⑴ 道格尔9岁时受数学启蒙,11岁在乡村任教,14岁的时候在肯德尔学校中任教师!
你好:
中国古今26位著名数学家的故事
1.赵爽,三国时期东吴的数学家。曾注《周髀算经》,他所作的《周髀算经注》中有一篇《勾股圆方图注》全文五百余字,并附有数幅插图(已失传),这篇注文简练地总结了东汉时期勾股算术的重要成果,最早给出并证明了有关勾股弦三边及其和、差关系的二十多个命题,他的证明主要是依据几何图形面积的换算关系。
赵爽还在《勾股圆方图注》中推导出二次方程x+ax=A(其中a>0,A>0)的求根公式。
在《日高图注》中利用几何图形面积关系,给出了'重差术'的证明。(汉代天文学家测量太阳高、远的方法称为重差术)。
2.朱世杰(公元1300年前后),字汉卿,号松庭,寓居燕山(今北京附近),“以数学名家周游湖海二十余年”,“踵门而学者云集”(莫若、祖颐:《四元玉鉴》后序)。朱世杰数学代表作有《算学启蒙》(1299)和《四元玉鉴》(1303)。
《算术启蒙》是一部通俗数学名著,曾流传海外,影响了朝鲜、日本数学的发展。
《四元玉鉴》则是中国宋元数学高峰的又一个标志,其中最杰出的数学创造有“四元术”(多元高次方程列式与消元解法)、“垛积术”(高阶等差数列求和)与“招差术”(高次内插法)。
3.祖暅,祖冲之之子,同其父祖冲之一起圆满解决了球面积的计算问题,得到正确的体积公式。现行教材中著名的“祖暅原理”,在公元五世纪可谓祖暅对世界杰出的贡献。
4.祖冲之(429-500),中国南北朝时代南朝数学家、天文学家、物理学家。祖冲之的祖父名叫祖昌,在宋朝做了一个管理朝廷建筑的长官。祖冲之长在这样的家庭里,从小就读了不少书,人家都称赞他是个博学的青年。他特别爱好研究数学,也喜欢研究天文历法,经常观测太阳和星球运行的情况,并且做了详细记录。
宋孝武帝听到他的名气,派他到一个专门研究学术的官署“华林学省”工作。他对做官并没有兴趣,但是在那里,可以更加专心研究数学、天文了。
我国历代都有研究天文的官,并且根据研究天文的结果来制定历法。到了宋朝的时候,历法已经有很大进步,但是祖冲之认为还不够精确。他根据他长期观察的结果,创制出一部新的历法,叫做“大明历”(“大明”是宋孝武帝的年号)。这种历法测定的每一回归年(也就是两年冬至点之间的时间)的天数,跟现代科学测定的相差只有五十秒;测定月亮环行一周的天数,跟现代科学测定的相差不到一秒,可见它的精确程度了。
公元462年,祖冲之请求宋孝武帝颁布新历,孝武帝召集大臣商议。那时候,有一个皇帝宠幸的大臣戴法兴出来反对,认为祖冲之擅自改变古历,是离经叛道的行为。祖冲之当场用他研究的数据回驳了戴法兴。戴法兴依仗皇帝宠幸他,蛮横地说:“历法是古人制定的,后代的人不应该改动。”祖冲之一点也不害怕。他严肃地说:“你如果有事实根据,就只管拿出来辩论。不要拿空话吓唬人嘛。”宋孝武帝想帮助戴法兴,找了一些懂得历法的人跟祖冲之辩论,也一个个被祖冲之驳倒了。但是宋孝武帝还是不肯颁布新历。直到祖冲之死了十年之后,他创制的大明历才得到推行。
尽管当时社会十分动乱不安,但是祖冲之还是孜孜不倦地研究科学。他更大的成就是在数学方面。他曾经对古代数学著作《九章算术》作了注释,又编写一本《缀术》。他的最杰出贡献是求得相当精确的圆周率。经过长期的艰苦研究,他计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间,成为世界上最早把圆周率数值推算到七位数字以上的科学家。
祖冲之在科学发明上是个多面手,他造过一种指南车,随便车子怎样转弯,车上的铜人总是指着南方;他又造过“千里船”,在新亭江(在今南京市西南)上试航过,一天可以航行一百多里。他还利用水力转动石磨,舂米碾谷子,叫做“水碓磨”。
祖冲之晚年的时候,掌握宋朝禁卫军的萧道成灭了宋朝。
5.杨辉,字谦光,钱塘(今杭州)人,中国古代数学家和数学教育家,生平履历不详。由现存文献可推知,杨辉担任过南宋地方行政官员,为政清廉,足迹遍及苏杭一带,他署名的数学书共五种二十一卷。
(一)主要著述
杨辉一生留下了大量的著述,它们是:《详解九章算法》12卷(1261年),《日用算法》2卷(1262年),《乘除通变本末》3卷(1274年,第3卷与他人合编),《田亩比类乘除捷法》2卷(1275年),《续古摘奇算法》2卷(1275年,与他人合编),其中后三种为杨辉后期所著,一般称之为《杨辉算法》。
《详解九章算法》现传本已非全帙,编排也有错乱。从其序言可知,该书乃取魏刘微注、唐李淳风等注释、北宋贾宪细草的《九章算术》中的80问进行详解。在《九章算术》9卷的基础上,又增加了3卷,一卷是图,一卷是讲乘除算法的,居九章之前;一卷是纂类,居书末今卷首图、卷l乘除,卷2方田、卷3粟米、卷4衰分的衰分、反衰诸题、卷6商功的诸同功问题已佚。卷4衰分下半卷、卷5少广存《永乐大典》残卷中,其余存《宜稼堂丛书》中。从残本的体例看,该书对《九章算术》的详解可分为:一、解题。内容为解释名词术语、题目含义、文字校勘以及对题目的评论等方面。二、明法、草。在编排上,杨辉采用大字将贾宪的法、草与自己的详解明确区分出来。三、比类。选取与《九章算术》中题目算法相同或类似的问题作对照分析。四、续释注。在前人基础上,对《九章算术》中的80问进一步作注释。杨辉的“纂类”,突破《九章算术》的分类格局,按照解法的性质,重新分为乘除、分率、合率、互换、衰分、叠积、盈不足、方程、勾股九类。
杨辉在《详解九章算法》一书中还画了一张表示二项式展开后的系数构成的三角图形,称做“开方做法本源”,现在简称为“杨辉三角”。
吴学谋是中国数学家,生于广西柳州。从l940年起,他相继在桂林、百色、柳州,武汉求学。1956年毕业于武汉大学数学系。现任武汉数字工程研究所研究员。中学时代,他就超前自学。后来就广泛地进行学术研究,涉及理工医文社哲多种专题。主要是在哲学、数学、系统科学三领域苦筹自成体系的一家之言。他先后发表了200篇论文,出版了6本专著、编辑过20多本论文集,创办了跨学科的《科学探索学报》,入委过l5个出版物。入理过l5个学会、入学过20个组织(单位、国际会议)的在职或兼职研究员与教授等高职(特邀科技委、总部学委、主编、副主编、副理事长、顾问、国际会议副主席与学委),入册过30多种名人录(辞典、网络全书、年鉴等),另外得到国际上30多种荣誉候选提名。美国数学评论等国际刊物对其论著有过40多次评介。许多网络全书、手册、辞典、年鉴、教材与专著都引入了泛系哲学的条目或章节,国际上著名的对话式信息服务系统dis入库了他开创的泛系哲学与应用文献131篇(截自1990年止),一些国际会议也把泛系理论作为特定征文专题之一,国际名人录还专门为他精印了\'泛系缔造者\'的金宁封面。吴学谋参加过多种工农劳动和学术与社会活动,成为跨越哲学、数学、系统科学与自我科学的多栖创业人,他在理工医文社哲六合一的哲学专著《从泛系观看世界》的书后自白中说:
我是个枸喜己悲,狂放不羁,误失彷徨、大忧超脱等兼而有之的人。惨忙挣扎,灾险迭生,也幸缘不断,欢乐奋争;引人争议,也令人欣羡。\'
少年时的吴学谋爱钓鱼、养蚕、爬山;骑无鞍的劣马,读书时留过级,学过\'武侠\',打过穷架,冒险游泳多次出事侥幸生还,后来也多次跳级,中学与大学时都代老师为同班同学上课或作辅导。他早年就幻想成为对人类有所贡献的一代哲人,幻想小我与大我、有我与无我、自我与超我的协同显生。他研究的范围较广,先后喜欢过文学、医学、工程技术、化学、理论物理、数学、控制论、哲学等。
吴学谋的物质生活一向清贫艰苦,也多次遇险生还。许多研究工作是在坎坷的经历中完成的。例如他的逼近转化论虽研究起自他大学时代(1955年),但主要是在大学毕业后的劳动中完成的,他往往挑着担子在构思他的数学定理;在无灯的月下用意念盲写下有关的论述;在田头小休时,他就把结果画在手掌上;他还在梦中追捕灵感性的思想。
吴学谋长年每天平均干一般人两三天的工作,常常几天几夜连续作战。例如他与人联名的《磁流体力学的等价理论》就是在5天5夜写出采的,从收集材料、博览群书、到一批前沿性的结果的获得都是在随时准备为单位扫地出门氛围里于惨忙挣扎中完成的。他的专著《泛系理论与数学方法》是在春节假日里把自己关在办公室里一周时间完成的,为了谢绝客访,他在家门口写了个闹趣的英文条子:\'吴学谋宇宙飞行去了,一周后返回地球,谢谢来访,请留名以便回拜!\'
吴学谋能够在噪杂混乱不安定的情况下工作。但也间或无忧忘年地玩游,平时喜欢游泳、唱歌、跳舞、气功和幻想,除了研读各门学科的理论性著作外,也爱读神怪、魔幻、侦破、权谋与武侠小说和童话。他在研究中的许多灵感、构思与素材不是来自书本与文献,而是来自生活观察与社会接触,来自讲授、讨论与实践,来自迎接挑战后的反思。
50年代从学生时代起,吴学谋主要是按泛系观或按广义的系统、关系或及它们的种种复合与五互(互联互转互导互生互克)这种相对普适的观点开拓数学内跨专题的逼近转化论,后来又从泛系五互观开拓电磁介质动力学等价论,得到几百个具有前沿性特点的定理与理法(哲理、数理与技理的具体形式),70年代个期吴学谋才正式结合理工医文社哲的具体应用研究筹创泛系方法论与泛系哲学,经过15年的创业历程,拥有70多人的作者队伍,发表了400多篇文章,有4本专著、7册专辑和20次专栏,出版了《泛系学刊》,发展了自己的哲学七论(本体论、认识论、方法论、哲学逻辑、哲学范畴论、哲学真善美禅统一论、哲学人类论)与系统科学三论(系统论、控制论、信息论)以及一系列网络理法的数理枝理研究。得到几百个有哲理技理背景的具体理法和几百个数学结果,为上百个哲学,与科学范畴提供了现代化泛系化的形式,为沿承牛顿《自然哲学的数学原理》与希尔伯特第六问题的意向--哲理的数理技理化以及具体科学技术的哲理公理化进行-些新的具体探索,为网络理法提供了一种宏微兼顾新的多层联网。开拓了一种新的网络型的跨学科研究。
l978年以来,吴学谋讲过数理逻辑、离散数学、泛代数、模糊数学、应用数学、控制论、系统科学、心理学、教育学、医学等20多种课程,更多地是作了约二千小时近百次的泛系哲学与应用的讲学:大连、长沙、昆明、广州、北京、上海、湘潭、镇江、重庆、秦皇岛、贵阳、南京、兰州、武汉。并且先后为武汉数字工程研究所,华中理工大学、武汉海军工程学院、兰州大学、中国科学院昆明生态研究所等单位带过多批研究生,先后用泛系哲学辅导过200多篇论文的写作,涉及理工医文社哲几十种专题。这一些教学相长的活动对泛系哲学的创生起到重要的作用。
在国际上,吴学谋是世界一般系统与控制论组织理事(1983-),国际名人传记中心荣誉顾问(1990-),国际控制论学报编委(1984-)。法国busefal通讯编委(1981-),国际非线性力学大会学委与分会主席和主题发言人(1985),中美模糊数学会议分会主席(1984),国际沿江城市发展战略会议副主席(1991),国际自动推理会议程序委员(1992)。在数学界他先后任湖北省数学会常务理事兼系统科学与生物数学部主任(1978-1984),武汉工业与应用数学会副理事长(1989-),《模糊数学》(1981-1987)《应用数学》(1987-)副主编,《应用数学和力学》学报(1980-)与丛书(1985-)以及《模糊系统与数学》(1987-1990)常务编委,《数学研究与评论》(198l-)、《数学方法论丛书》(1989-)编委,1979年主办了国内早期大型的模糊数学讲习班、1980年主编了国内最早公开发行的模糊数学论文集《乏晰数学专辑》。在系统科学与计算机科学界,他先后是中国系统工程学会模糊系统与数学常务理事(1985-1990),武汉系统工程学会副理事长(1987-);湖北省知识工程学会副理事长兼泛系哲学专业委员会主任(1991-),中国计算机学会多植逻辑组领导小组成员与泛系逻辑组组长(1987-1990),中国现代设计法研究会总会学委(1987-),湖北省计算机学会安全专业委员会特约学术顾问(1990-)武汉时代科学院泛系工程研究所顾问兼研究员(1988-),《水平科学丛书》编委,《泛系学刊》编委(1991-),等。在其它具体科学技术与文化界,吴学谋先后任中国核学会计算物理学会常务理事(1982-1990),《计算物理》编委(1982-),武汉数字工程研究所研究员(1980-),华中理工大学、武汉工业大学(1981-)、兰州大学(1986-)、湖北函授大学(1987-)、湖北国防科技工业职工大学(1991-)等单位兼职教授,中国力学会理性力学与力学中的数学方法专业委员(1979-),湖北省力学会理事(1985-),中国舰船研究院科学技术委员会特邀科技委(1985-)、湖北省气功科学研究会常务理事(1987-)、《大众气功》编委(1988-),北京教授讲学团法治系统工程研究所研究员(1989-)、华光中医现代化研究所研究员(1988-)、《中医现代化》编委(1989-),《绿色文化丛书》副主编(1990-),等等。在哲学与自然辩证法界,吴学谋先后任《中国自然辩证法网络全书》编委(1983-),自然观研究会(1986-)与自然辩证法学会自然哲学专业委员会(1990-)顾问,兰州大学计算机科学系泛系哲学逻辑教授(1991.10.22--),系统哲学专业委员会熵与序学科组负责人之一,并多次入册哲学年鉴,等等。
由于种种历史条件,吴学谋在生活与政治上均有所波折,在学术上有许多误解,遇到许多阻难。他的逼近转化论从成稿到出版就经历将近四分之一个世纪,中间稿件还遭失落。吴学谋在他发表的哲理诗《事业与知音》中认为:\'追求一旦变成一种事业,它就成为一种痛苦的爱。人生就是奉献,是对事业的献身,也是一个寻觅事业知音惴惴不安而又欢乐战斗的历程。\'多年来吴学谋就是在生机与危机互伏的风风雨雨之中而上下求索的。他努力争取得到人们的帮助和理解,追求事半功倍以致事一功万,但也随时准备理解别人对他的不理解,甘于寂寞与孤独,甘于做蠢人--事万功一,即使事万功负,不业不成,出师未捷身先死而成为惨败者,他也庆幸自己有一个美好的心愿:竞业不息,意守胜利!
人贵自我奋斗而又主动服务于社会,人贱无所作为而又怨天尤人地等待社会的恩赐。
吴学谋认为,对历史、人生与事业的紧迫感与危机感,苦难的折磨、惨忙挣扎而又欢乐奋争的生活可以催塑一个衔领风骚的灵魂。作为一个现代型的开拓者,他很欣赏革命家黄兴屡败屡战的精神,有我中要有无我,无我中要有我,把有我与无我、小我与大我、自我与超我辩证地统一起来。吴学谋曾强调说:
要用旷古的境界去开拓伟大的事业。不要强化生活中悲剧性的成分,要从世界历史的高度来看待既有风险而又幸运的人生。在生活中会遇到一万件不如意的事,但要拼命创造;一万零一件有意义的事去压倒它们。自强助人,善与人同,克己应展,献身成趣,雄观寰宇,珍惜常乐……。
10.汪莱(1768一1813),是中国古代数学家,字孝婴,号衡斋,徽款县人。
知道了
⑵ 卡戴珊家族,为什么她们在时尚业总是充满争议
因为卡戴珊家族本身就是在一个充满的话题中出名的。
⑶ 如何看待肯达尔为百事可乐发展所做的努力呢
我觉得肯达尔非常努力。他通过各种手段将百事可乐带入了辉煌阶段,为百事可乐的发展做出了很大的贡献。
⑷ 可口可乐是哪产的 是中国的还是美国的
最初是种治咳嗽的糖浆!
后来被稀释后做为饮料出售了!!!
当时别人喝完后的第一反正都是"再来一杯"
我形容的比较简单,以前在电视上看到的!!!
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我刚从网上找的具体介绍:
可口可乐的发展历史
可口可乐是由美国乔治亚州亚特兰大药剂师约翰·彭伯顿发明的。他在1886年在家中后院发明了一种咳嗽糖浆后,拿了这种糖浆到附近的杰柯药局出售。1887年在一次幸运的意外中,有人把糖浆与碳酸水混合起来,于是今天家喻户晓的可口可乐便诞生了。
彭伯顿的会计师罗宾逊是一位古典书法家,为彭伯顿所发明的饮料起了一个响亮又易记的的名字“可口可乐”,并用美观的字体写出来,这个商标字体一直沿用至今。可口可乐初诞生时,头一天以每杯5分钱只出售了9杯,第一年生意只赚了50美元,连做广告的费用都不够。
1888年,彭伯顿去世,另一位商人约瑟·甘度拉将配方及所有生意都买下来,并于5年内推销至美国全国。1892年,艾萨·坎德勒2300美元取得可口可乐的配方和所有权,并成立了可口可乐公司。可口可乐于1908年进入亚洲,在菲律宾销售。1923年,亚特兰大的罗勃特·伍德鲁夫担任总裁,展开可口可乐另一个重要的新纪元。
今天,可口可乐公司是全球最大的饮料生产及销售商,拥有全世界最畅销五种饮料中的四种:可口可乐、健怡可口可乐、雪碧和芬达,公司旗下的产品超过100种。目前全世界近200个国家的消费者每日享用超过10亿杯可口可乐公司的产品。
可口可乐的营销文化
真正使可口可乐成为世界最畅销的饮料的人,是罗勃特·伍德鲁夫。他确立的营销理念就是“要让全世界的人都喝可口可乐”。在第二次世界大战时期,战争影响了美国民用经济,也使可口可乐陷入困境,伍德鲁夫从前线的老同学那里的到一个重要的信息,他得知前线的将士非常喜欢喝可口可乐这种饮料,心里就豁然一亮:当地人自然也可以喝这种饮料,这样就有两个消费群:一是前线的将士;二是当地的消费者。伍德鲁夫首先展开宣传攻势,公开宣传可口可乐对前线将士的重要不亚于枪弹,并亲自制定宣传纲要:一定要把可口可乐与前线将士的战地生活紧紧联系起来,要用满腔热情的语言激发饮者的欲望,还要写清饮料对胜利的影响。他命令三个一流的宣传人员起草宣传提纲,几经修改,将5万字的宣传稿浓缩成2万字,配上精选的照片,编了一套彩色的、图文并茂的“前方来信”、“士兵心愿”的小册子,起名为《完成最艰苦的战斗任务与休息的重要性》。小册子强调,在紧张的战斗中,应尽可能调剂战士的生活,当一个战士在完成任务后筋疲力尽,口干舌燥时最需要的就是喝一瓶可口可乐,这个宣传攻势收到了极佳的效果,最后连美国国防部都公开宣布:不论在世界任何角落,凡是有美军驻扎的地方,务必使每一个战士都能以5美分喝到一瓶可口可乐。这一供应计划的全部设备和经费,国防部将给予全力支持。当地不少可口可乐公司的员工,为要实现这个承诺,在战地不幸丧失性命。
伍德鲁夫的宣传攻势和营销战略很快赢得了极大的成功,可口可乐的名字很快传遍了全世界。一瓶普普通通的水,充其量只是99.7%的糖加水,为什么能变成一瓶征服全世界的魔水?其百年来畅销不衰的“秘密”究竟是什么?伍德鲁夫是一个极其精明的商业奇才,他懂得文化对人的影响力,要紧紧地、永久地抓住消费者,没有深层的文化力来推动是不行的。他网罗了高水平的心理学家、社会学家、精神分析学家,以及各类艺术设计人员。凡是能够利用的广告媒介和文化手段无不加以利用。他提出了制作广告的三条原则:怡神悦目、简洁有力、给人以清爽感。他对每一条广告都要亲自审查、反复推敲。要使广告做到“让公众产生一种新鲜感,进而向往和迷恋,而且又要使竞争对手无懈可击”。伍德鲁夫不仅在广告质量上倾注了巨大的精力,而且果断决策,把大把大把的钱投到广告上,1911年可口可乐的广告费就高达100万美元,到1941年把广告费追加到1000万美元,1948年追加又翻一番,达2000万美元,1958年又是翻了一番,增加到4000万美元,2000年达到1.9亿美元。
⑸ 请问有人知道《记忆神探》第三季第九集演金发女学生肯德尔的是谁么
史提夫·林恩·琼斯演员生于:1995 年 10 月 22 日(23岁),加利福尼亚州洛杉矶
⑹ 为什么凯莉疯狂嫉妒肯德尔
他们有一个不言自明的张力
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当然,他们是因为他们是Jenner姐妹,而他们不是凭出生才能的Kardashians。他们拥有处理Bruce Jenner转入Caitlyn的经验。但是他们之间有一种不言自明的紧张关系。他们在Instagram上空吻。他们假装贴出爱心的杜维字幕。但是这一切都是为了iPhone和E的相机而精心策划的。生产队。
⑺ 百事可乐前CEO去世,去世的原因是什么
根据相关媒体报道,当地时间9月19日,百事可乐公司前首席执行官唐纳德·肯德尔(Donald M. Kendall)去世,享年99岁,至于具体的去世原因并没有明确的公开说明。
每一个生命都有结束的时候,只不过长度和维度不一样,像唐纳德·肯德尔这样享年99岁去世,不管是因为什么原因去世,已经算是高寿了,唐纳德·肯德尔这一生驰骋商界,他的典型事迹仍然被作为广告营销界的典型教案,广为流传。
⑻ 金小妹为何在“讨人嫌”的道路上一去不回头
金小妹想做自己要做的事情吧,所以才会一去不回头。
⑼ 百事公司前首席执行官去世,他的一生都经历了什么
他的名字是唐纳德-肯德尔,他掌管百事公司期间,百事公司成为了全美国快餐和饮料业的巨头,通过一系列兼并收购,百事规模扩大了几十倍,而且百事在他的带领下对可口可乐的地位造成了严重威胁,最具传奇色彩的是他的运作下,百事可乐首先进入了苏联
⑽ 奇夸克 粲夸克 顶夸克 底夸克分别是什么
基本资料
夸克(英语:quark ) 日语:クォーク 朝鲜语:쿼크 希腊语:Quark 希伯来语:Quark 俄语:Кварковые 泰语:อนุภาคมูลฐานสามชั้น 阿拉伯文: كوارك 简介 (一个质子和一个反质子在高能下碰撞,产生了一对几乎自由的夸克。) 1964年,美国物理学家默里·盖尔曼和G.茨威格各自独立提出了中子、质子这一类强子是由更基本的单元——Quark组成的。它们具有分数电荷,是基本电量的2/3或-1/3倍,自旋为1/2。
编辑本段名称来源
夸克一词是盖尔曼取自詹姆斯·乔埃斯的小说《芬尼根彻夜祭》的词句“向麦克老大三呼夸克(Three quarks for Muster Mark)”。无非是指一个质子中有三个夸克。另外夸克在该书中具有多种含义,其中之一是一种海鸟的叫声。他认为,这适合他最初认为“基本粒子不基本、基本电荷非整数”的奇特想法,同时他也指出这只是一个笑话,这是对矫饰的科学语言的反抗。另外,也可能是出于他对鸟类的喜爱。
编辑本段夸克定义
所有的中子都是由三个夸克组成的,反中子则是由三个相应的反夸克组成的,比如质子,中子。质子由两个上夸克和一个下夸克组成,中子是由两个下夸克和一个上夸克组成。
编辑本段性质
电荷
夸克的电荷值为分数——基本电荷的−1⁄3倍或+2⁄3倍,随味而定。上、粲及顶夸克(这三种叫“上型夸克”)的电荷为+2⁄3,而下、奇及底夸克(这三种叫“下型夸克”)的则为−1⁄3。反夸克与其所对应的夸克电荷相反;上型反夸克的电荷为−2⁄3,而下型反夸克的电荷则为+1⁄3。由于强子的电荷,为组成它的夸克的电荷总和,所以所有强子的电荷均为整数:三个夸克的组合(重子)、三个反夸克(反重子),或一个夸克配一个反夸克(介子),加起来电荷值都是整数。例如,组成原子核的强子,中子和质子,其电荷分别为0及+1;中子由两个下夸克和一个上夸克组成,而质子则由两个上夸克和一个下夸克组成。
自旋
自旋是基本粒子的一种内在特性,它的方向是一项重要的自由度。在视像化时,有时它会被视为一沿着自己中轴转动的物体(所以名叫“自旋”),但是由于科学家们认为基本粒子应是点粒子,所以上述这个看法有点儿误导。 自旋可以用矢量来代表,其长度可用约化普朗克常数ħ来量度。量度夸克时,在任何轴上量度自旋的矢量分量,结果皆为+ħ/2或−ħ/2;因此夸克是一种自旋1⁄2粒子。沿某一轴(惯例上为z轴)上的旋转分量,一般用上箭头↑来代表+1⁄2,下箭头↑来代表−1⁄2,然后在后加上味的符号。例如,一自旋为+1⁄2的上夸克可被写成u↑。
弱相互作用
夸克只能通过弱相互作用,由一种味转变成另一种味,弱相互作用是粒子物理学的四种基本相互作用之一。任何上型的夸克(上、粲及顶夸克),都可以通过吸收或释放一W玻色子,而变成下型的夸克(下、奇及底夸克),反之亦然。这种变味机制正是导致β衰变这种放射过程的原因,在β衰变中,一中子(n)“分裂”成一质子(p)、一电子(e)及一反电子中微子(νe)(见右图)。在β衰变发生时,中子(udd)内的一下夸克在释放一虚W玻色子后,随即衰变成一上夸克,于是中子就变成了质子(uud)。随后W玻色子衰变成一电子及一反电子中微子。 n → p + e- + νe (β衰变,重子标记)
udd → uud + e- + νe (β衰变,夸克标记)
β衰变及其逆过程“逆β过程”在医学上都有常规性的应用,例如正电子发射计算机断层扫描。这两个过程在高能实验中也有应用,例如中微子探测。
图为六种夸克间弱相互作用的强度。线的“深浅”由CKM矩阵的元决定。 尽管所有夸克的变味过程都一样,每一种夸克都偏向于变成跟自己同一代的另一夸克。所有味变的这种相对趋势,都是由一个数学表来描述,叫卡比博-小林-益川矩阵(CKM矩阵)。CKM矩阵内所有数值的大约大小如下:,
其中Vij代表一夸克味i变成夸克味j(反之亦然)的可能性。 轻子(上图β衰变中在W玻色子右边的粒子)也有一个等效的弱相互作用矩阵,叫庞蒂科夫-牧-中川-坂田矩阵(PMNS矩阵)。PMNS矩阵及CKM矩阵合起来能够描述所有味变,但两者间的关系并不明朗。
强相互作用与色荷
夸克有一种叫“色荷”的性质。色荷共分三种,可任意标示为“蓝”、“绿”及“红”每一种色荷都有其对应的反色荷——“反蓝”、“反绿”及“反红”。每一个夸克都带一种色,而每一个反夸克则带一种反色。 掌管夸克间吸引及排斥的系统,是由三种色的各种不同组合所负责,叫强相互作用,它是由一种叫胶子的规范玻色子所传递的;下文中有关于胶子更详细的讨论。描述强相互作用的理论叫量子色动力学(QCD)。一个带某色荷的夸克,可以和一个带对应反色荷的反夸克,一起生成一束缚系统;三个(反)色荷各异的(反)夸克,也就是三种色每种一个,同样也可以束缚在一起。两个互相吸引的夸克会达至色中性:一夸克带色荷ξ,加上一个带色荷−ξ的反夸克,结合后色荷为零(或“白”色),成为一个介子。跟基本光学的颜色叠加一样,把三个色荷互不相同的夸克或三个这样的反夸克组合在一起,就会同样地得到“白”的色荷,成为一个重子或反重子。 在现代粒子物理学中,联系粒子相互作用的,是一种叫规范对称的空间对称群(见规范场论)。色荷SU(3)(一般简写成SU(3)c)是夸克色荷的规范对称,也是量子色动力学的定义对称。物理学定律不受空间的方向(如x、y及z)所限,即使座标轴旋转到一个新方向,定律依然不变,量子色动力学的物理也一样,不受三维色空间的方向影响,色空间的三个方向分别为蓝、红和绿。SU(3)c的色变与色空间的“旋转”相对应(数学上,色空间是复数空间)。每一种夸克味,f,下面都有三种小分类fB、fG和fR,对应三种夸克色蓝、绿和红,形成一个三重态:一股有三个分量的量子场,并且在变换时遵从SU(3)c的基本表示。这个时候SU(3)c应是局部的,这个要求换句话说,就是容许变换随空间及时间而定,所以说这个局部表示决定了强相互作用的性质,尤其是有八种载力用胶子这一点。
质量
在提及夸克质量时,需要用到两个词:一个是“净夸克质量”,也就是夸克本身的质量;另一个是“组夸克质量”,也就是净夸克质量加上其周围胶子场的质量。这两个质量的数值一般相差甚远。一个强子中的大部份的质量,都属于把夸克束缚起来的胶子,而不是夸克本身。尽管胶子的内在质量为零,它们拥有能量——更准确地,应为量子色动力学束缚能(QCBE)——就是它为强子提供了这么多的质量(见狭义相对论中的质量)。例如,一个质子的质量约为938 MeV/C2,其中三个价夸克大概只有11 MeV/c2;其余大部份质量都可以归咎于胶子的QCBE。 标准模型假定所有基本粒子的质量,都是来自希格斯机制,而这个机制跟未被发现的希格斯玻色子有关系。顶夸克有着很大的质量,一个顶夸克大约跟一个金原子核一样重(~171 GeV/c2),而透过研究为什么顶夸克的质量那么大,物理学家希望能找到更多有关于夸克,及其他基本粒子的质量来源。
性质列表
下表总结了六种夸克的关键性质。每种夸克味都有自己的一组味量子数(同位旋(I3)、粲数(C)、奇异数(S)、顶数(T)及底数(B′)),它们代表着夸克系统及强子的一些特性。因为重子由三个夸克组成,所以所有夸克的重子数(B)均为+1/3。反夸克的话,电荷(Q)及其他味量子数(B、I3、C、S、T及B′)都跟夸克的差一个正负号。质量和总角动量(J;相等于点粒子的自旋)不会因为反粒子而变号。 夸克按其特性分为三代,如下表所示: 夸克味的性质 名称 符号 质量(MeV/c) J B Q I3 C S T B′ 反粒子 反粒子符号
第一代
上 u 1.7 to 3.3 1⁄2 +1⁄3 +2⁄3 +1⁄2 0 0 0 0 反上 u
下 d 4.1 to 5.8 1⁄2 +1⁄3 −1⁄3 −1⁄2 0 0 0 0 反下 d
第二代
粲 c 1,270+70−90 1⁄2 +1⁄3 +2⁄3 0 +1 0 0 0 反粲 c
奇 s 101+29−21 1⁄2 +1⁄3 −1⁄3 0 0 −1 0 0 反奇 s
第三代
顶 t 172,000±900 ±1,300 1⁄2 +1⁄3 +2⁄3 0 0 0 +1 0 反顶 t
底 b 4,190+180−60 1⁄2 +1⁄3 -1⁄3 0 0 0 0 −1 反底 b
J= 总角动量、B= 重子数、Q= 电荷、I3 = 同位旋, C= 粲数、S= 奇异数、T= 顶数及B′ = 底数。 * 像4,190+180−60 这样的标记代表量测不确定度。以顶夸克为例,第一个不确定度是自然中的随机,第二个是系统的。注:每一味夸克都具有红、绿及蓝三种色的版本,但对上表所列的性质而言,三种版本都一样,故不列出。
编辑本段发现研究
除顶夸克外的五种夸克已经通过实验发现它们的存在,华裔科学家丁肇中便因发现魅夸克(又叫J粒子) 三色夸克图
而获诺贝尔物理学奖。近十年来高能粒子物理学家的主攻方向之一是顶夸克 (t)。 至于1994年最新发现的第六种“顶夸克”,相信是最后一种,它的发现令科学家得出有关夸克子的完整图像,有助研究在宇宙大爆炸之初少于一秒之内宇宙如何演化,因为大爆炸最初产生的高热,会产生顶夸粒子。 研究显示,有些恒星在演化末期可能会变成“夸克星”。当星体抵受不住自身的万有引力不断收缩时,密度大增会把夸克挤出来,最终一个太阳大小的星体可能会萎缩到只有七、八公里那么大,但仍会发光。 夸克理论认为,夸克都是被囚禁在粒子内部的,不存在单独的夸克。一些人据此提出反对意见,认为夸克不是真实存在的。然而夸克理论做出的几乎所有预言都与实验测量符合的很好,因此大部分研究者相信夸克理论是正确的。 1997年,俄国物理学家戴阿科诺夫等人预测,存在一种由五个夸克组成的粒子,质量比氢原子大50%。2001年,日本物理学家在SP环-8加速器上用伽马射线轰击一片塑料时,发现了五夸克粒子存在的证据。随后得到了美国托马斯·杰裴逊国家加速器实验室和莫斯科理论和实验物理研究所的物理学家们的证实。这种五夸克粒子是由2个上夸克、2个下夸克和一个反奇异夸克组成的,它并不违背粒子物理的标准模型。这是第一次发现多于3个夸克组成的粒子。研究人员认为,这种粒子可能仅是“五夸克”粒子家族中第一个被发现的成员,还有可能存在由4个或6个夸克组成的粒子。 陆陆续续地,共有九个实验群组宣称发现了penta-quark的证据。但是在其它较高能的实验组及其数据中,包括使用轻子对撞器如德国 DESY 的 ZEUS 实验,以及日本 KEK 的 Belle 与美国 SLAC 的 BaBar 两大 B介子工厂实验、以及使用强子对撞器的美国 费米实验室中的 CDF 与 D∅ 实验,都没有观测到应该存在的证据。因此,所谓的五夸克粒子(penta-quark)存在与否,还是一个极具争论性的话题。同时,春天八号也计划将会再提升其效能,以比目前强10倍的辐射光,获取更大量的实验数据,来进行统计上的确认。 现在人类只是大胆假设、科学求证,夸克是为了解释一些目前人类无法解释的现象而提出的可能存在的假设,但人类一直没找到夸克存在的直接证据。 夸克
1996年12月2日,《科技日报》发表了崔君达教授反驳何祚麻院士的文章《复合时空论并非病态科学》。崔在文中进一步指出:"物理学界并非全都公认夸克的存在。不同意见早在70年代就有了。我国物理学家朱洪元,诺贝尔奖得主量子力学奠基人海德堡都认为:全世界许许多多物理学家花了那么大的力量寻找夸克,如果夸克真的存在,早就应该找到了。 这位科学家如此否认夸克当然也不对,像那句“如果夸克真的存在早就应该找到了”显然是谬论,就等于说“如果癌症真的存在早就应该治好了”一样。 总之科学来不得半点虚假与情绪化。夸克不能直接证明它存在,也不能证明(哪怕间接)它不存在,它目前只是种假设。
编辑本段发现过程
19世纪接近尾声的时候,玛丽·居里打开了原子的大门,证明原子不是物质的最小粒子。很快科学家就发现了两种亚原子粒子:电子和质子。1932年,詹姆斯·查德威克发现了中子,这次科学家们又认为发现了最小粒子。 20世纪30年代中期发明了粒子加速器,科学家们能够把中子打碎成质子,把质子打碎成为更重的核子,观察碰撞到底能产生什么。20世纪50年代,唐纳德·格拉泽(Donald Glaser)发明了“气泡室”,将亚原子粒子加速到接近光速,然后抛出这个充满氢气的低压气泡室。这些粒子碰撞到质子(氢原子核)后,质子分裂为一群陌生的新粒子。这些粒子从碰撞点扩散时,都会留下一个极其微小的气泡,暴露了它们的踪迹。科学家无法看到粒子本身,却可以看到这些气泡的踪迹。 气泡室图像上这些细小的轨迹(每条轨迹表明一个此前未知的粒子的短暂存在)多种多样,数量众多,让科学家既惊奇又困惑。他们甚至无法猜测这些亚原子粒子究竟是什么。 默里·盖尔曼1929年出生于曼哈顿,是个名副其实的神童。3岁时,他就能心算大数字的 夸克之父盖尔曼
乘法;7岁拼单词比赛赢了12岁的孩子;8岁时的智力抵得上大部分大学生。可是,在学校里他感到无聊,坐立不安,还患有急性写作障碍。虽然完成论文和研究项目报告对他而言很简单,他却很少能完成。 尽管如此,他还是顺利地从耶鲁大学本科毕业,先后在麻省理工学院、芝加哥大学(为费米)工作,在普林斯顿大学(为奥本海默)工作。24岁时,他决定集中精力研究气泡室图像里的奇怪粒子。通过气泡室图像,科学家可以估测每个粒子的大小、电荷、运动方向和速度,但是却无法确定它们的身份。到1958年,有近100个名字被用来鉴别和描述这些探测到的新粒子。 默里·盖尔曼认为,如果应用关于自然的几种基本概念,就可能会弄清楚这些粒子。他先假定自然是简单、对称的。他还假定像所有其他自然界中的物质和力一样,这些亚原子粒子是守恒的(即质量、能量和电荷在碰撞中没有丢失,而是保存了下来)。 用这些理论作指导, 到今天为止我们对物质的结构的认识
盖尔曼开始对质子分裂时的反应进行分类和简化处理。他创造了一种新的测量方法,称为“奇异性(strangeness)”。这个词是他从量子物理学引入的。奇异性可以测量到每个粒子的量子态。他还假设奇异性在每次反应中都被保存了下来。 盖尔曼发现自己可以建立起质子分裂或者合成的简单反应模式。但是有几个模式似乎并不遵循守恒定律。之后他意识到如果质子和中子不是固态物质,而是由3个更小的粒子构成,那么他就可以使所有的碰撞反应都遵循简单的守恒定律了。 经过两年的努力,盖尔曼证明了这些更小的粒子肯定存在于质子和中子中。他将之命名为“k-works”,后来缩写为“kworks”。之后不久,他在詹姆斯·乔伊斯(James Joyce)的作品中读到一句“三声夸克(three quarks)”,于是将这种新粒子更名为夸克(quark)。 美国麻省理工学院(MIT)的杰罗姆·弗里德曼(Jerome Friedman)、享利·肯德尔(Henry kendall)和斯坦福直线加速器中心(SLAC)的理查德·泰勒(RichardTaylor),因1967年至1973年期间在斯坦福(Stanford)利用当时最先进的二公里电子直线加速器就电子对质子和中子的深度非弹性散射所做的一系列开创性的实验工作而荣获1990年诺贝尔物理奖.这说明,人们在科学上最终承认了夸克的存在. 加拿大人泰勒于1950年获得理学学士学位,1952年获得硕士学位,1962年在斯坦福获得博士学位,1968年成为斯坦福直线加速器中心的副教授,1970年提升为教授.美国人弗里德曼于1950年在芝加哥大学获得学士学位,1953年获得硕士学位,1956年获得博士学位,1960年他以副教授的身份来到麻省理工学院,1967年升为教授,1983—1988年任该院物理系主任.美国人肯德尔于1950年从阿姆海斯特学院获得学士学位,1954年在麻省理工学院获物理学博士学位,两年后任斯坦福的副教授,1967年在麻省理工学院任教授. 斯坦福直线加速器中心所做的实验与卢瑟福(E·Rutherford)所做的验证原子核式模型的实验类似.正象卢瑟福由于大量α粒子的大角度散射现象的观察,预言原子中有核存在一样,斯坦福直线加速器中心由前所未料的大量电子的大角度散射现象,证实核子结构中有点状组分,这种组分现在被理解为夸克. 盖尔曼(M·Gell—Mann)于1964年己预言过夸克的存在,与此同时,加利福尼亚理工学院(Caltech)的茨威格(G·Zweig)也独立地提出了这一预言.在斯坦福直线加速器中心——麻省理工学院所做的实验之前,没有人能拿出令人信服的动力学实验来证实质子和中子中有夸克存在.事实上,在那段时期理论学家对强子理论中夸克所扮演的角色还不清楚.正如乔尔斯考格(C·Jarlskog)在诺贝尔颁奖仪式上向瑞典国王介绍获奖者时所说的那样,“夸克假说不是当时唯一的假说.例如有一个叫‘核民主’的模型,认为没有任何粒子可以被叫做基本单元,所有粒子是同等基本的,是相互构成的.” 1962年斯坦福开始建造大的直线加速器,它的能量为10—20GeV,经过一系列改进后,能量可达到50GeV.两年后,斯坦福直线加速器中心主任潘诺夫斯基(W·Panofsky)得到几个年轻物理学家的支持,这些人在他担任斯坦福高能物理实验室主任时和他共过事,泰勒就是其中一员,并担任了一个实验小组的领导.不久弗里德曼和肯德尔也加入进来,他俩那时是麻省理工学院的教师,他们一直在5GeV的剑桥电子加速器上做电子散射实验,这个加速器是一个回旋加速器,它的容量有限.但是在斯坦福将有20GeV的加速器,它可以产生“绝对强”的射线束、高的电流密度和外部射线束.加利福尼亚理工学院的一个小组也加入合作,他们的主要工作是比较电子——质子散射和正电子——质子散射.这佯,来自斯坦福直线加速器中心、麻省理工学院和加利福尼亚理工学院的科学家组成了一支庞大的研究队伍(这支队伍称作A组).他们决定建造两个能谱仪,一个是8GeV的大接受度能谱仪,另一个是20GeV的小接受度能谱仪.新设计的能谱仪和早期的能谱仪不同的地方是它们在水平方向用了直线一点聚焦,而不是旧设备的逐点聚焦.这种新设计能够让散射角在水平方向散开,而动量在垂直方向散开.动量的测量可以达到0.1%,散射角的精度可以达到0.3毫弧度. 在那时,物理学的主流认为质子没有点状结构,所以他们预料散射截面将随着q2的增加迅速减小(q是传递给核子的四维动量).换句话说,他们预想大角度散射将会很少,而实验结果出乎意料的大.在实验中,他们使用了各种理论假设来估算计数率,这些假设中没有一个包括组元粒子.其中一个假设使用了弹性散射中观察到的结构函数,但实验结果和理论计算相差一个到两个数量级.这是一个惊人的发现,人们不知道它意味着什么.世界上没有人(包括夸克的发明人和整个理论界)具体而确切地说:“你们去找夸克,我相信它们在核子里.”在这种情况下,斯坦福直线加速器中心的理论家比约肯(J·Biorken)提出了标定无关性的思想.当他还是斯坦福的研究生时,就和汉德(L·Hand)一起完成了非弹性散射运动学的研究.当比约肯1965年2月回到斯坦福时,由于环境的影响,自然又做起有关电子的课题.他记起1961年在斯坦福学术报告会上听斯格夫(L·Schiff)说过,非弹性散射是研究质子中瞬时电荷分布的方法,这个理论说明了电子非弹性散射怎样给出原子核中中子和质子的动量分布.当时,盖尔曼把流代数引进场论,抛弃了场论中的某些错误而保持了流代数的对易关系.阿德勒(S·Adler)用定域流代数导出了中微子反应的求和规则.比约肯花了两年时间用流代数研究高能电子和中微子散射,以便算出结构函数对整个求和规则的积分,并找出结构函数的形状和大小.结构函数W1和W2一般来说是两个变量的函数.这两个变量是四维动量转移的平方q2和能量转移v,比约肯则认为,结构函数W2仅仅依赖于这些变量的无因次比率ω=2Mv/q2(M表示质子质量),即vW2=F(ω),这就是比约肯标度无关性.在得出标度无关性时,他用了许多并行的方法,其中最具有思辩性的是点状结构.流代数的求和规则暗示了点状结构,但并不是非要求点状结构不可.然而比约肯根据这种暗示,结合雷吉极点等其它一些使求和规则收敛的强相互作用概念,自然地得出了结构函数标定无关性. 标定无关性提出后,很多人不相信.正如弗里德曼所说:“这些观点提出来了,我们并不完全确认.他是一个年青人,我们感到他的想法是惊人的.我们预料看不到点状结构,他说的只是一大堆废话.”1967年末和1968年初,关于深度非弹性散射的实验数据已开始积累.当肯德尔把崭新的数据分析拿给比约肯看了以后,比约肯建议用标度无关变量ω来分析这些数据.按照旧方法描出的图,肯德尔说:“数据很散,就象鸡的爪印一样布满坐标纸.按比约肯的方法(vW2对ω)处理数据时,它们就用一种强有力的方式集中起来.我记起当时巴尔末发现他的经验关系时的感受——氢光谱的波长被绝对精确的拟合.”1968年8月,在第十四届国际高能物理会上,弗里德曼报告了第一个结果,潘诺夫斯基作为大会的领导很犹豫地提出了核子点状结构的可能性. 当从20GeV的能谱仪收集到6°和10°散射的数据后,A组就着手用8GeV能谱仪做18°、26°和34°的散射.根据这些数据发现第二个结构函数W1也是单一变量ω的函数,也就是说遵守比约肯标度无关性.所有这些分析结果,直到今天仍然是正确的,即使经过更精确的辐射修正,其结果的差异也不大于1%.从1970年开始,实验者们用中子作了类似的散射实验,在这些实验中,他们交替用氢(质子)和氘(中子)各做一个小时的测量以减小系统误差. 早在1968年,加利福尼亚理工学院的R·费因曼已经想到强子是由更小的“部分子”组成的.同年8月他访问斯坦福直线加速器中心时,看到了非弹性散射的数据和比约肯标度无关性.费因曼认为部分子在高能相对论核 也就是说结构函数与部分子的动量分布是相关的.这是一个简单的动力学模型,又是比约肯观点的另一种说法.费因曼的工作大大刺激了理论工作,几种新的理论出现了.在凯兰(C·Gllan)和格洛斯(D·Gross)得出W1和W2的比率R和部分子自旋紧密相关后,斯坦福直线加速器中心—麻省理工学院 尔曼对夸克的要求,从而淘汰了其它的假设.中子的数据分析清楚地显示出中子产额不同于质子产额,这也进一步否定了其它的理论假设. 一年以后,在欧洲核子研究中心的重液泡室做的中微子非弹性散射,对斯坦福直线加速器中心的实验结果做了有力的扩展.为了考虑夸克之间的电磁相互作用和中微子之间弱流相互作用的区别,把斯坦福直线加速器中心对 与斯坦福直线加速器中心的数据完全符合.后来的μ子深度非弹性散射、电子—正电子碰撞、质子—反质子碰撞、强子喷注都显示了夸克—夸克相互作用.所有这些都强有力地证明了强子的夸克结构. 物理学界接受夸克用了好几年的时间,这主要是由于夸克的点状结构与它们在强子中的强约束的矛盾.正象乔尔斯考格在诺贝尔颁奖仪式上所说的那样,夸克理论不能完全唯一地解释实验结果,获得诺贝尔奖的实验表明质子还包含有电中性的结构,不久发现这就是“胶子”.在质子和其它粒子中胶子把夸克胶合在一起.1973年格洛斯、威耳茨克(F·Wilczek)和鲍里泽尔(H·D·Politzer)独立地发现了非阿贝尔规范场的渐近自由理论.这种理论认为,如果夸克之间的相互作用是由色规范胶子引起的,夸克之间的耦合在短距离内呈对数减弱.这个理论(后来被叫做量子色动力学)很容易地解释了斯坦福直线加速器中心的所有实验结果.另外,渐近自由的反面,远距离耦合强度的增加(叫红外奴役)说明了夸克禁闭的机制.夸克之父,盖尔曼1972年在第十六届国际高能物理会议上说:“理论上并不要求夸克在实验室中是真正可测的,在这一点上象磁单极子那样,它们可以在想象中存在.”总之,斯坦福直线加速器中心的电子非弹性散射实验显示了夸克的点状行为,它是量子色动力学的实验基础. 1967年温伯格和萨拉姆分别独立地得到了弱电统一的规范理论,而1970年为把夸克弱作用引入该模型,格拉肖等人改进了由卡比伯所引入的在经典四费米弱作用中使用的方法,引入了粲夸克,并在1974年被证实需要引入.1973年日本物理学家小林诚(Makoto Kobayashi),益川敏英(Toshihide Maskawa),为解释弱作用中时间反演的破坏,引入了第三代夸克,并被实验证实,获得了2007年的诺贝尔物理学奖.