中国科学院2023跨年科学演讲：复兴路上的科学力量.pdf

1 电磁学 /电动力学：现象、技术与思想 Électromagnétisme/Électrodynamique: Phänomene, Technologie Ohm, Joule, Lord Kelvin 8. Poisson, Hamilton, Grassmann, Maxwell, Clifford, Tait, Heaviside, Green, Neumann, Riemann, Voigt 9. Lorentz， Lorenz， Lenz 10. Hertz (Emil Cohn?) 11. J. J. Thomson, Poincaré, Einstein 12. Pauli， Dirac, Jordan 13. Schwinger， Feynman， Tomonaga, Dyson 人名作为电磁学单位 1. Coulomb 2. Ampère， 3. Oersted 4. Volta 5. Gauss, Tesla 6. Weber 7. Henry 8. Faraday 9. Ohm 10. Joule 11. Hertz 12. Siemens 电磁学 的数学 The most incomprehensible thing about the universe is that it is comprehensible. —Albert Einstein, Physics and Reality, 1936 大自然为人类提供了认识自然的自然路径！ 自然界有现成的 电现象、磁现象和光， 有现成的良导体金银铜 地有磁，日有光，云上有电 如果发展不出电磁学，那人类才对不起造物呢！ Physical phenomenon: 自然现象 Electricity is a Physical Phenomenon 雷電 (thunder/lightning): 短时、猛烈， 我们不知道它是什么。 注： Physis，自然； Nature，生产 2750 BCE 埃及 ，尼罗雷神 “Thunderer of the Nile” and described them as the “protectors“ of all other fish. 给你特殊的感受 产于墨西哥湾的 Lesser electric rayMarbled electric ray. Electric Ray, 电射线？ No， we are 电鳐 ， 一种 fish。 Torpedo, 不是鱼雷，那是电鯆 . ~1773年 , 卡文迪许 (1731-1810) 认为 electric ray 使用了电 (electricity) . 电鳗的名称是后来的，不知道当年叫啥 电压 : 0~600 V 电流密度： 0.5 A/𝑚2 中国科学院已经能够模拟电鳗 ，并试图回答 “ 电鳗咋不自动变成烤鱼呢？ ” Electric fish are reported by Arabic naturalists 电鳗能干翻鳄鱼 Electricity is a Physical Phenomenon 21 Stargazer, 仰望星空者？ 你才仰望星空呢，你们一宿舍 都仰望星空。 这是电鰧，是电瓶的祖先。 电有极！ 当琥珀 (electron) 遇到了毛皮电是一种自然现象 23 牛角梳？ 当琥珀 (electron) 遇到了毛皮、绸缎 Charged with electricity, with electric charge 琥珀仿佛带上了 (charged with)什么 琥珀 ~ ἤλεκτρον (electron) 树脂 (resin)， 琥珀 (amber) is fossil resin 松香 (rosin) umbrella 时时勤拂拭 容易惹尘埃 Electra and Orestes Electra (shining, the beaming sun, amber), 其 兄为 Orestes (Mountaineer), 他们是 Agamemnon 和 Clytaemnestra 的儿女 , 他们 合伙谋杀了母亲 Clytaemnestra Electra 后来 被演化出了 “ 电 ” 一词 一个姓 Oersted 的人发现电的磁效应 。 而 Electra 本身就意味着光 1862 年左右 ， 麦克斯韦猜测 光是电磁波 。 冥冥中有天意否 ？ Electra and Orestes ἤλεκτρον (electron) 别在西文里见着 Electro 就说是电 . 也别汉语里见着電就以为是 electricity. Electrum ( ἤλεκτρον) Electrotype of electrum coin from Ephesus, 625–600 BC. ΦΑΝΕΟΣ ΕΜΙ ΣΕΜΑ (retrograde, “I am the badge of Phanes”). Electrotype, 电 铸版 (板 )？ 模压版！ Electrum, 金银合金 可能是和 Amber 一样软乎 Charged with electricity, with electric charge. 如同 , electron(琥珀 ) 那样带上了什么东西。 什么东西呢？ 不知道哇！ Vitreous electricity: positive 正的 玻璃电 Resinous electricity: negative 负的 松香电 Electric Charge (荷上电 ) 问： 给你一种物质，你知道用什么物质摩擦 能让它带上电？怎么带正电、怎么带负电？ 答：你把物理学家当什么人了！ 摩擦起电比你想象的更复杂。 再来个栗子： 云彩是怎么带电的？ 上升的蒸汽同下 落的软雹摩擦带电的？同一种物质，气液态呃。 摩擦从前是带电 的唯一方式， 很有效的方式 问物理学 家去？ 29 Thales of Miletus (624BC—548/545 BC): Friction renders amber magnetic— electricity. 磁吸引 无需摩擦 . 电啥都吸引，磁可不是，但磁自然。 30