中单个的星，必须寻找代替造父变星做为新距离标准的“指示体”。他们通过天体的绝对星等和视星等的关系，先确定指示体的距离，再由指示体确定星系距离。他们认为能作为距离指示体的有，造父变星、HⅡ区、球状星云、超新星和椭圆星系等。1961年，桑德奇在美国伯克利召开的国际天文学大会上宣布，总估各种测量结果，哈勃常数值应在75与113之间，最或然值为H=98±15，一般可取为100。这一结果表明，宇宙的尺度要比人们早期预期结果远大得多。进入70年代以来，哈勃常数的测定日益受到天文学家们的重视，对它的测量方法也更加系统，测量的精度也日益提高，因而形成了哈勃常数修正的第三次高潮。然而，这次修正高潮之后，局面却日益复杂化。哈勃常数的各次测量值越来越多地接近高低两个值上。桑德奇和他的合作者塔曼得到的值是50，而德克萨斯大学的德瓦科列尔（de Vaucouleurs）的结果却是100，两个值的测量方法都是以造父变星为起点，其后选用不同距离的指示体进行的，结果竟然相差一倍，不仅出现了哈勃常数纷争的局面，也使人们在实际运算中，出现了任意选择的局面，有人选取50，有人选取100，还有人选择平均值75，虽然这些值的选取都具有权威性，但是仍无法最后判定哪一个最准确。目前，对哈勃常数做出裁决为时尚早，但是，从其它方面得到的佐证中，仍然可以提出带有倾向性的意见。根据哈勃常数值，宇宙的哈勃年龄应为t0=×109年和t9=×109年。然而宇宙的年龄还有其它的估算方法。一种方法是测量矿石中放射性元素的含量，根据其半衰期加以估算。对各种放射性元素综合测量的结果，所给出的宇宙年龄是1×1010另一种较为有效的方法是测定球状星团的年龄。根据球状星团的赫罗图，得出它们的年龄在（10～20）×1010综合这些从不同角度得到的估算结果，宇宙的年龄不超过200亿年，这表明取小值哈勃常数更符合实际。由于哈勃常数已成为近代宇宙学中最重要也最基本的常数之一，近年来，对它的研究已成为十分活跃的课题。正式发表的有关哈勃常数的论文已有数百篇。1989年，著名天体物理学家范登堡（Van den Bergh）为天文学和天体物理评论杂志撰写了一篇权威性论文①，它综述了截止到80年代末所有关于哈勃常数的测量和研究结果，最后认为，哈勃常数的取值应为H0=67±8。3．多余天线温度的发现1963年初，在贝尔实验室工作的年青物理学家彭齐亚斯（Penzias，Arno Allan 1933～）和射电天文学家威尔逊（Wilson，Robert Woodrow 1936～）合作，测量银河系内高纬星系的银晕辐射。他们所使用的射电望远镜原是用于接收人造卫星“回声号”回波用的大喇叭口天线加辐射计制成。他们还采用了当时噪音最低的红宝石行波微波激射器，并利用液氦致冷的波导管作为参考噪音源，因为它能产生功率确定的噪音以作为噪音的基准，使噪音的功率可以用等效的温度表示。由于当时的手头正好有一台的红宝石行波微波激射器，他们就先在7cm波段上开始了天线的测试工作。彭齐亚斯和威尔逊的测量结果①表明，天线的等效温度约为±，天线自身的温度为±，其中大气贡献为±，天线自身欧姆损耗和背瓣响应的贡献约为1K，扣除这些因素，最后得到，天线存在有多余噪音，它的等效温度约为±1K。尽管他们采用了各种措施，把各种估计到的噪音来源尽量消除，这个多余噪音的等效温度值依然存在，它不仅稳定，而且均匀无偏振，在任何方向都能接收到。彭齐亚斯和威尔逊观测到天线多余噪音温度现象，带有一定的偶然性，因为实验并没有在理论的预言或指导下进行。然而可贵的是，他们重视观测的结果，忠实于原始资料，不但没有轻易放弃偶然观测到的现象，反而抓住它们一追到底。并想方设法挖掘观测事实背后的意义，这就使他们能不失时机地做出重大发现。在这一成功之中，更难能可贵的是贝尔实验室对实验工作的支持。这一当今最大的工业实验室，拥有数千名才华出众的科技工作者，他们在进行电话、电报技术发展与开发业务的同时，始终重视基础科学，特别是基础物理学的研究工作。它在世界通讯事业中起着中流砥柱的作用，在物理学的研究中，也取得了许多令世人瞩目的成果，例如，在天体物理学方面，1931年，贝尔实验室的电信工程师央斯基（Jansky，Kart Guthe 1905～1950）首先发现了来自银心的周期性噪音射电辐射，从此开创了射电天文学的新领域。这次彭齐亚斯与威尔逊的观测是贝尔实验室与国家射电天文观测台合作进行，贝尔实验室远见卓识地从人力、设备与资金上给予了大力支持，提供了当时世界一流的灵敏毫米波谱线射电望远镜、热电子辐射计、液氦致冷参照噪音源，为实验的成功起到了至关重要的作用。4．宇宙微波背景辐射的证实在与彭齐亚斯、威尔逊实验观测的同时，另一些人也在对同一目标搜寻着。他们是以迪克（Dicke，Robert Henry 1916～）为首的普林斯顿大学的一个研究小组，正在开展一项有关宇宙学的探索性研究。1941年，迪克从罗彻斯特大学获得博士学位。1946年前，他在普林斯顿大学物理系执教。迪克成名于他的一项重要成果——标量-张量场论的提出①。这一理论与爱因斯坦的引力理论并驾齐驱，也能成功地解释引力研究中的一些观测现象，以致在引力场研究中，谁是谁非还一时难见分晓。在60年代，随着宇宙学研究的兴起，迪克对伽莫夫的宇宙原始大爆炸理论产生了浓厚的兴趣。他曾设想，至今宇宙应残存有大爆炸的遗迹，例如宇宙早期炽热高密时期残留的某种辐射。他与他的合作者认为，这种辐射有可能是一种可观测到的射电波②。迪克建议罗尔（Roll，.）和威尔金森（Wilkinson，.）进行观测，还建议皮布尔斯（Peebles，.）对此进行理论分析。皮布尔斯等人在1965年3月所发表的论文中①明确指出，残存的辐射是一种可观测的微波辐射。叙述了极早期宇宙中重元素分解后，轻元素重新产生的图景。皮布尔斯后来在霍普金斯大学做过的一次学术报告中，也阐明了这个想法。1965年，彭齐亚斯在给麻省理工学院射电天文学家伯克（Burke，B.）的电话中，告之他们难以解释的多余天线噪音，伯克立即想起了在卡内基研究所工作的一个同事特纳（Turner，K.）曾提到过的皮布尔斯的那次演讲，就建议彭齐亚斯与迪克小组联系。就这样，实验上和理论上的两大发现由此汇合并推动事态迅速地发展起来。先是彭齐亚斯与迪克通了电话，随即迪克寄来一份皮布尔斯等人论文的预印本，接着迪克及其同事访问了彭齐亚斯和威尔逊的实验基地，他们在离普林斯顿大学只有几英里之遥的克劳福德山讨论了观测的结果之后，双方协议共同在《天体物理学》杂志上发表了两篇简报，一篇是迪克小组的理论文章《宇宙黑体辐射》②，另一篇是彭齐亚斯与威尔逊的实验报导《在4080MHz处天线多余温度的测量》③，虽然后一篇论文考虑到自己尚未在宇宙论方面做出什么工作，出于慎重，论文并未涉及背景辐射宇宙起源的理论，只是提到“所观察到的多余噪音温度的一种可能解释，由本期Dicke、Peebles、Roll和Wikinson所写的另一篇简讯中给出”，但是，两篇论文分别从理论与实验的不同角度表述的研究成果竟如此珠联璧合，不能不令人惊叹。两篇论文发表后，引起了极大的反响。人们意识到，如果能给出天线多余温度确实来自宇宙背景辐射的证明，这个成果对宇宙学的发展的影响将是不可估量的。根据理论分析，早期宇宙极热状态下的光辐射是处于热平衡状态下的，它应具有各向同性且热辐射能量密度分布遵守普朗克定律等特点。随着宇宙的热膨胀，宇宙逐渐冷却，残存的光辐射谱仍应保持普朗克分布。彭齐亚斯与威尔逊所检验到的辐射是否遵从这一分布，应是检验天线多余温度是否来源于宇宙背景辐射的一项重要标准。从1965年到70年代的中期的近十年时间里，不少研究小组相继完成了各种测试。迪克小组在波段上得到了±，夏克斯哈夫特和赫威尔在上测得±，彭齐亚斯和威尔逊在上测得±。然而3K黑体辐射的峰值应在附近，为取得附近的测量值，康奈尔大学的火箭小组和麻省理工学院的气球小组的高空观测结果是，在远红外区有相当于3K的黑体辐射。加州大学伯克利分校的伍迪小组用高空气球测出，在到波段，有的黑体辐射。至此，实验结果与理论已得到极好的符合，彭齐亚斯和威尔逊观测到的多余天线温度确实是宇宙微波背景辐射，这种辐射在宇宙各处的各向同性、无偏振、具有大约3K的黑体谱。这项成果对宇宙学的研究具有重大意义，为此，彭齐亚斯和威尔逊获得了1978年诺贝尔物理学奖。
浩瀚的宇宙魅力无穷，它吸引着无数的科学志士为之求索探秘。千百年来，人们为了认识天体和宇宙的奥秘，不屈不挠地探求着。伟大的波兰天文学家哥白尼有一句名言：“人类的天职是勇于探索”，中国古代诗人屈原说过：“路漫漫，其修远兮，吾将上下而求索”，可见探索天文知识是人类永恒的科学主题。 天文学是人类运用所掌握的最新的物理学、化学、数学等知识以及最尖端的科学技术手段，对宇宙中的恒星、行星、星系以及其它像黑洞等天文现象进行专业研究的一门科学.它是一门集人类智慧之大成的综合系统。 天文学主要研究天体的分布、运动、位置、状态、结构、组成、性质及起源和演化。随着天文学的发展，人类的探测范围由目测的太阳、月球、天空中的星星到达了距地球约100亿光年的距离，根据尺度和规模，天文学的研究对象可以分为：行星层次，恒星层次以及整个宇宙。 天文学的一个重大课题是各类天体的起源和演化。天文学和其他学科一样，都随时同许多邻近科学互相借鉴，互相渗透。天文观测手段的每一次发展，又都给应用科学带来了有益的东西。 天文学的研究对于我们的生活有很大的实际意义，对于人类的自然观有很大的影响。古代的天文学家通过观测太阳、月球和其他一些天体及天象，确定了时间、方向和历法。这也是天体测量学的开端。如果从人类观测天体，记录天象算起，天文学的历史至少已经有5、6千年了。天文学在人类早期的文明史中，占有非常重要的地位。埃及的金字塔、欧洲的巨石阵都是很著名的史前天文遗址。哥白尼的日心说曾经使自然科学从神学中解放出来；康德和拉普拉斯关于太阳系起源的星云说，在十八世纪形而上学的自然观上打开了第一个缺口。 牛顿力学的出现，核能的发现等对人类文明起重要作用的事件都和天文研究有密切的联系。当前，对高能天体物理、致密星和宇宙演化的研究，能极大地推动现代科学的发展。对太阳和太阳系天体包括地球和人造卫星的研究在航天、测地、通讯导航等部门中都有许多应用。
天体物理学是应用物理学的技术、方法和理论，研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的天文学分支学科。
天体物理学专业培养符合国家建设需要，为祖国和人民服务的，具有良好道德品质和科学素质的，具有集体主义精神，实事求是，追求真理，献身科学教育事业的，具有宽厚和扎实基础知识和良好实验科研能力的天体专门人才和高等院校师资。
获得本专业硕士学位的研究生应掌握天体物理学科坚实、宽厚的基础知识 ，较全面和深入的专业知识，熟悉本专业研究方向的发展前沿和热点。硕士论文选题时，应对国内外研究现状进行较全面的调研和分析，在此基础上，完成具有创造性的研究成果。熟练掌握一门外语，包括专业阅读和写作，以及能用外语进行简单的学术交流。
补充资料：
1、天体物理学具体专攻包括。
行星天文学：以行星为研究目标，除了物理学外也要涉及大气科学、地质学和生物学的知识。
恒星天文学：研究恒星、星云和黑洞。
太阳天文学：专门深入研究太阳。
星系天文学：研究星系。
宇宙学：研究大尺度上的宇宙，及大爆炸之后的宇宙演化史。
天体测量学：研究天体运行的精确计算，预测日食或流星雨等现象，是天文学最古老的分支。
2、天体物理学专业的研究方向。
本专业分六个方向。方向一：引力效应，研究的内容为经典引力效应和量子引力效应；方向二：黑洞，研究的内容为黑洞可观测效应，黑洞演化和黑洞热力学；方向三：宇宙学。研究的内容为暴涨宇宙学和量子宇宙学；方向四：相对天体物理，研究的内容为致密天体引力性质；方向五：星系形成和演化，研究的内容为星系的形成，星系的演化；方向六：致密天体，研究的内容为白矮星和中子星。
高能天体物理学（high-energyastrophysics）是研究发生在宇宙天体上的高能现象和高能过程的学科，是理论天体物理学的一个分支学科。这里的高能现象或高能过程一般是指下述两种情形：①所涉及的能量同物体的静止质量相对应的能量来比，不是一个可忽略的小量；②有高能粒子或高能光子参与的现象或过程。随着类星体、脉冲星、宇宙X射线源、宇宙γ射线源等的相继发现，空间技术和基本粒子探测技术在天文观测中的广泛应用，以及高能物理学对天体物理学的不断渗透，对宇宙中高能现象和高能过程的研究便日益活跃起来。20世纪60年代人造地球卫星被送上太空以后，对宇宙天体的辐射过程的研究从可见光、射电扩展到X射线、γ射线等高能电磁辐射波段。在高能辐射波段，电磁辐射的波长短到接近或小于一个原子的大小，此时的辐射可像粒子一样深入到物质深层而不再具有光波的反射、折射等波动特性，从而又被称为高能光子。公式E=hν=hc/λ描述了这种电磁辐射的波粒二象性，适用于整个电磁波谱上光子的能量E、波长λ和频率ν之间的关系。如一个波长为4,000埃（1埃=纳米）的蓝光光子的能量为电子伏；一个波长为1埃的X射线光子能量则为千电子伏；而一个波长小于原子核大小（十万分之一埃）的高能γ射线光子，能量可高于千兆电子伏。因此，这里所说的“高能”，首先是指单个光子的能量高，其次是指辐射的总能量比一般恒星、星系的辐射要大的多，如活动星系核、宇宙γ射线暴等。中文名：高能天体物理学外文名：high-energyastrophysics特征：研究宇宙天体高能现象和高能过程大类：物理学
浅论天文天文学历史 天文学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时代。远古时代，人们为了指示方向、确定时间和季节，而对太阳、月亮和星星进行观察，确定它们的位置、找出它们变化的规律，并据此编制历法。从这一点上来说，天文学是最古老的自然科学学科之一。 古时候，人们通过用肉眼观察太阳、月亮、星星来确定时间和方向，制定历法，指导农业生产，这是天体测量学最早的开端。早期天文学的内容就其本质来说就是天体测量学。从十六世纪中期哥白尼提出日心体系学说开始，天文学的发展进入了全新的阶段。此前包括天文学在内的自然科学，受到宗教神学的严重束缚。哥白尼的学说使天文学摆脱宗教的束缚，并在此后的一个半世纪中从主要纯描述天体位置、运动的经典天体测量学，向着寻求造成这种运动力学机制的天体力学发展。 十八、十九世纪，经典天体力学达到了鼎盛时期。同时，由于分光学、光度学和照相术的广泛应用，天文学开始朝着深入研究天体的物理结构和物理过程发展，诞生了天体物理学。 二十世纪现代物理学和技术高度发展，并在天文学观测研究中找到了广阔的用武之地，使天体物理学成为天文学中的主流学科，同时促使经典的天体力学和天体测量学也有了新的发展，人们对宇宙及宇宙中各类天体和天文现象的认识达到了前所未有的深度和广度。 天文学就本质上说是一门观测科学。天文学上的一切发现和研究成果，离不开天文观测工具——望远镜及其后端接收设备。在十七世纪之前，人们尽管已制作了不少天文观测仪器，如中国的浑仪、简仪，但观测工作只能靠肉眼。1608年，荷兰人李波尔赛发明了望远镜，1609年伽里略制成第一架天文望远镜，并作出许多重要发现，从此天文学跨入了用望远镜时代。在此后人们对望远镜的性能不断加以改进，以期观测到更暗的天体和取得更高的分辨率。1932年美国人央斯基用他的旋转天线阵观测到了来自天体的射电波，开创了射电天文学。1937年诞生第一台抛物反射面射电望远镜。之后，随着射电望远镜在口径和接收波长、灵敏度等性能上的不断扩展、提高，射电天文观测技术为天文学的发展作出了重要的贡献。二十世纪后50年中，随着探测器和空间技术的发展以及研究工作的深入，天文观测进一步从可见光、射电波段扩展到包括红外、紫外、X射线和γ射线在内的电磁波各个波段，形成了多波段天文学，并为探索各类天体和天文现象的物理本质提供了强有力的观测手段，天文学发展到了一个全新的阶段。而在望远镜后端的接收设备方面，十九世纪中叶，照相、分光和光度技术广泛应用于天文观测，对于探索天体的运动、结构、化学组成和物理状态起了极大的推动作用，可以说天体物理学正是在这些技术得以应用后才逐步发展成为天文学的主流学科。 人类很早以前就想到太空畅游一番了。1903年人类在地球上开设了第一家月亮公园。花50美分就能登上一个雪茄状、带翼的车，然后车身剧烈摇晃，最后登上一个月亮模型。 同一年，莱特兄弟在空中哒哒作响地飞行了59秒，同时一位名为康斯坦丁·焦乌科夫斯基、自学成才的俄罗斯人发表了题为《利用反作用仪器进行太空探索》的文章。他在文内演算，一枚导弹要克服地球引力就必须以1．8万英里的时速飞行。他还建议建造一枚液体驱动的多级火箭。 50年代，有一个公认的基本思想是，哪个国家第一个成功地建立永久性宇宙空间站，它迟早就能控制整个地球。冯·布劳恩向美国人描述了洲际导弹、潜艇导弹、太空镜和可能的登月旅行。他曾设想建立一个经常载人的、并能发射核导弹的宇宙空间站。他说：“如果考虑到空间站在地球上所有有人居住的地区上空飞行，那么人们就能认识到，这种核战争技术会使卫星制造者在战争中处于绝对优势地位。 1961年，加加林成为进入太空的第一人。俄国人用他说明，在天上飞来飞去的并不是天使，也不是上帝。美国约翰·肯尼迪竞选的口号是“新边疆”。他解释说：“我们又一次生活在一个充满发现的时代。宇宙空间是我们无法估量的新边疆。”对肯尼迪来说，苏联人首先进入宇宙空间是“多年来美国经历的最惨痛的失败”。唯一的出路是以攻为守。1958年美国成立了国家航空航天局，并于同年发射了第一颗卫星“探险者”号。1962年约翰·格伦成为进入地球轨道的第一位美国人。 许多科学家本来就对危险的载人太空飞行表示怀疑，他们更愿意用飞行器来探测太阳系。 而美国人当时实现了突破：三名宇航员乘“阿波罗号”飞船绕月球飞行。在这种背景下，计划在1969年1月实现的两艘载人飞船的首次对接具有特殊的意义。 20世纪的80年代，苏联的第三代空间站“和平”号轨道站使其航天活动达到高峰，都让美国人感到眼热。“和平”号被誉为“人造天宫”，1986年2月20日发射上天，是迄今人类在近地空间能够长期运行的唯一载人空间轨道站。它与其相对接的“量子1号”、“量子2号”、“晶体”舱、“光谱”舱、“自然”舱等舱室形成一个重达140吨、工作容积400立方米的庞大空间轨道联合体。在这一“太空小工厂”相继考察的俄罗斯和外国宇航员有106名，进行的科考项目多达万个，重点项目600个。 在“和平”号进行的最吸引人的实验是延长人在太空的逗留时间。延长人在空间的逗留时间是人类飞出自己的摇篮地球、迈向火星等天体最为关键的一步，要解决这一难题需克服失重、宇宙辐射及人在太空所产生的心理障碍等。俄宇航员在这方面取得重大进展，其中宇航员波利亚科夫在“和平”号上创造了单次连续飞行438天的纪录，这不能不被视为20世纪航天史上的一项重要成果。在轨道站上进行了诸如培养鹌鹑、蝾螈和种植小麦等大量的生命科学实验。 如果将和平号空间站看作人类的第三代空间站，国际空间站则属于第四代空间站了。国际空间站工程耗资600多亿美元，是人类迄今为止规模最大的载人航天工程。它从最初的构想和最后开始实施既是当年美苏竞争的产物，又是当前美俄合作的结果，从侧面折射出历史的一段进程。 国际空间站计划的实施分3个阶段进行。第一阶段是从1994年开始的准备阶段，现已完成。这期间，美俄主要进行了一系列联合载人航天活动。美国航天飞机与俄罗斯“和平”号轨道站8次对接与共同飞行，训练了美国宇航员在空间站上生活和工作的能力；第二阶段从1998年11月开始：俄罗斯使用“质子－K”火箭把空间站主舱——功能货物舱送入了轨道。它还担负着一些军事实验任务，因此该舱只允许美国宇航员使用。实验舱的发射和对接的完成，将标志着第二阶段的结束，那时空间站已初具规模，可供3名宇航员长期居住；第三阶段则是要把美国的居住舱、欧洲航天局和日本制造的实验舱和加拿大的移动服务系统等送上太空。当这些舱室与空间站对接后，则标志着国际空间站装配最终完成，这时站上的宇航员可增至7人。 美、俄等15国联手建造国际空间站，预示着一个各国共同探索和和平开发宇宙空间的时代即将到来。不过，几十年来载人航天活动的成果还远未满足他们对太空的渴求。“路漫漫其休远兮，吾将上下而求索”，人类一直都心怀征服太空的欲望和和平利用太空资源的决心。1998年11月，人类第一个进入地球轨道的美国宇航员、77岁的老格伦带着他未泯的雄心再次踏上了太空征程，这似乎在告诉人类：照此下去，征服太空不是梦。 [编辑本段]天文学概况 天文和气象不同，它的研究对象是地球大气层外各类天体的性质和天体上发生的各种现象——天象，而气象研究的对象是地球大气层内发生的各种现象——气象。 天文学所研究的对象涉及宇宙空间的各种物体，大到月球、太阳、行星、恒星、银河系、河外星系以至整个宇宙，小到小行星、流星体以至分布在广袤宇宙空间中的大大小小尘埃粒子。天文学家把所有这些物体统称为天体。地球也是一个天体，不过天文学只研究地球的总体性质而一般不讨论它的细节。另外，人造卫星、宇宙飞船、空间站等人造飞行器的运动性质也属于天文学的研究范围，可以称之为人造天体。 宇宙中的天体由近及远可分为几个层次：(1)太阳系天体：包括太阳、行星（包括地球）、行星的卫星（包括月球）、小行星、彗星、流星体及行星际介质等。(2)银河系中的各类恒星和恒星集团：包括变星、双星、聚星、星团、星云和星际介质。(3)河外星系，简称星系，指位于我们银河系之外、与我们银河系相似的庞大的恒星系统，以及由星系组成的更大的天体集团，如双星系、多重星系、星系团、超星系团等。此外还有分布在星系与星系之间的星系际介质。 天文学还从总体上探索目前我们所观测到的整个宇宙的起源、结构、演化和未来的结局，这是天文学的一门分支学科——宇宙学的研究内容。天文学按照研究的内容还可分为天体测量学、天体力学和天体物理学三门分支学科。 天文学始终是哲学的先导，它总是站在争论的最前列。作为一门基础研究学科，天文学在不少方面是同人类社会密切相关的。时间、昼夜交替、四季变化的严格规律都须由天文学的方法来确定。人类已进入空间时代，天文学为各类空间探测的成功进行发挥着不可替代的作用。天文学也为人类和地球的防灾、减灾作着自己的贡献。天文学家也将密切关注灾难性天文事件——如彗星与地球可能发生的相撞，及时作出预防，并作出相应的对策。[编辑本段]太阳系 （注：在2006年8月24日于布拉格举行的第26界国际天文联会中通过的第5号决议中,冥王星被划为矮行星，并命名为小行星134340号，从太阳系九大行星中被除名。所以现在太阳系只有八大行星。文中所有涉及“九大行星”的都已改为“八大行星”。） 太阳系（solar system）是由太阳、8颗大行星、66颗卫星以及无数的小行星、彗星及陨星组成的。 行星由太阳起往外的顺序是：水星（mercury）、金星（venus）、地球（earth）、火星（mars）、木星（jupiter）、土星（saturn）、天王星（uranus）和海王星（neptune）。 离太阳较近的水星、金星、地球及火星称为类地行星（terrestrial planets）。宇宙飞船对它们都进行了探测，还曾在火星与金星上着陆，获得了重要成果。它们的共同特征是密度大（大于克/立方厘米）、体积小、自转慢、卫星少、主要由石质和铁质构成、内部成分主要为硅酸盐（silicate）并且具有固体外壳。 离太阳较远的木星、土星、天王星及海王星称为类木行星（jovian planets）。宇宙飞船也都对它们进行了探测，但未曾着陆。它们都有很厚的大气圈、主要由氢、氦、冰、甲烷、氨等构成、质量和半径均远大于地球，但密度却较低，其表面特征很难了解，一般推断，它们都具有与类地行星相似的固体内核。 在火星与木星之间有100000个以上的小行星（asteroid）（即由岩石组成的不规则的小星体）。推测它们可能是由位置界于火星与木星之间的某一颗行星碎裂而成的，或者是一些未能聚积成为统一行星的石质碎块。陨星存在于行星之间，成分是石质或者铁质。 星，距离(AU)，半径(地球)，质量(地球)，轨道倾角(度)，轨道偏心率，倾斜度，密度(g/cm3) 太 阳，0 ，109 ，332,800 ，--- ，--- ，--- ， 水 星 ， ， ， ，7 ， ，° ， 金 星 ， ， ， ， ， ，° ， 地 球 ， ， ，， ， ，° ， 火 星 ，， ， ， ，， ° ， 木 星 ， ， ，318 ， ， ，° ， 土 星 ，， ，95 ， ， ，° ， 天王星 ，， ，17 ， ， ，° ， 海王星 ， ， ，17 ， ， ，° ， 行星离太阳的距离具有规律性，即从离太阳由近到远计算，行星到太阳的距离（用a表示）a=*2n-2（天文单位）其中n表示由近到远第n个行星（详见上表） 地球、火星、木星、土星、天王星、海王星的自转周期为12小时到一天左右，但水星、金星自转周期很长，分别为天和243天，多数行星的自转方向和公转方向相同，但金星则相反。 除了水星和金星，其它行星都有卫星绕转，构成卫星系。 在太阳系中，现已发现1600多颗彗星，大致一半彗星是朝同一方向绕太阳公转，另一半逆向公转的。彗星绕太阳运行中呈现奇特的形状变化。 太阳系中还有数量众多的大小流星体，有些流星体是成群的，这些流星群是彗星瓦解的产物。大流星体降落到地面成为陨石。 太阳系是银河系的极微小部分，太阳只是银河系中上千亿个恒星中的一个，它离银河系中心约千秒差距,即不到3万光年。太阳带着整个太阳系绕银河系中心转动。可见，太阳系不在宇宙中心，也不在银河系中心。 太阳是50亿年前由星际云瓦解后的一团小云塌缩而成的，它的寿命约为100亿年。[编辑本段]宇宙航天 宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。 宇宙是物质世界，它处于不断的运动和发展中。 千百年来，科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天，科学家们才确信，宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。 在爆炸发生之前，宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起，并浓缩成很小的体积，温度极高，密度极大，之后发生了大爆炸。 大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命，都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。 然而，大爆炸而产生宇宙的理论尚不能确切地解释，“在所存物质和能量聚集在一点上”之前到底存在着什么东西？ “大爆炸理论”是伽莫夫于1946年创建的。 大爆炸理论 （big-bang cosmology）现代宇宙系中最有影响的一种学说，又称大爆炸宇宙学。与其他宇宙模型相比，它能说明较多的观测事实。它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系并不是静止的，而是在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。根据大爆炸宇宙学的观点，大爆炸的整个过程是：在宇宙的早期，温度极高，在100亿度以上。物质密度也相当大，整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀，结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时，中子开始失去自由存在的条件，它要么发生衰变，要么与质子结合成重氢、氦等元素；化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后，早期形成化学元素的过程结束（见元素合成理论）。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时，辐射减退，宇宙间主要是气态物质，气体逐渐凝聚成气云，再进一步形成各种各样的恒星体系，成为我们今天看到的宇宙。大爆炸模型能统一地说明以下几个观测事实： （1）大爆炸理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的，因而任何天体的年龄都应比自温度下降至今天这一段时间为短，即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。 （2）观测到河外天体有系统性的谱线红移,而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释，那么红移就是宇宙膨胀的反映。 （3）在各种不同天体上，氦丰度相当大，而且大都是30%。用恒星核反应机制不足以说明为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理论，早期温度很高，产生氦的效率也很高，则可以说明这一事实。 （4）根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等，可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。大爆炸理论的创始人之一伽莫夫曾预言，今天的宇宙已经很冷，只有绝对温度几度。1965年，果然在微波波段上探测到具有热辐射谱的微波背景辐射，温度约为3K。
浩瀚的宇宙魅力无穷，它吸引着无数的科学志士为之求索探秘。千百年来，人们为了认识天体和宇宙的奥秘，不屈不挠地探求着。伟大的波兰天文学家哥白尼有一句名言：“人类的天职是勇于探索”，中国古代诗人屈原说过：“路漫漫，其修远兮，吾将上下而求索”，可见探索天文知识是人类永恒的科学主题。 天文学是人类运用所掌握的最新的物理学、化学、数学等知识以及最尖端的科学技术手段，对宇宙中的恒星、行星、星系以及其它像黑洞等天文现象进行专业研究的一门科学.它是一门集人类智慧之大成的综合系统。 天文学主要研究天体的分布、运动、位置、状态、结构、组成、性质及起源和演化。随着天文学的发展，人类的探测范围由目测的太阳、月球、天空中的星星到达了距地球约100亿光年的距离，根据尺度和规模，天文学的研究对象可以分为：行星层次，恒星层次以及整个宇宙。 天文学的一个重大课题是各类天体的起源和演化。天文学和其他学科一样，都随时同许多邻近科学互相借鉴，互相渗透。天文观测手段的每一次发展，又都给应用科学带来了有益的东西。 天文学的研究对于我们的生活有很大的实际意义，对于人类的自然观有很大的影响。古代的天文学家通过观测太阳、月球和其他一些天体及天象，确定了时间、方向和历法。这也是天体测量学的开端。如果从人类观测天体，记录天象算起，天文学的历史至少已经有5、6千年了。天文学在人类早期的文明史中，占有非常重要的地位。埃及的金字塔、欧洲的巨石阵都是很著名的史前天文遗址。哥白尼的日心说曾经使自然科学从神学中解放出来；康德和拉普拉斯关于太阳系起源的星云说，在十八世纪形而上学的自然观上打开了第一个缺口。 牛顿力学的出现，核能的发现等对人类文明起重要作用的事件都和天文研究有密切的联系。当前，对高能天体物理、致密星和宇宙演化的研究，能极大地推动现代科学的发展。对太阳和太阳系天体包括地球和人造卫星的研究在航天、测地、通讯导航等部门中都有许多应用。
论文最重要有自己的观点讲解认识，初写论文者不访上网找找论文，学习别人怎样写的，看了就懂怎么写啦，我刚开始接触论文也是这样学习别人怎样写的，很快就会写了．
物理研究的是关于力的、声的、热的、光的、电的等现象。象折射、沸腾等。 呵呵呵，很唯象的解释 即是研究大自然，解开各个现象后面的秘密，联系；或者说 把自然界数学化，将数学运用到自然现象的描述，以帮助我们的理解，以及对自然界的利用什么是物理 ？这是一个十分基础的问题。翻开任何一本物理教科书，都不难找到这样的定义：物理学是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。但这只是对于物理这门科学在学术意义上的一种界定。而我们所面对的“物理”，它同时又是一门课程，于是就有必要从教育意义的层面上去进行一番再认识、再分析，以挖掘蕴含在其中的丰富内涵。 首先，物理是一门科学。 物理学是一门以实验为基础的自然科学，它是发展最成熟、高度定量化的精密科学，又是具有方法论性质、被人们公认为最重要的基础科学。物理学取得的成果极大地丰富了人们对物质世界的认识，有力地促进了人类文明的进步。正如国际纯粹物理和应用物理联合会第23届代表大会的决议《物理学对社会的重要性》指出的，物理学是一项国际事业，它对人类未来的进步起着关键性的作用：探索自然，驱动技术，改善生活以及培养人才。 上世纪初相对论和量子力学的建立，为物理学的飞速发展插上了双翅，取得了空前辉煌的成就，以致于人们将20世纪称誉为“物理学的世纪”。什么21世纪呢？有一种流行的说法：21世纪是生命科学的世纪。其实，这句话更确切的表述应该是：21世纪是物理科学全面介入生命科学的世纪。生命科学只有与物理相结合，才有可能取得更大的发展。 展望物理学的未来，充满着机遇与挑战。李政道先生在《物理的挑战》一文中，曾提出21世纪物理领域所面对的四大难题：为什么一些物理现象在理论上对称但实验结果不对称？为什么一半的基本粒子不能单独存在而且看不见？为什么全宇宙90%以上的物质是暗物质？为什么每个类星体的能量竟然是太阳能量的1015倍？这些问题极大地激励着人们不懈探索的勇气与热情。可以预见，一旦拨去这几朵笼罩在物理天空中的乌云，物理学将会展现出更加灿烂的前景。 其次，物理又是一种智能。 诚如诺贝尔物理学奖得主、德国科学家玻恩所言：“如其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现，倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方法基础。”物理学之所以被人们公认为一门重要的科学，不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示，还因为它在发展、成长的过程中，形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。正因为如此，使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶，文明的瑰宝。 大量事实表明，物理思想与方法不仅对物理学本身有价值，而且对整个自然科学，乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过，自20世纪中叶以来，在诺贝尔化学奖、生物及医学奖，甚至经济学奖的获奖者中，有一半以上的人具有物理学的背景；——这意味着他们从物理学中汲取了智能，转而在非物理领域里获得了成功。——反过来，却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智能的力量。难怪国外有专家十分尖锐地指出：没有物理修养的民族是愚蠢的民族! 当今，物理学的触角已经伸向众多领域，并取得了越来越大的成就，以至我们很难再用传统的眼光去界分什么是物理学了。1995年在我国厦门举行了第十九届国际统计物理学大会，会上交流论文的涉及面十分广泛，诸如植物的花序、DNA药物系统、交通的流量、文字的存储等等，光看这些篇目，似乎都不太象是物理。什么，究竟什么是物理呢？几年前，美国《今日物理》杂志，曾就此问题向读者广泛征求意见。最后，他们推崇的答案是：物理学家所做的就是物理学。这话乍听似觉偏颇，其实不无道理。因为在今天看来，物理学更多的是体现出一种智能，“代表着一套获取知识、组织和应用知识的有效步骤和方法，把这套方法用到什么问题上，这问题就变成了物理学。”（赵凯华语） 再次，物理还是一种文化。 从广义来说，文化指的是人类历史实践过程中创造的物质财富和精神财富的总和。它包括科学文化和人文文化。同样地，物理学家在长期科学实践中所创造的大量物质产品与精神产品，也就构成了物理文化。物理文化是科学文化的重要组成部分。 大家知道，物理学是以实验为基础的科学，它的基本研究方式就是实践，因而在客观性上表现为“真”；物理学创造的成果最终是为了造福于人类，它在目的性上体现出“善”；另外，物理学还在人的情感、意识等多方面反映了“美”。正因为物理学本身兼具真、善、美的三重属性，我们完全有理由说，物理不仅是一种文化，而且是一种高层次、高品位的文化。 物理学是求真的。物理最讲究实证，物理学家在科学研究活动中最基本的态度就是实事求是，坚守“实践是检验真理唯一标准”的原则。正如物理学家费曼所说：“不论你的想法有多美，不论你什么聪明，更不论你名气有多大，只要与实验不符便是错了，简简单单，这就是科学”。可以说，物理学的发展史，就是一部不断修正错误、不断逼近真理的“求真”史。 物理学是从善的。物理学致力于将人从自然中解放出来，从必然王国走向自由王国，帮助人们不断认识自己，促使人的生活趋于高尚。这是物理学的价值取向和终极目标，因而物理学的本质是从善的；另外，物理学家的行为也是从善的。爱因斯坦曾这样评价居里夫人和以她为代表的杰出物理学家：“第一流人物对时代和历史进程的意义，在其道德方面，也许比单纯的才智成就更大”。他们那种严谨求实的态度、献身科学的精神，热爱人民的情怀等等，对于后人无疑是一份尤为珍贵的人文财富。 物理学是至美的。德国物理学家海森伯说过：美是真理的光辉；罗马哲学家普洛丁又说过：善是美的本原。由此，物理学因真而美、因善而美就是十分自然的了。物理的美属于科学美，主要体现于简单、对称和统一；对称则统一，统一则简单，它们构成了物理学的基本美学准则。 翻开物理学的篇章，可以发现到处都跳动着美的音符，体现了人们对美的追求与创造。仅以统一性为例。当代物理学的发展，正朝着两个相反的研究方向延伸：最宏大的宇宙与最微小的粒子。令人感到惊讶的是，随着研究的深入，它们两者并非是分道扬镳、越走越远，反倒显示出不少殊途同归、相反相成的迹象。例如，粒子物理学的一些研究成果常被天体物理学家所借鉴，用来探寻宇宙早期演化的图象；(正由于此，粒子物理学在某种意义上也被称为“宇宙考古学”。) 反过来，宇宙物理学的研究也为粒子物理学家提供了丰实的信息与印证。于是，物理学中两个截然相反的分支，就这般奇妙地衔接在了一起——犹如一条怪蟒咬住了自己的尾巴。 又如，英国物理学家狭拉克首先发现，在自然界的某些物理量之间存在着下列引人注目的关系： 宇宙半径/电子半径≈1040，宇宙年龄/强衰变粒子寿命≈1040， 氢核与电子的电力/氢核与电子的引力≈1040，…… 在上述比数中，宇宙这个最大的系统，与基本粒子这个最小系统之间，竟然珠联璧合达到了如此完美的统一，让我们再次领略到了物理世界的美，一种动人心弦的壮丽的美。正是这许多美不胜收的事例，激发起人们对大自然由衷的赞叹与敬畏，难怪爱因斯坦会说：“宇宙间最不可理解的，就是宇宙是可以理解的”。 通过以上分析，我们对于物理有了一个较为全面的认识：它既是一门科学，又是一种智能，更是一种文化。作为一名物理教师，能对自己所任教的物理作一番全方位的审视与剖析，这是十分必要的。一方面可使我们看到，物理原来有着如此丰富的的内涵，从而会更自觉、有意识的去挖掘和开发它的育人功能，全面提升教学质量；另一方面又使我们看到，物理原来有着如此美好的禀性，从而会更加钟爱物理，更有激情地去从事物理教学。我以为，只有真正热爱物理的物理教师，才能做到不仅教会学生理解物理、应用物理，而且还进一步引导他们去感悟物理、欣赏物理。 二、为什么教物理 这是一个看似简单却又十分根本的问题，要正确回答并非易事。笔者对此问题的认识，就经历过从“知识本位”到“学科本位”，最后又回归到“学生本位”这样一个曲折渐进的过程。 有很长一段时期，我都把物理教学的目标锁定在知识层面上，认为教物理就是要把物理知识尽可能多地传授给学生，以供他们今后一生的受用。因为我信奉“知识就是力量”。然而令人困惑的是，我们授予学生什么多的物理知识，其中不乏象“F=ma”这类极其重要的知识，但在他们往后的生活和工作中，却很少显示出有什么直接的功用。以至过了若干年后，许多学生把所学的物理知识几乎忘得一干二净，用他们的话说，“全部都还给老师了”。我为此感到深深的失落；但每当我向他们提出“高中三年岂不白读了”的反诘时，这些离开学校多年的学生，却又都会异口同声地作出否定的回答，一致认为高中阶段的学习，对于他们的成长起到了重要的奠基作用，可又说不清究竟是哪些具体知识所起的作用。我想，这大概好比晚饭，谁都不会否认吃饭对于生存的意义，然而谁又都说不清楚，吃了这顿饭究竟是在身上的什么地方长了块肉。 一位毕业已有二十余年的学生，曾与笔者聊起他“印象最深”的一堂物理课。原来那堂课讲的是重力势能。当时为了说明重力势能的相对性，我曾向学生提出过这样的问题：有人站在五楼的窗台上要往下跳，你说危险吗？开始大家都认为这太玩命了，后来仔细一琢磨，又全都乐了：你别往窗外跳，往窗里跳不就没事了吗？这位学生觉得这个例子特有意思，于是经久不忘；但问他该例说明了什么物理知识时，他说忘了。正当我面露憾色时，他紧接着的一番话却令人宽慰，他说：“这个例子使我懂得凡事都是相对的，从不同角度看会有不同的结果”。尽管这堂课所传授的物理知识，这位学生已经遗忘殆尽，但通过有关知识的学习而凝炼成的思想、方法等，却在他的心里铭刻上深深的印记。从这个意义上说，二十多年前的这堂物理课，对他不也是极有价值的吗？学生从高中毕业后，他们中的大多数可能将告别物理，所学的物理知识终究会被忘记，到那时再回头审视一下：物理教学留给他们的还有些什么呢？如果在他们的身上，体现不出物理所给予的才智与启迪，那将是物理教学的失败。由此看来，具体的知识通常只是作为教学的载体，在知识的背后还有更多值得我们去追求的东西。正如我国资深科学家钱伟长教授说的：“我在大学里学的是物理学，……. 以物理学为对象我学到了调查研究，收集资料，分析资料和逻辑思维的能力，物理学的知识有时是很有用的，但通过物理学学到的这些能力，比物理学知识更有用。”钱老在读书时就是通过“物理学”这个载体，获得了很多比物理知识更重要的能力。所以，那种将物理教学等同于物理知识教学的看法是偏面的，而以“知识本位”来确立物理教学目标取向的做法同样是短视的。 随着教学实践的深入，教师一般都会对自己所任教的学科日臻熟悉，从而格外钟爱。可能是受了这种职业情感的影响，我还一度把物理教学的目标，定位于“将尽可能多的学生培养成为物理学家或物理工作者”。尤其是当我从农村普通中学调入重点高中，面对的是一个个聪颖好学的学生时，这种愿望愈显强烈。但我不久就发现，其它学科的教师大概也出于各自的职业偏好，都对学生有着与我类似的期望。这样一来，大家自扫门前雪，各唱各的调，没能将各学科的分力凝聚成一股合力，实际效果当然就差强人意了。尤其令我沮丧的是，班上那些物理学习优秀的“得意门生”，日后直接从事物理专业的竟然也少之又少。正当我陷于迷惘之时，复旦大学原校长杨福家先生的一则事例给了自己极大的启迪。当年复旦大学曾对核物理专业的毕业生的去向做过一次调查，结果发现，只有不到十分之一的学生毕业后从事与核物理有关的工作，其余的都纷纷改行，活跃在金融、企业或行政等岗位上。对此，多数人都断言这是物理系的失败，而杨福家却认为这正是“复旦”的成功。因为，通过这四年本科的物理教育，使学生具备了良好的素质，为他们今后的发展打下了坚实的基础，于是毕业后都能很快适应各种不同领域的工作。这也印证了赵凯华先生的话：“一个人学了物理之后干什么都可以，他的物理没有白学。在我看来，对于学物理的人无所谓‘改行’……。” 经过上述曲折的认识历程，使我逐渐看清了物理教学最终目标的聚焦点，既不在知识的本位上，也不在学科的本位上，而应该落实在我们的教育对象——学生的本位上。 对于“为什么教物理”这个问题，也可以反过来设问：“如果我们不教物理，学生不学物理，将会对他们今后的发展留下那些缺憾？”一种显而易见的回答是，学生将因此学不到许多重要的物理知识。这话没错，但不够全面。因为除此之外，学生还将失去更为重要的，有关科学方法、科学精神等方面的培养与熏陶，从而最终影响他们的科学素养的提高。当前，物理已经深入到社会的方方面面，成为每一位有教养的公民都必须懂得的知识。对于大多数学生来说，他今天学习物理的目的，恐怕不是为了明天去进一步研究物理，而是有助于他去面对或决策所遇到的大量非物理的问题，为他们今后一生的文明、健康，高质量的生活奠定基础。正如《面向全体美国人的科学》一书中所说的：“教育的最高目标是为了使人们能够过一个实现自我和负责任的生活作准备。” 据此，对于“为什么教物理”这个问题，最确切的答案就是：为提高全体学生的科学素养而教。——这应该成为我们的物理教学观。 众所周知，生物基因对于生物进化有着非同小可的作用，极其细微的基因差异，往往会导致生物之间的巨大差别。受此启发，有不少社会学者正致力于寻求在人类文化传承与发展过程中，有着哪些最为核心的要素，从而提出了“文化基因”的概念，并将其定义为人类文化系统中的“遗传密码”。文化基因的核心是思维方式和价值观念。人类的进化比一般的生物进化更为复杂，它具有双重进化机制，除了生物基因进化机制外，还有文化基因进化机制。教育正是推动文化基因机制的重要途径。学校教育的要义，不只是文化现象的展示与诠释，而在于文化基因的传承和发展。物理教育当然也不例外。什么，蕴含在物理教学中的“文化基因”究竟有些什么呢？笔者以为主要体现为三个方面，即科学知识、科学方法和科学精神，因为这三者是构成科学素养最基本的要素。如果将科学素养比拟为一座金字塔，什么科学知识犹如塔基，科学方法就是塔身，科学精神则是塔尖。物理教学的最高宗旨，就是为了构建这座宏伟的科学素养之塔而添砖加瓦。换言之，物理教学的核心价值就在于促进学生实现三个转化：一是把人类社会积累的知识转化为学生个体的知识，使他们知识世界是什么样的，成为一个客观的人；二是把前人从事智力活动的思想方法转化为学生认识能力，使他们明白世界为什么是这样的，成为一个理性的人；三是把蕴含在知识中的观念、态度等转化为学生的行为准则，使他们懂得怎样使世界更美好，成为一个创造的人。
如何发表和撰写SCI论文 对从事基础研究的科学工作者，能否在SCI收录的杂志发表论文，是能否进入学术前 沿，在国际公认的同一个平台上参与学术竞争，做出原创性贡献的一个基本标志。 那么怎样的论文才是合格的？本文提出一些建议供大家参考。 在国际核心刊物发表学术论文是基础研究工作者的贡任，大者作为国家，小者作为 一个研究群体或个人，在高影响因子的SC]刊物上发表论文的多寡，显然是基础研究 水平的一个较为客观的标志。罗伯特?戴在其名著《如何撰写和发表科学论文》的序 言中指出，“对一个科学家的评价，从研究生开始，就主要不是看他在实验室操作 的机敏，不是看他对或宽或窄的研究领域固有的知识，更不是看他的智能和魅力， 而是看他的著述。他们因此而出名，(或依然默默无闻)。”他曾领导美国微生物学 会出版工作19年并作为《细菌学》杂志的主编。他的深刻的见地 值得从事基础研究的同事们思考。 原创性和显著性是论文的生命 正如蕹新吃士等在“再论科学道德问题”中指出，在国际核心刊物发表的论文，原 则上都应当是“在国际上首次”描述的新的观测和实验事实，首次提出的概念和模 型，首次建立的方程，也包括对已有的重大观测（实验）事实的新的概括和新的规 律的提炼。与原创性相联系，任何期刊都不希望发表已经见于其它杂志，或由其它 语言发表、或以稍有不同的形式发表的论文。太阳物理学权威刊物《太空物理学》 (Solar，physics〉主编Harvey曾专门谈到，曾有少数作者在主要结果用中文发表后 又寄给《太空物理学》。他强调，过去这是可以容忍的，但现在已 不允许。一个公认的原则是，作者不能把已在经过审稿的杂志发表的主要结果再以 不同的形式投寄给其它杂志再发表。 发表在国际核心刊物的论文，不仅应该是原创性的，其结果还必须是显著的，井对 学科发展有所推，动。用Harvey的话来说，“至少有一、两个其他研究者会读这篇 文章，并利用这些结果发表，他们自己的工作。”对成果显著性的检验是论文被引 用的多寡。作者应当关心自己论文被引用的情况，注意国际学术界对自己工作的评 价，包括得到肯定和批评的方面，特别是注意同行们对自己发表结果的不同的理解 。这是提高自己研究水平的重要途径。 充分评价已有的工作，体现作者的学术水平 是否客观而充分地评价了以往的工作，常常是审稿人和读者衡量作者学术水准和学 术风范的重要方面。我们一部分作者往往愿意引述国外知名学者的工作，有点“言 必称希腊”的味道，但对国内同行发表的工作重视不够。有时明明是中国学者首先 做的工作，都没有得到自己的国内同行的充分评价。较多地并且适当地援引国内同 行工作，是应当提倡的。但是，我们也不要学习少数日本作者，他们绝少引用日本 学者之外的文章。部分同行在论文中引述相当数量公式，但却不列出公式的出处， 让读者分不清是作者发展的，还是引自他人以往的工作。原则上，除了教科书上公 认的方程和表达式外，对于用于特定目的、特定条，件和问题的推演，只要不是作 者自己的工作，都要列出出处和适用的条件；即便是作者自己以往的工作，也要列 出相应的文献，让读者在必要时参考作者在充分评价以往工作的基础上，应当清晰 地指出自己在当前工作中的 独创性的贡献。这是作者对科学负责的表现，是一篇好的学术论文开宗明义必须写 清楚的内容。 要特别重视论文的题目、摘要、图表和结论 每一位作者都有阅读大量论文的经验。读者阅读论文的习惯一般是首先浏览目录， 只有对题目有，兴趣才愿意翻到有关论文；对一篇题目有兴趣的论文，读者又首先 读论文摘要；如果对摘要还有兴趣，接着会去看论文的图表，因为图表往往最清楚 地反映了论文的结果。看过图表之 后，如读者还有兴趣，会接着读论文的结论。通常只有少数读者会读论文的全文。 作者应当清晰地知道，论文的题目将被数以千计的读者读到。对题目的每一个字都 要审慎地选择，用最少的词语最确切反映论文的`内容。 正确对待审稿意见和退稿 国际核心刊物的审稿人大多是各个领域的权威学者。杂志的出版社会经常征询编委 的意见，选择最佳的审稿队伍。审稿是无报酬的。审稿人的工作态度大多极其认真 。对审稿意见要十分尊重，对每一条批评和建议，都要认真分析，并据此修改论文 。对自己认为是不正确的意见，要极其慎重，和认真地回答，有理有据地与审稿人 探讨。如何对待被杂志拒绝的论文，常常是作者犯难的问题。这里必须分析被拒绝 的理由。第一类拒绝是一种“完全的拒绝”，主编通常会表达个意见，对这类文章 永远不愿再看到，再寄送这类文章是没有意义的。有一类是文章包含某些有用的数 据和信息，主编拒绝这类文章是由于数据或分析有严重缺陷。对这类文章作者不妨 先放一放，等到找到更广泛的证据支持或有了更明晰的的结论，再将经过修改的“ 新”文章寄给同一杂志。主编通常是会考虑重新受理这类文章的。这两年，至少有 两位审稿人向笔者抱怨，个别中国同事在论文被一家杂志拒绝后，又原封不动地将 稿件寄给另外一家杂志，而他们再次被邀请做审稿。他们对此非常反感。论文理所 当然地被拒绝。在谈到这个问题时，《宇宙物理学》(The，Astrophysical，Journ al)的科学主编Thomas提出：“在一篇论文被一家杂志拒绝后 不经修改又寄给另一个杂志，这是一个很糟的错误。通常，审稿人做了很认真的工 作指出论文的问题，并建议了修改。如果作者忽视这些忠告，这是对时间和努力的 真正浪费。同时，寄一篇坏的文章，对于作者的科学声望是一种严重的损害。”实 际上，影响因子不同的学术刊物，接受论文的标准和要求差别很大。如果被拒绝的 论文不是由于文稿中的错误，而是重要性或创新性不够，作者在仔细考虑了审稿人 的意见，认真修改文稿后，是可以寄给影响因子较低的学术刊物的。值得注意的是 ，审稿人由于知识的限制和某种成见，甚至学术观点的不同，判断错误并建议退稿 是会发生的。如何处理情况，有两个例子供参考。最近一位年青人的论文被一杂志 拒绝。经过反复的讨论检验，我们判断审稿人是错误的。为了论文及时发表，我们 建议这位作者礼貌和认真地回信给主编 ，指出审稿人的错误，并要求主编将他的意见转给审稿人，然后撤回论文，再将论 文做必要改进，寄给另一影响因子更高的杂志。论文立即被接收，并得到很好的评 价。在这一例子中，论文并没有经过重要修改就改寄其他杂志。但是作者却负责地 请主编把对审稿人的意见转寄给审稿人。在这种情况下，作者改寄其他杂志是不应 受到限制和责难的。但前提是对论文结果的反复检验，对论文的正确性有了确切的 把握。笔者组内一篇论文在一重要杂志经过两年半才得以发表，主要的原因是第一 位审稿人对我国向量磁场测量的可靠性提出质疑，不同意发表这篇论文。通过向权 威的同事请教和反复的思考，我们确认对所进行的研究，所采用的测量，是充分准 确和可靠的。作者花了近两年的时间与审稿人讨论，不但论文得以发表，还与审稿 者和主编建立了良好的关系，这篇论文发表后得到了良好的国际引述。 花大力气提高英语写作水平 英语不是我们的母语，英语写作是英语学习中最困难的部分。我国SCI论文和引述偏 少，除了基础研究水平的限制，语言的障碍不容忽视。每一位基础研究工作者必须 把提高英语写作能力作为一个艰巨的任务。这里有三个成功的经验供参考。中国科 技大学的胡友秋教授总是把审稿人的英文修改和自己的原稿中被修改的部分单独抄 在本子上一一对照。细心琢磨并背下来，一点一滴地提高自己英语写作水平。他寄 往国际核心刊物的论文常被审稿人称为well-written。美国国家太阳天文台有一个 内部的审稿制度，其目的主要是保证论文的正确性，同时对研究也有 相互影响和砥砺的好处。不经过内部审稿的论文不能寄给杂志。资深太阳物理学家 Sara，Martin建议找一些可作为范例的论文精读，学习怎样组织和写出好英语。她 特别提到已故著名天体物理学家Zwaan的论文，可作为范文来效仿。论文初稿完成之 后，一定要做拼写检查，不出现简单的拼写出错。如果对自己的英文写作无把握， 请一位英文好的同事和国外同行把把英文关是必要的。为从根本上提高我国学者英 语水平，我们建议对研究生必须开设英语写作课程。在写英语上，我们实在需要打 个翻身仗。
物理学概览 物理学是研究宇宙间物质存在的基本形式、性质、运动和转化、内部结构等方面，从而认识这些结构的组成元素及其相互作用、运动和转化的基本规律的科学。 物理学的各分支学科是按物质的不同存在形式和不同运动形式划分的。人对自然界的认识来自于实践，随着实践的扩展和深入，物理学的内容也在不断扩展和深入。 随着物理学各分支学科的发展，人们发现物质的不同存在形式和不同运动形式之间存在着联系，于是各分支学科之间开始互相渗透。物理学也逐步发展成为各分支学科彼此密切联系的统一整体。 物理学家力图寻找一切物理现象的基本规律，从而统一地理解一切物理现象。这种努力虽然逐步有所进展，但现在离实现这—目标还很遥远。看来人们对客观世界的探索、研究是无穷无尽的。经典力学 经典力学是研究宏观物体做低速机械运动的现象和规律的学科。宏观是相对于原子等微观粒子而言的；低速是相对于光速而言的。物体的空间位置随时间变化称为机械运动。人们日常生活直接接触到的并首先加以研究的都是宏观低速的机械运动。 自远古以来，由于农业生产需要确定季节，人们就进行天文观察。16世纪后期，人们对行星绕太阳的运动进行了详细、精密的观察。17世纪开普勒从这些观察结果中总结出了行星绕日运动的三条经验规律。差不多在同一时期，伽利略进行了落体和抛物体的实验研究，从而提出关于机械运动现象的初步理论。 牛顿深入研究了这些经验规律和初步的现象性理论，发现了宏观低速机械运动的基本规律，为经典力学奠定了基础。亚当斯根据对天王星的详细天文观察，并根据牛顿的理论，预言了海王星的存在，以后果然在天文观察中发现了海王星。于是牛顿所提出的力学定律和万有引力定律被普遍接受了。 经典力学中的基本物理量是质点的空间坐标和动量：一个力学系统在某一时刻的状态，由它的某一个质点在这一时刻的空间坐标和动量表示。对于一个不受外界影响，也不影响外界，不包含其他运动形式(如热运动、电磁运动等)的力学系统来说，它的总机械能就是每一个质点的空间坐标和动量的函数，其状态随时间的变化由总能量决定。 在经典力学中，力学系统的总能量和总动量有特别重要的意义。物理学的发展表明，任何一个孤立的物理系统，无论怎样变化，其总能量和总动量数值是不变的。这种守恒性质的适用范围已经远远超出了经典力学的范围，现在还没有发现它们的局限性。 早在19世纪，经典力学就已经成为物理学中十分成熟的分支学科，它包含了丰富的内容。例如：质点力学、刚体力学、分析力学、弹性力学、塑性力学、流体力学等。经典力学的应用范围，涉及到能源、航空、航天、机械、建筑、水利、矿山建设直到安全防护等各个领域。当然，工程技术问题常常是综合性的问题，还需要许多学科进行综合研究，才能完全解决。 机械运动中，很普遍的一种运动形式就是振动和波动。声学就是研究这种运动的产生、传播、转化和吸收的分支学科。人们通过声波传递信息，有许多物体不易为光波和电磁波透过，却能为声波透过；频率非常低的声波能在大气和海洋中传播到遥远的地方，因此能迅速传递地球上任何地方发生的地震、火山爆发或核爆炸的信息；频率很高的声波和声表面波已经用于固体的研究、微波技术、医疗诊断等领域；非常强的声波已经用于工业加工等。热学、热力学和经典统计力学 热学是研究热的产生和传导，研究物质处于热状态下的性质及其变化的学科。人们很早就有冷热的概念。对于热现象的研究逐步澄清了关于热的一些模糊概念(例如区分了温度和热量)，并在此基础上开始探索热现象的本质和普遍规律。关于热现象的普遍规律的研究称为热力学。到19世纪，热力学已趋于成熟。 物体有内部运动，因此就有内部能量。19世纪的系统实验研究证明：热是物体内部无序运动的表现，称为内能，以前称作热能。19世纪中期，焦耳等人用实验确定了热量和功之间的定量关系，从而建立了热力学第一定律：宏观机械运动的能量与内能可以互相转化。就一个孤立的物理系统来说，不论能量形式怎样相互转化，总的能量的数值是不变的，因此热力学第一定律就是能量守恒与转换定律的一种表现。 在卡诺研究结果的基础上，克劳修斯等科学家提出了热力学第二定律，表达了宏观非平衡过程的不可逆性。例如：一个孤立的物体，其内部各处的温度不尽相同，那么热就从温度较高的地方流向温度较低的地方，最后达到各处温度都相同的状态，也就是热平衡的状态。相反的过程是不可能的，即这个孤立的、内部各处温度都相等的物体，不可能自动回到各处温度不相同的状态。应用熵的概念，还可以把热力学第二定律表达为：一个孤立的物理系统的熵不会着时间的流逝而减少，只能增加或保持不变。当熵达到最大值时，物理系统就处于热平衡状态。 深入研究热现象的本质，就产生了统计力学。统计力学应用数学中统计分析的方法，研究大量粒子的平均行为。统计力学根据物质的微观组成和相互作用，研究由大量粒子组成的宏观物体的性质和行为的统计规律，是理论物理的一个重要分支。 非平衡统计力学所研究的问题复杂，直到20世纪中期以后才取得了比较大的进展。对于一个包含有大量粒子的宏观物理系统来说，系统处于无序状态的几率超过了处于有序状态的几率。孤立物理系统总是从比较有序的状态趋向比较无序的状态，在热力学中，这就相应于熵的增加。 处于平衡状态附近的非平衡系统的主要趋向是向平衡状态过渡。平衡态附近的主要非平衡过程是弛豫、输运和涨落，这方面的理论逐步发展，已趋于成熟。近20～30年来人们对于远离平衡态的物理系统，如耗散结构等进行了广泛的研究，取得了很大的进展，但还有很多问题等待解决。 在一定时期内，人们对客观世界的认识总是有局限性的，认识到的只是相对的真理，经典力学和以经典力学为基础的经典统计力学也是这样。经典力学应用于原子、分子以及宏观物体的微观结构时，其局限性就显示出来，因而发展了量子力学。与之相应，经典统计力学也发展成为以量子力学为基础的量子统计力学。
作为天文工作者，投文章的时候，觉得权重最重的当然是Nature和Science,然后是PhysicalReviewLetters(PRL),AstrophysicsJournal(APJ),Astronomy&Astrophysics(AA),MNRAS(具体英文名字忘了，英国皇家天文学杂志什么的)
天文爱好者》，目前国内最有名、历史最久的天文杂志； 《中国国家天文》，刚发行的，但我感觉内容不如《天文爱好者》； 另外，二楼说的《中国天文学和天体物理学》和《天体物理学杂志》属于专业类的杂志，是学报性质的，而《天空和望远镜》恐怕是世界上最好的天文杂志了，但那是美国的，是英文的，而且比较昂贵。这些都可以在邮局订阅。不过现在已经过了明年杂志的征订期了 《天文爱好者》 由中国天文学会、北京天文馆联合主办，是目前国内唯一一本公开发行的专业天文科普刊物，系中国科协所属优秀科普期刊。 《中国国家天文》 是一本秉承天文人文理念的现代科普杂志，由中国科学院主管、国家天文台主办，2006年10月28日创刊，是中国科学院旗下最精彩的杂志之一。 还有 《中国天文学和天体物理学》， 《天体物理学杂志》 〈天空与望远镜〉 〈中国空间科学技术〉 〈星空〉等
<天文爱好者>.目前国内最有名.历史最久的天文杂志,<中国天文学和天体物理学>和<天体物理学杂志>属于专业类的杂志.是学报性质的.而<天空和望远镜>恐怕是世界上最好的天文杂志了.但那是美国的.是英文的.而且比较昂贵.
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先后出版专著1部，论文60余篇：专著任东，卢立伍，郭子光，姬书安，1995，北京与邻区侏罗－白垩纪动物群及其地层。地震出版社，222页。论文（* 代表通讯作者）任东，1993，蚊蝎蛉科化石在我国的首次发现。地质学报，67（4）：376-381。任东，1994，辽宁北票晚侏罗世里阿斯箭蜓一新属（昆虫纲，蜻蜓目）。现代地质，8（2）：354-358。任东，1994，辽宁北票晚侏罗世蛇蛉化石（昆虫纲）的新发现。地层古生物论文集，25：131-140。任东，洪友崇，1994，现生和化石蛇蛉科的支序分类（昆虫纲：蛇蛉目）。中国地质科学院院报，29：103-117。任东，朱会忠，1996，内蒙赤峰早白垩世昆虫化石新发现。地球学报，4：432-439。任东，卢立伍，姬书安，1996, 燕辽地区中生代晚期动物群及其古地理、古生态意义。地球学报，17卷：148-154。任东，1997，中国中生代晚期蛇蛉化石研究。动物分类学报，22（2）：172-188。任东，1997，辽宁西部上侏罗统义县组研究新认识。地质论评，43（5）：449-459。任东，姬书安，1997，1997年春季辽宁古鸟类化石中外联合考察活动简介。中国地质，7：33-34。任东，1996，辽宁抚顺煤田琥珀中的昆虫化石简介。中国地质遗迹与保护（光盘）。河南科技出版社。任东，洪友崇，1998，被子植物的起源-以喜花虻类化石为据。动物分类学报，23(2): 212-221。任东，尹继才，1999，河北丰宁中生代晚期昆虫群落与生态地层的初步研究。地质科技情报，18卷（1）：39-44。任东，1999，第三十二章 蛇蛉目。见归鸿、郑乐怡主编《昆虫分类学》，南京师范大学出版社，南京，530-540页。王宪曾，任东，王宇飞，2000，辽宁西部义县组被子植物花粉的首次发现。地质学报，74（3）：265-272。洪友崇，吴坚，任东，2001，山东山旺盆地中新世两个蚂蚁新属（Heteromyrmex Zhang,1989和Tolylasius Zhang，1989）的修正。地质论评，47（4）：345-349。任东，2002，辽西的昆虫化石。见：张殿双主编：追踪远古生灵－漫话辽宁古生物化石，141-160页，辽宁美术出版社。任东，2002，辽西昆虫化石图册。见：吴启成主编：辽西古生物化石珍品，1-32页，地质出版社。李学凤，任东*，2002，沼泽野蜓雄性化石的首次发现及其脉序变异。动物分类学报，27（3）：486-490。谭京晶，任东*，2002，内蒙宁城中侏罗世九龙山组昆虫群落生态的初步研究。动物分类学报，27（3）：428-434。任东，高克勤，郭子光，姬书安，谭京晶，2002，内蒙古宁城道虎沟地区侏罗系地层划分及时代探讨。地质通报，21（9）：621-631。任东，2002，中国中生代昆虫化石研究新进展及意义。昆虫学报，45（2）：234-240。任东，尹继才，2002，内蒙古自治区中侏罗世表翼蛉化石一新种（脉翅目：翼蛉科）。动物分类学报，27（2）：274-277。任东，2003，辽宁北票晚侏罗世丽蛉化石二新属（脉翅目：丽蛉科）。动物分类学报，28（1）：105-109。姚云志，彩万志，任东*，2004，中国异翅目化石研究现状。动物分类学报，29（1）：33-37。任东，2004，辽宁西部九佛堂组昼蜓化石的新发现及其地质意义。世界地质，23（3）：209-212。谭京晶，任东*，2004，中国中生代鞘翅目化石研究现状。动物分类学报，29（4）：683-691。刘明，任东*，2004，昆虫与植物关系的地质历史——原理、方法与实践。植物科学进展（第6卷），273-283。王五力，张立军，郑少林，任东，郑月娟，丁秋红，张宏，2005，义县阶的时代与侏罗系－白垩系界线。地质论评，51（3）：234-242。刘明，任东*，谭京晶，2005，昆虫口器及其进化简史。昆虫知识，42（5）：587-592。Ren Dong, 1994, Discovery of fossil Bittacids in China. Acta Geologica Sinica, 7(2): Dong, 1995, A clastic study on the familial phylogeny of fossil and living Raphidioptera. Collectin of Abstracts XVIII Pacific Science Congress, Dong, Guo Ziguang, 1995, A new genus and two new species of short-horned flies of Upper Jurassic from Northeast China (Diptera: Eremochaetidae). Entomologia Sinica, 2(4): Dong, 1996, Three new genus and species of dragonflies from Late Jurassic of Northeast China. Entomol. Sinica, 3(2): Dong, Jia Zhongpeng and Lu Liwu, 1996, Field trip guide to T217 Mesozoic stratigraphy and faunae in the Luanpnig-Chengde region, Hebei Province. Geological Publishing House, Beijing Dong, 1996, On the new fossil genera and species of Neuroptera from Late Jurassic of Northeast China. Acta Zootaxonomica Sinica, 21(4): Dong, 1997, Studies on Late Jurassic Scorpion-flies from Northeast China. Acta Zootaxonomica Sinica, 22(1): Dong, 1997, First record of fossil stick-insects from China (Phasmatodea: Hagiphasmatidae fam. nov.) with analyses of some paleobiological features. Acta Zootaxonomica Sinica, 22(3): Dong, 1998, Late Jurassic Brachycera from Northeast China (Insecta: Diptera). Acta Zootaxonomica Sinica, 23(1): Dong, Yin Jicai, 1998, New Planthoppers and froghoppers from Late Jurassic of NE China, Acta Zootaxonomica Sinica，23(3):281-288。Ren Dong ,1998, First record of fossil crickets from China, Entomologia sinica, 5(2):101-105。Ren Dong, Yin Jicai, 1998, Late Jurassic palaeonitinids from Hebei and Liaoning, Entomologia Sinica, 5(3):211-219。Ren Dong, 1998, Flower-associated Brachycera flies as fossil evidences for Jurassic angiosperm origions. Science, 280: Dong, 1998, Late Jurassic flower-associated Brachycera and angiosperms origins. Maganeura, 2: Shu’an, Ren Dong, 1999, First record of lizard skin fossil from China with description of a new genus. Acta Zootaxonomic Sinica，24（1）： Ji, Mark A. Norell, Ke-Qin Gao, Dong Ren. 2001, The distribution of integumentary structures in a feathered dinosaur. Nature, 410: Krzeminski,Ren Dong,2001,Praemacrochile chinensis . from the Middle Jurassic of China (Diptera:Tanyderidae). Polskie Pismo Entomologiczne,70: Dong, D. Oswald, 2002, a new genus of Kalligrammatid from the Middle Jurassic of China (Neuroptera). Stuttgarter Beitrage zur Naturkunde, Ser. Ren, Wieslaw Krzemiski, (Diptera) from the Middle Jurassic of China. Annales Zoologici (Warszawa). 52(2): 207-210 .Dong Ren，Michael S. Engel，2002. New giant lacewings from the Middle Jurassic of Inner Mongolia, China (Neuroptera: Polystoechotidae). Journal of the Kansas Entomological Sociaty, 75(3): DONG, 2002. A new genus and species of lacewings in the Jurassic of China (Neuroptera:Myrmeleotoidea). 动物分类学报，27（2）：269-273。Ren Dong， new ‘osmylid-like’fossil Neuroptera from the Middle Jurassic of Inner Mongolia, of the NEW YORK Entomol. Dong, 2002. A new Lacewings family from the Middle Jurassic of Inner Mongolia, China (Neuoptera). Entomologia Sinica. 9(4): Dong, Liu Jin-Yuan, Cheng Xiao-Dong, new hemeroscopid dragonfly from the Lower Cretaceous of Northeast China (Odonata:Hemeroscopidae).昆虫学报，46（5）：622-628。Ren Dong, Jurassica strata and Neuroprteran assemblages from Northeast University Journal,22(special):., Ren Dong, new name for Mesotermes Ren, A Genus of Cretaceous Termites (Isoptera:Termopsidae). Journal of The Kansas Entomological Society,76(3): Dong，Shih Chung-Kun，2005. The first discovery of fossil eomeropids from China (Insecta, Mecoptera). Acta Zootaxonomica Sinica,30(2): Jing-jing, Ren Dong*, Liu Ming,2005. New ommatids from the Late Jurassic of western Liaoning, China (Coleoptera:Archostemata). Insect Science, 12:207-216.对学生的奖励措施凡是取得具体研究成果的学生，导师将至少安排学生参加国内外学术会议一次。除学校和生科院的奖励之外，导师还将对学生发表的论文按刊物的级别每篇及时奖励现金1000－5000元不等，论文数不封顶。热爱古昆虫研究事业人们常说，成功的秘诀就是当好机会来临时立刻抓住它。然而，当机会真正敲门时，大多数人却浑然不觉。首都师范大学生命科学学院任东教授取得的第一个有国际影响的重大成果，就是源于一个很不起眼、极易错过的机会。1992年6月19日，任东正在医院陪着自己的妻子，他们的孩子快要出生了。辽西的一位农民朋友突然打来电话，告诉他发现了一块昆虫化石。任东犹豫了一下：难道这个时候也不能守在妻子身边？任东还是心急火燎的赶到了辽西。“我对化石是很痴迷的。”任东解释说。对他来说，每一块化石都在讲述一个完整的故事，等着人们来倾听。这一次，任东找着了一个“大故事”。从达尔文开始一直困扰古生物界的难题将被破解。那是一块类似牛虻的古昆虫化石，出现于大约亿年前的晚侏罗纪时期。这个名叫网翅虻的昆虫非常奇怪：它有长长的口器（喙）。在侏罗纪，蚊子已经出现了。只要看过《侏罗纪公园》一定会有印象：在那部电影中，科学家通过一只蚊子体内的血，克隆出了恐龙。但是，这块化石的口器在结构上和蚊子完全不同，而且又粗又长，根本不可能刺破皮肤。它的喙是干什么用的？任东查阅了大量的文献资料，发现这种结构的喙与花朵有密切的关系，它是用来吸食花蜜的“吸管”。而且，任东还发现，在非洲和南美依然有现存的物种，它们也都是访花昆虫。经7年多时间，任东掌握了足够的证据，确定这是亿年前访花昆虫的化石。按照达尔文生物进化的观点，所有物种都是经过漫长的过程逐步演化而来的。在亿年左右，美丽的花朵已经遍布世界。然而，没有任何证据显示，在这个年代之前，地球上曾经出现过花朵。被子植物为什么会突然大量出现？达尔文本人也非常困惑，说这是“一个令人讨厌的谜”。任东的发现破解了这个“讨厌的谜”，访花昆虫的出现，意味着当时一定有花朵存在，也就证明被子植物（开花植物）已经出现了。也就是说，通过访花昆虫化石这个间接证据，证明了被子植物不是亿年前才突然出现的，至少在亿年前，它已经存在了。1998年4月3日，《科学》杂志在发表了任东的论文《侏罗纪访花昆虫作为被子植物起源的证据》，还配发了一篇评论员文章，这是该杂志对重要论文的最高礼遇。巧合的是，当年11月《科学》又发表了中科院南京地质古生物研究所孙革博士的一篇论文：孙革在同一个地点，采集到了被子植物的化石。这直接证明了任东通过昆虫化石所得出的结论是正确的。任东的这个研究成果，为他带来了很高的荣誉。这似乎是源于一个非常偶然的机会，而且还很“玄乎”。但还是有其必然性的：任东是一个饿着肚子也要找化石的人。对于自己采集到的第一块昆虫化石，任东至今印象深刻。1987年7月，任东读硕士的第二年，他独自来到甘肃酒泉。当地的石油部门同志派一辆吉普车，送他到野外去采集化石。“早上带上饭，然后晚上回来。但是上车的时候，我把饭盒就放到前轮车盖子上，忘了拿进来。”任东回忆说。等他到了目的地，下车后才想起来饭盒的事情———早不知道滑落到哪里了。四周是茫茫戈壁滩，一点可以吃的都找不到。任东就饿着肚子干了一天，终于采到了第一块化石。20世纪末，任东拥有的化石已经超过4万件，但这块化石，他直到现在还能清楚的描述出它的形状。正是根据自己的经历，任东认为从事古昆虫研究，一定要对这个事业真心热爱。他在招收研究生的时候，也很注意这一点。解密古昆虫1998年4月3日，国际自然科学界的权威杂志《科学》刊登了一篇来自中国的文章《侏罗纪访花昆虫作为被子植物起源的证据》，这篇文章的作者任东创造性地从访花昆虫化石这一独特角度对被子植物起源进行研究。证实了虻类是被子植物最原始的传粉类群之一，证明了被子植物在晚侏罗纪时已经存在。1992年6月20日，这是一个令任东难忘的日子。经过了上百次一无所获的敲击之后，一块漂亮完整的昆虫化石呈现在他眼前。它有着类似于牛虻的身形和一个可能是用来吸食花蜜的细长的喙。按当时的学术界的观点来看，这种访花昆虫不应该出现在这片晚侏罗纪的地层中。因为它们赖以生存的被子植物，也就是开花植物，起源于两千万年后的白垩纪。它究竟以什么为食？被子植物与它之间有着怎样的联系？许多问题涌入了任东的脑中，他意识到这块化石具有非常重要的研究价值。任东教授说，“我们非常地吃惊，因为在当时采化石的时候，就已经有将近十来天了吧，一直没有‘开张’，但是一采到这个化石，保存又非常完好，非常清晰，所以说感到非常吃惊。但是这化石怕损坏了，赶快用纸包起来，因为怕放在包里也怕压坏了，或者是丢失了，或者是不小心踩到了，我赶快把饭先吃了，把化石放到饭盒里。”其实早在1967年，一位名叫鲁登道夫的前苏联昆虫学家就在文章中提到过类似的发现。也许是对植物学并不了解，他并没有在此发现上做过多地思考。而爱好广泛的任东却凭着对植物学的些许认识，很快联想到这只昆虫，也许能进一步判定被子植物的出现时间。任东教授说，“我的化石要想证明它是访花的呢，你不仅是证明它是属于虻科，或者是网翅虻科，必须要证明这个化石它有相应的访花的构造和取食花蜜的构造，我才能证明当时的昆虫也同样在花上活动的，而我这个化石最清楚的证据就是它有一个细长的喙。它的喙呢，只能是用来吸食花蜜的。而花的存在是被子植物的一个特征，如果证明花的存在，就可以证明在晚侏罗纪被子植物也应该存在了。”为了证明这个问题，任东开始埋首于自己并不熟悉的古植物研究。直到四年后，任东完成了论文《侏罗纪访花昆虫作为被子植物起源的证据》，以古昆虫学的重大发现作为佐证，把被子植物的出现时间向前推进了两千万年。该文不但得到了《科学》杂志审稿科学家的极力推荐，在发表时《科学》杂志还为它配发了一篇评论员文章，这是该杂志对重要论文的最高礼遇。1984年，本科毕业于地质系的任东却迷上了古生物学，而且选择了其中最薄弱的古昆虫学作为自己的研究方向，师从我国古昆虫学科带头人之一洪友崇教授。在巨大的恐龙化石，精美的鸟类化石面前，古昆虫弱小的身躯显得微不足道，也一直没有得到学界应有的重视。但是任东却坚信，在这片尚待发掘的天地中将有自己施展抱负的机会。开创性的工作总是艰苦的，任东必须从最基本的找化石开始，一点一滴地积累原始的研究资料。十几年的时间，他走遍了西北、华北、东北偏远的山区进行野外地质工作和采集化石，和地方上的农民同吃同住，交朋友，甚至培养他们做自己的助手。这在旁人眼中又苦又累，繁复琐碎的工作却让任东乐在其中。任东教授说，“在野外呢，你爬山涉水的话，跟旅游肯定是不一样的。旅游都是挺好的路呀，导游带着你去走，我们走得都可以说是人烟稀少的，荒凉的地方。如果说你不苦，那肯定是假的，但是在这苦中，如果你经常有重大的发现的话，它的乐趣远远大于这个苦。这样的例子很多，就在一个地方可能坚持了一个星期了，最后我们说再试一下吧，可能就是最后这一锤子，找到一个化石，而有的时候这种化石还特别重要。”如今，任东已经采集到了四万多块化石，研究了15个纲目的古昆虫，建立了多个新科、新属和新种。并在此基础上系统地研究了中国北方侏罗——白垩纪昆虫区系形成和时空分布的规律。初步证实我国北方是昆虫一个重要的起源和演化中心，从古昆虫角度为泛大陆的存在和解体时限提出了证据。谈到《侏罗纪访花昆虫作为被子植物起源的证据》这篇给任东带来巨大荣耀的文章，他本人却从不认为它是自己取得的最好成果，因为古昆虫本身的研究才是他投入最多精力，最有成就的领域。虽然以前关注这项研究的人很少，但是令任东欣慰的是：已经有越来越多的人开始认识到古昆虫学对整个古生物学重要的意义。这些弱小的生命，任时光把自己镂刻成一本本微型史书，透过岁月的长河，对亿万年后的人类描述着远古世界的喧闹繁荣，诉说着沧海桑田的变化规律，但是却没有一个人的生命足以去读完这些书。作为一名大学教师，任东寄望自己的学生能够从它们身上读到更多的知识，他相信只要锲而不舍地延续对古昆虫的研究，远古的生物世界终会向世人揭开自己神秘的面纱。纠正热河生物群百年分类错误我国科学家发现并建立蜉蝣目昆虫新属种，纠正热河生物群百年分类错误在国家自然科学基金重点项目的资助下，首都师范大学生命科学学院教授任东和他的博士生黄建东，在对中国北方中生代著名的热河生物群中的昆虫化石研究中，发现中国义县组原被认为是类蜉蝣属的化石应归入美丽蜉蝣属，三尾类蜉蝣可能仅分布在西伯利亚的外贝加尔和蒙古共和国，近百年来一直沿用的热河生物群中所谓三尾类蜉蝣在我国并不存在。这项研究成果改写了在国际上沿用了100多年的热河生物群(Jehol Biota)典型代表分子为三尾类蜉蝣(Ephemeropsis trisetalis)的观点，由于其重要意义，该成果的相关论文发表在国际重要动物学权威刊物《动物分类》(Zootaxa)(1629期)上。据任东介绍，热河生物群是中生代晚期分布在东亚地区尤其是我国辽西、冀北地区的一个非常繁荣的陆相化石群，研究历史已逾百年。21世纪以来相继发现早期鸟类、带毛恐龙、哺乳动物、原始被子植物及访花昆虫化石，引起了国际科学界的广泛关注，紧接着已有近百篇相关研究论文在国际顶级期刊如Nature，Science上发表。而三尾类蜉蝣(Ephemeropsis trisetalis)、东方叶肢介(Eosestheria)、狼鳍鱼(Lycoptera)是热河生物群的3个典型分子，它们在确定地层归属与热河生物群的分布范围上意义重大，因此热河生物群又被称为E-E-L生物群。“以前在中国热河生物群中发现的蜉蝣化石，由于缺乏专业研究，长期以来都被我国学者归为所谓的三尾类蜉蝣，在各类文献和教科书中出现的频率很高，据不完全统计有300余篇的论文及专著涉及到它。我们最近的研究发现，这类标本的命名存在有明显的错误。”任东说。繁杂的准备工作作为一类非常古老的类群，虽然三尾类蜉蝣昆虫已经绝灭。但是由于其原始的脉序和独特的系统地位，该类化石的研究不仅对探讨蜉蝣类群的起源、进化和生活习性及恢复当时的生态环境等方面具有重要的意义，而且对于研究其他有翅昆虫及其翅的起源与演化，以及不同地质时期古地理、古气候、地球演变和生物进化等具有重要的参考价值。任东向记者介绍说。据悉，蜉蝣成虫的生命非常短，古人曾经用朝生暮死来形容它的短暂生命。因此，蜉蝣成虫化石并不容易形成，而要采集到适合于研究的完整蜉蝣成虫化石更是难上加难。黄建东告诉记者，他们实验室几十年来收集加上化石爱好者的无偿捐赠总共也只有不到一百件蜉蝣成虫标本，而就是这些标本为接下来的研究工作打下了坚实的基础。在标本收集完成后，研究的进一步工作就是对标本进行筛选，并且在显微镜下观察筛选出来的标本，将观察结果与标准的三尾类蜉蝣进行系统比对。“这是非常繁琐和枯燥的工作。”黄建东说，“我要把有研究意义的化石标本手工描绘出来，有时候一天都无法完成一个前翅或者是后翅的绘图。”手工绘图完成后还需要经过扫描输入电脑，借助专门的图形编辑软件进行处理。另外，由于热河生物群中的三尾类蜉蝣首先由俄罗斯科学家发现，而且相关的权威文献大多是俄文的，研究时必须对那些文献进行翻译，这也需要花费巨大的心血。偶然中的必然在日复一日耐心细致的工作中，黄建东意外发现自己观察的采自辽宁北票、义县和河北平泉的义县组的蜉蝣标本与国外文献中标准的三尾类蜉蝣和类蜉蝣属其他成虫标本在翅展、脉序、中胸背板特征等存在较明显差异。黄建东观察的标本与典型的三尾类蜉蝣的不同点，总结起来主要有4点：前翅前缘脉(C)和径脉(RA)之间的末端翅膜加厚；径分脉(RS)的后支(RSp)不分叉；在前翅MP2和CuA1 之间有明显的闰脉(intercary vein)；前翅的翅展在32mm～，后翅略长于前翅的1/2。任东课题组据此建立了蜉蝣新属——美丽蜉蝣属(Epicharmeropsis)，并建立了两个新种：E. hexavenulosus，E. quadrivenulosus。俄罗斯著名的古生物学家Nina. D. Sinitshenkova获悉这个消息后，特地来到任东所在的实验室进行验证，在共同进行了一个多月的研究后，她率先认可了这个研究成果。对于这个结果，任东并不感到意外。他告诉记者，他的导师洪友崇先生早年对蜉蝣化石进行研究时就曾经提出了疑问，但是由于信息不畅，化石标本占有不够等原因未能找到更多的证据来进行验证。在获得了相对充足的标本，能够进行较为系统的比对后，这个发现也就水到渠成了。当然，黄建东的细致工作也是研究取得进展的重要因素，任东并没有掩饰对自己学生的赞赏。期待连锁反应任东告诉记者，21世纪以后，蜉蝣目化石的研究内容不再限于形态的描述，还涉及生态、地理分布、地层、系统发育等方面。任东认为，此次研究发现的新成果可能引发多米诺骨牌效应。首先，此次发现更正了前人的分类错误，原被认为是类蜉蝣属的化石应归入美丽蜉蝣属。近百年来一直沿用的热河生物群典型分子组成需要被改写。另外，蜉蝣系谱的划分也更加明晰。其次，作为一种水生昆虫，蜉蝣是按照水系分布的，种群不同意味着分布水系也不一样。例如，黄河流域与长江流域鱼的种群就不一样。所以可以认为，三尾类蜉蝣分布范围可能缩小为西伯利亚的外贝加尔和蒙古共和国。最后，曾经有学者按照水生节肢动物的分布情况，提出存在古黑龙江水系的观点。美丽蜉蝣属的发现，对于古黑龙江水系是否存在，起码从昆虫研究观点来看还需要进一步考证。“可以预见，美丽蜉蝣属发现和建立将是一系列古生物学新发现的前奏，我们也希望能够在接下来的研究中继续作出自己的贡献。”任东说。
作文网首页小学作文初中作文下载APPhot高中作文小升初作文中考作文展开作文 > 小学作文 > 六年级 > 议论文六年级议论文：物竞天择适者生存_650字网络资源2021-03-06 21:25:15小初高写作技巧在线指导 从六年级开始，我们添加了一门有趣而又富有知识性的新课——农业课。在这段时间里，我们体验到了当农民的艰辛，又充分地感受到了大自然无穷的奥妙，使我收获颇丰。最令我感触良多的便是我种的小塘菜。播种的时候，我耐心地、不厌其烦地数出了30颗小小的、毫不起眼的种子，小心地播进土里，仿佛它们是玻璃做的似的。几天后，已经有几颗心急的种子迫不及待地破土而出，用两片叶子进行光合作用，吸收太阳的精华，开启了美好的生命之旅。又过了几天，又有一批种子发芽了。它们不仅发芽的时间不同，就连生长的速度也不同，就像赛跑，开始领先的人不一定笑到最后。但尽管如此，幼苗的数量仍没有到三十颗，这是为什么呢？我百思不得其解。好奇心强烈的我翻阅书籍，上网查阅资料，终于豁然开朗：植物适应能力是有很大差异的。英国著名生物学家达尔文曾经说过：“物竞天择，适者生存。”也就是说，能适应自然环境的生物，最终才能在一次又一次的绝境中生存下来。如果不具有生存下来所必须的技能，那么冷酷的大自然就会无情地将你淘汰。不只是动物和植物，人也是一样，人与人之间的竞争法则就是成则为王，败则为寇。你的一生中，有无数竞争对手，但一开始的失败或落后并不代表你成功的可能性为零，只要你努力了、奋斗了，就会离成功越来越近。只有不断地在困境中磨练自己的意志，在逆境中改变自我、扭转局面，那么你才不会被自然和社会所淘汰！这次种菜经历让我懂得了深刻的道理，使我悟出了人生的真谛，不愧为一次人生的大彻大悟啊！中学生写作指导、写作素材、优秀作文以及有奖活动尽在“作文网”微信公众号写作没思路？素材不够用？在线老师随时随地教学，赶快点我下载吧 ！ >>>【学而思网校App】<<<精选推荐更多必备 | 小初高寒假作文提分必备推荐 | 快速提分绝招讲解，重难点串讲写作指导 | 1对1满分作文专项提升课字如其人 | 趁暑假，改善孩子的潦草字迹写作技巧 | 告别写作难，下笔有灵感规划 | 暑假不规划，开学差距大进入精选推荐频道 首页导航作文网 - 电脑版 ｜ 触屏版Copyright © 2020 京ICP备09032638号-30违法和不良信息举报电话：举报邮箱：手机站：|幼教网|奥数网|中考网|高考网
钢琴大师格拉芙曼在被采访时，说出了对中国学生的评价。他认为中国人太强调竞争。对此，我认为：竞争本身并没有错。我们应该时刻保持竞争意识。 “一位记者问钢琴大师格拉芙曼……”是的，记者问的是钢琴大师格拉芙曼，不是钢琴家格拉芙曼，也不是钢琴教师格拉芙曼。何谓“大师“?不就是指在某一行业或某方面出类拔萃的人么?若格拉芙曼不去竞争，而是选择安分地做个普通的钢琴家，他还会成为成为大师么?所以，格拉芙曼自己本身就是竞争中成功的`例子，却又大言不惭地批评中国人强调竞争，实在有点五十步笑百步。 “我觉得中国人太强调竞争，尤其要争第一……“这是格拉芙曼评价中的一部分，这句话几乎揭示了中国近代几十年快速发展的原因。中国能够如此迅速蓬勃地发展靠的不就是这股强烈的竞争意识吗?达尔文在《物种起源》中写道：物竞天择，适者生存。如果不去竞争，不时刻怀着竞争意识，中国根本不可能在险恶的国际环境中生存，更别提发展。所以，时刻保持竞争意识于个人、于国家都是极其重要的。 幸运的是，时至今日，竞争的意识和观念已经深入国人的心中。 “……而且在日常生活中不自觉地强调这种观念。”这是格拉芙曼评价中的另一部分，通过这一部分可知：重视竞争的观念已经深入人心，没有一颗常怀竞争的心是无法站在高处的。2015年5月分，位于临高县的临高中学，在海南省运动会篮球决赛中，大比分战胜夺冠热门海南中学，于15年后重新站上领奖台。海口是海南的省会，临高却只是一个年收入仅3亿的贫困县。可海南中学败了，事后教练反省，可以总结为两个字：轻敌。这个实例恰恰说明了无人竞争是多么可怕的事。无敌会让你自满，骄傲，最终导致失败。 有些人认为：时刻保持竞争意识会让自己变得很累。没错，但舒服是留给死人的，不在自己活着的时候去拼搏，难道要死了才去努力吗?全力去竞争不一定会让你活得很舒服，但会让你死的时候很充实。 中国作家大冰说过：你喜欢什么并不重要，重要的是你是否有能力去喜欢，是否有尽力去触碰，是否有定力去坚守，是否有权利去选择。逆水行舟，不进则退，不去竞争，便什么也不会得到。