A. 秘戀物理久戰避孕套有沒有副作用
避孕套持久裝能夠安全有效避孕。在正確使用方式下,可降低感染艾滋病和其他性病的機會,例如衣原體、生殖道皰疹、淋病、梅毒等。使用時無任何異物感,能最充分的激發快感。而且避孕套持久裝副作用是非常微小的,可以說沒有任何副作用。另外,在使用避孕套持久裝時需注意:1.
避孕套持久裝含有天然橡膠成份,可能會引起過敏反應;2.如發現避孕套成黏膠狀、過分乾涸及有明顯破損,切勿使用;3.可同時使用水溶性潤滑劑,切記不要使用石油產品之潤滑劑;4.避孕套只適於放於乾爽的地方,並避免陽光直接照射。
B. 20世紀初物理學兩大危機是什麼
物理學危機
物理學在為我們解釋周邊物質世界的同時,也為我們營造出了內容豐富、思維縝密、不斷創新、妙趣無窮的理論方法和實驗體系。20世紀的近代物理學革命與19到20世紀之交的物理學形勢相關,那時物理學上空有兩朵所謂烏雲,使得一些物理學家驚呼出現了物理學危機。近代物理學革命不僅解決了兩朵烏雲導致的這場危機,而且把整個物理學都置於以量子論和相對論兩大理論為支柱的現代物理學的基礎之上。 F[eWnYT[
6`(; b}[:
19世紀的最後一天,歐洲著名的科學家曾經歡聚一堂,會上,有一位英國著名的物理學家湯姆生,回顧物理學所取得的偉大成就時說,物理大廈已經落成,所剩的只是一些修飾工作,同時他在展望20世紀物理學前景時,卻若有所思地講,動力理論肯定了熱和光是運動的兩種方式,但在它的美麗而晴朗的天空卻被兩朵烏雲籠罩了,第一朵烏雲出現在光的波動理論上,第二朵烏雲出現在關於能量均分的麥克斯韋波茲曼理論上。這兩朵烏雲,現在被量子論跟相對論所驅散,雖然目前今天的物理學,誠然面臨著一些重要的理論與實驗問題亟待解決,比如類星體的能源問題,暗物質、暗能量和反物質的問題,愛因斯坦場方程的宇宙項問題,中微子振盪問題,質子衰變問題等。但是到現在為止,物理學家還沒有人像19世紀20世紀驚呼物理學的危機。相對論和量子論在科學各個領域的擴展與應用,雖然已經取得了很大成功,但科學永無止境,沒有到非常完善的成動,看來一直作為精密科學典範的物理學還是魅力未減,作為其他經驗科學基礎的地位短時期還不會改變。現在我們的科學技術發展的重心開始向生命科學,向信息科學等傾斜,但是物理學依然是基礎,數學依然是基礎,是重要的工具,這一點並沒有改變。物理學的巨大魅力還在於它從理論認識中,延伸出眾多的技術原理,20世紀物理學為我們這個社會提供了四個主要的新技術原理,這就是核能技術,半導體技術,包括大規模集成電路的技術,激光技術和超導技術。半導體技術和激光技術還衍生出網路技術,雖然在20世紀近代物理學革命以後,在約為3/4世紀的時間內,物理學並沒有發生新的基礎性的革命性的重大變革,物理學的進展主要還表現為對於相對論量子論的完善及推廣應用上,但這並不意味著物理學的發展已經走到了盡頭。
在19世紀末,經典物理學理論已經發展到相當完備的階段.幾個主要部門----力學,熱力 O-~?k%>b
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學和分子運動論,電磁學以及光學,都已經建立了完整的理論體系,在應用上也取得了巨 .p7 L7}-]
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大成果.其主要標志是:物體的機械運動在其速度遠小於光速的情況下,嚴格遵守牛頓力 "Wl43jVl
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學的規律;電磁現象總結為麥克斯韋方程組;光現象有光的波動理論,最後也歸結為麥克 +W7XX.!>
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斯韋方程組;熱現象有熱力學和統計物理的理論.在當時看來,物理學的發展似乎已達到 Q8aCDI&Y
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了顛峰.於是,多數物理學家認為物理學的重要定律均已找到,偉大的發現不會再有了, qOxStC
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理論已相當完善了.以後的工作無非是在提高實驗精度和理論細節上作些補充和修正,使 T=y*vF
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常數測得更精確而已.英國著名物理學家開爾文在一篇瞻望20世紀物理學的文章中,就曾 Y{mtHo
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談到:"在已經基本建成的科學大廈中,後輩物理學家只要做一些零碎的修補工作就行了." rQU*"V ;
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然而,正當物理學界沉浸在滿足的歡樂之中的時候,從實驗上陸續出現了一系列重大發現. 4# :`"(#~U
V6Qv=0
如固體比熱,黑體輻射,光電效應,原子結構cdots cdots這些新現象都涉及物質內部的 l'nSg>y
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微觀過程,用已經建立起來的經典理論進行解釋顯得無能為力.特別是關於黑體輻射的實 u`f=WT-
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驗規律,運用經典理論得出的瑞利-金斯公式,雖然在低頻部分與實驗結果符合得比較好, }[G="K<T
OV Xf f;
但是,隨著頻率的增加,輻射能量單調地增加,在高頻部分趨於無限大,即在紫色一端發散, z\eru+w)
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這一情況被埃倫菲斯特稱為"紫外災難";對邁克爾遜-莫雷實驗所得出的"零結果"更是令 E[]8v~%
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人費解,實驗結果表明,根本不存在"以太漂移".這引起了物理學家的震驚,反映出經典物 *ipY|f
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理學面臨著嚴峻的挑戰.這兩件事被當時物理學界的權威稱為"在物理學晴朗的天空的遠 !2*'enNPfw
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處還有兩朵小小的,令人不安的烏雲".然而就是這兩朵小小的烏雲,給物理學帶來了一場 WYPW: q
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深刻的革命. Tr#p?NP
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下表列出了世紀之交物理學上有重大意義的實驗發現: `KO)V[F
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Uu)Sqf'
mbox{年代}& mbox{人物}& mbox{貢獻} 0Bae',f
rB=lpA@ay
1895 & mbox{倫琴} & mbox{發現X射線} !sdR,S\;@
Xg8b^x gpR
1896 &mbox{貝克勒爾}& mbox{發現放射性} D[#d@ OK+P
#Bo>AKw-S1
1896 &mbox{塞曼} & mbox{發現磁場使光譜線分裂} !#< j[<Q\
#KFDTsP?
1897 &mbox{J.J湯姆生} &mbox{發現電子} :f>H#x4[
sV k%!
1898 &mbox{盧瑟福} & mbox{發現}alpha.eta mbox{射線}---- &>+AOO(
mUWPNg.F
1898 &mbox{居里夫婦} &mbox{發現放射性元素釙和鐳} {*D:"m
C*O2 :tx
1899--1900 &mbox{盧梅爾和魯本斯等人} &mbox{發現熱輻射能量分布曲線偏離維恩分布率} p:-0F|0
p"DWKH`
--1900 &mbox{維拉德} &mbox{發現了}gammambox{射線} 1bY *Q.
p.P1F2n
1901 &mbox{考夫曼} &mbox{發現電子的質量隨速度增加} t{fGs]Y39t
x'+=!br1/(
1902 &mbox{勒那德} &mbox{發現光電效應基本規律} (9YT m)
o JF+x4j
1902 &mbox{里查森} &mbox{發現熱電子發射規律} 'g^#R,Z`<
!(O 9/zy
1903 &mbox{盧瑟福} &mbox{發現放射性元素的蛻變規律} {CD R^wXr]
jag}vcGcr(
end *qF (A HGl
)J:0 FQ
這些新的物理現象,打破了沉悶的空氣,把人們的注意力引向更深入,更廣闊的天地;這一系 @7 >EU
bIu#B?6A&4
列新發現,跟經典物理學的理論體系產生了尖銳的矛盾,暴露了經典物理理論中的隱患,指 TiB bxb[
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出了經典物理學的局限.物理學只有從觀念上,從基本假設上以及從理論體繫上來一番 >2UUha
m~zN2gxZ
徹底的變革,才能適應新的形勢. 8\9Hb(Y
,j4%k$
由於這些新發現,物理學面臨大發展的局面: ;*b6F+nM
-i8'b
1.電子的發現,打破了原子不可分的傳統觀念,開辟了原子研究的嶄新領域; 4x`VTx
K"q&hd.{2H
2.放射性的發現,導致了放射 學的研究,為原子核物理學作好必要的准備; Ig-`]PMht
d5W|?VBEI
3.以太漂移的探索,使以太理論處於重重矛盾之中.為從根本上拋開以太存在的假設,創立狹 "RV;Y
q3rA]}{
義相對論提供了重要依據; $p-DCq{5
908)d$MsSy
4.黑體輻射的研究導致了普朗克黑體輻射定律的發現.由此提出了能量子假說,為量子理論 !30|=;OXU8
*#ZlBs+
的建立打響了第一炮. 7;jF7R.
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總之,在世紀之交的年代裡,物理學處於新舊交替的階段.這個時期,是物理學發展史上不平 23MJ]hD.wW
)%Twa&JD
凡的時期.經典理論的完整大廈,與晴朗天空的遠方漂浮著兩朵烏雲,構成了19世紀末的畫 x/b}eW Rs
7k7Sz0
卷;20世紀初,新現象,新理論如雨後春筍般不斷涌現,物理學界思想異常活躍,堪稱物理學 Y#JR@@pQ
V|Pq!Wmb?
的黃金時代.這些新現象與經典理論之間的矛盾,迫使人們沖破原有理論的框架,擺脫經典 o@miKUh~^
tysh,=X
理論的束縛,在微觀理論方面探索新的規律,建立新的理論. <N_lYKX3
F~mvlW
二舊量子論的建立 e _1y(
G{IJ lr`
20世紀初,新的實驗事實不斷發現,經典物理學在解釋一些現象時出現了困難,其中表現最 @u` P e7m
'l90'K
為明顯和突出的是以下三個問題:1.黑體輻射問題;2.光電效應問題;3.原子穩定性和原子 ^ a a=,94
N <) H.
光譜.量子概念就是在對這三個問題進行理論解釋時作為一種假設而提出的. HX!a)pe
5D5P
2.1 黑體輻射的研究 =u.e~gr6r
Q"yX2=OJe
熱輻射是19世紀發展起來的一門新學科,它的研究得到了熱力學和光譜學的支持,同時用到 +` K cT@z
a^nzjhx
了電磁學和光學的新興技術,因此發展很快.到19世紀末,由這個領域又打開了一個缺口,即 f8JgByS3v
c*SQ55Dp
關於黑體輻射的研究,導致了量子論的誕生. {rlxKh33
8Be "d+F
為了得出和實驗相符合的黑體輻射定律,許多物理學家進行了各種嘗試. VpgADX/q
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1893年德國物理學家維恩(Winhelm Wein,1864-1928)提出一個黑體輻射能量分布定律,即 _#jJ~
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維恩公式.這個公式在短波部分與實驗中觀察到的結果較為符合,但是在長波部分則明顯地 ;:U)[AvD
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與實驗不符.1900年英國物理學家瑞利(Rayleigh)和金斯(J.H.Jeans)又提出一個輻射定律, 7D ddSX>\
VHoj@j4
即瑞利-金斯公式,這個公式在長波部分與觀察一致,而在短波(高頻)部分則與實驗大相徑庭, -gNRa$I*,o
WX,O5StDg
導致了所謂的"紫外災難".這個"災難"使多數物理學家敏銳地看到,經典物理正面臨著嚴重 lyc\[r[:I
Ge1 k5
的危機.
李醒民:物理學危機的產生及其實質 PvqDX/yS
[內容提要] 本文在考察了物理學危機的產生及物理學家對危機反應的基礎上,著重論述了物理學危機的實質。作者認為,物理學危機主要是物理學本身的危機,物理學危機在哲學上的表現則是由物理學本身的危機派生出來的,而且,哲學方面的危機也主要是機械唯物主義的危機。 c#e<#tX
l cNPyk
一、物理學危機的產生 ziH$M
自1687年牛頓的集大成著作《自然哲學的數學原理》出版以來,物理學此後兩百年間基本上是在牛頓力學的理論框架內發展起來的。到十九世紀後期,已經形成了經典物理學的嚴整理論體系,幾乎能說明所有已知的物理現象。當時,囿於機械論自然觀的物理學家普遍認為,一切物理現象都能夠從力學的角度來說明,未來的物理學真理將不得不在小數點後第六位中去尋找。 4P#^K<o
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正當物理學家怡然自得、盲目樂觀之時,一些實驗事實卻在他們心頭暗暗地投下了陰影。1887年.邁克耳孫和莫雷通過精密的實驗,發現在地球和以太之間並沒有顯著的相對運動,從而動搖了較為流行的菲涅耳的靜止以太說。但是,靜止以太說不僅為電磁理論所要求,而且也受到早先的光行差現象和斐索實驗的支持。這樣,作為光現象和電磁現象傳播媒質的以太這一力學模型在性質上就難以自圓其說,光學和電磁學的力學基礎於是面臨著某種危險。 M3/H
^[email protected]
經典理論所無法解釋的新的實驗事實,即所謂的「反常現象」接踵而來,氣體比熱的實驗結果也與能量均分定理發生了尖銳的沖突。十九世紀中葉,玻耳茲曼和麥克斯韋提出的能量均分定理能夠解釋許多現象,對於常溫下的一般固體和單原子氣體的比熱,也能給出比較滿意的答案。但是對於雙原子和多原子氣體,實測的定壓熱容量與定容熱容量之比顯著地大於理論計算值。開耳芬1900年4月27日在英國皇家學會的講演中,曾稱上述兩個疑難為「在熱和光的動力理論上空的十九世紀的烏雲」 。 \<|+oT6@
r7)=XB]QR
開耳芬畢竟把物理學的天空看得過於晴朗了。其實,當時物理學的天空並非只有「兩朵烏雲」,早在他講演之前,就已經是「黑雲壓城城欲摧」,「山雨欲來風滿樓」了!事實上,在十九世紀末,光電效應、黑體輻射,原子光譜等實驗事實也接二連三地和經典物理學理論發生了嚴重的對立。 =b3i1eYA88
^S!@pH+I*
物理學危機可以說是從1895年之後真正開始的。特別是由於放射性的發現和研究,有力地沖擊了原子不可分、質量不可變的傳統物質觀念。就連那些頑固堅持舊觀點的人,也無法反對大量確鑿的實驗證據,至多隻能抱一種走著瞧的態度。 V@& |yc,h
qk#?Kn8'!
1895年11月8日到12月28日,倫琴在德國維爾茨堡大學實驗室研究陰極射線時發現了X射線。倫琴的發現不僅引起了驚訝,而且產生了轟動,它打開了一個奇妙的新世界。隨後,鈾放射性(1896年)、電子(1897年)、放射性元素釙和鐳(1898年)等一系列沖擊經典物理學理論基礎的新發現紛至沓來。在此基礎上,盧瑟福和索迪於1902年提出了元素嬗變理論。 {HDnE~
^GUKW|1@
這一系列接踵而至的新發現不僅動搖了整個物理學的基礎,而且也震撼了兩百多年來在自然科學領域占統治地位的機械自然觀,於是出現了所謂的物理學危機。面對著無法納入力學理論框架的新事物,當時在一些科學家中間曾流行著諸如「物質消失了」,「科學破產了」之類的奇談怪論。這一切,在物理學界造成了一定的思想混亂,進一步加深了物理學危機的嚴重性。 h%L ?nF
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二、物理學家對危機的反應 $Xt^F@
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在世紀之交,物理學家是怎樣看待物理學危機的呢? U3wk h qlB
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當時,物理學家一開始都沒有覺察到物理學危機,至少是沒有意識到危機的嚴重性。他們依然堅信經典力學的理論框架是整個理論物理學大廈賴以建立的基礎,是所有其它科學分支賴以產生的根源。誰也沒有想過,整個物理學的基礎可能需要從根本上加以改造。 pu;(r%s.
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英國科學界元老開耳芬沒有覺察到物理學危機。他只是認為,物理學的發展不過是遇到了幾個較為嚴重的困難而已,這些困難能夠通過適當的方案逐一加以解決,而無須觸動整個物理學的基礎。因此他對於動搖這個基礎的新實驗和新理論往往持懷疑態度,甚至公開站出來反對。 !m+ zf9]
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引起所謂「紫外災難」的黑體輻射問題本來大大加劇了經典物理學的危機。可是,就連當時深深捲入這個問題的維恩、瑞利、洛倫茲等人都沒有意識到這種危機。他們力圖在經典理論的框架內解決難題,因而始終找不到正確的出路。甚至連量子論的創始人普朗克當時也沒有認識到這種危機。因此,他的開創性的工作不是自覺的,而是被迫的。難怪普朗克在邁出了關鍵性的一步後便開始猶豫彷徨,他懷疑自己的推導可能有某種缺陷,竭力設法把量子論與經典理論調和起來。至於維恩、瑞利,直到1905年都不同意量子概念,洛倫茲在1908年的羅馬講演中也表示難以接受普朗克的理論。 0r$P_k
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在玻耳茲曼看來,實際上存在著一種危機,但它只是哲學危機,而物理學本身不存在危機。玻耳茲曼1904年在美國聖路易斯國際技術與科學會議的講話中表示,問題在於哲學錯誤而不在於科學研究的不可矯正的缺點。物理學的迅猛發展清楚地表明,錯誤在於把研究某些普遍特徵的問題,如因果性的本質、物質和力的概念等任務託付給哲學了,而「哲學在闡明這些問題時顯然是無能為力的。」 玻耳茲曼認為,反對哲學的斗爭是使物理學獲得解放的首要條件,因而他十分激烈地進行了這一斗爭。玻耳茲曼是一位堅定的機械唯物主義者,他所反對的當然是一些唯心主義的哲學流派。他之所以這樣做,是因為無論在他生前或死後,以實證論為代表的唯心主義哲學思潮廣為流行,許多人錯誤地認為物理學危機導致了科學的破產和唯物主義的失敗,從而引起了一定的思想混亂。例如奧斯特瓦爾德就宣稱,物理學的發展已經面臨著危機。要消除這種危機,只能藉助於物質消失的哲學見解,把實體的屬性讓給能量(即唯能論)。皮爾遜也聲稱,「當前的危機實際在於」,「人們把物質看做是物理學的基本概念,」「現在似乎很顯然,電必定比物質吏為根本。」皮爾遜由此得出唯心主義的結論:「渴求給每一個概念都賦予客觀性,是完全沒有必要的。」 這些一度時髦的哲學很容易把物理學引入歧途,玻耳茲曼堅決反對它們是值得稱道的。但是,他的作法沒有、也不可能取得過大成效,因為作為他的戰鬥武器的機械唯物主義也正處於深刻的危機之中。而且,他又斷然否認物理學本身存在危機,這就使他無法對症下葯。因此玻耳茲曼雖然早先為經典物理學的發展做出了傑出的貢獻,但是在世紀之交物理學大變革時期,他卻看不到變革經典理論及其基礎的必要性和緊迫性,未能對已經出現的物理學革命的形勢提出有預見性的見解。 *FR0-HlR
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1905年之前,愛因斯坦還是一個默默無聞的年輕人,他不可能有多少言論和文章公諸於世。但是,從他後來的追憶以及別人所寫的有關材料中,我們可以清楚地看到,愛因斯坦在世紀之交對物理學危機具有深邃的洞察和獨到的見解。在前人的實驗和研究工作的基礎上,愛因斯坦看到物理學危機表現在兩個基本方面。其一是力學和電動力學兩種理論體系之間嚴重不協調。在這方面,他認為消除危機的出路是:擺脫居統治地位的教條式的頑固,擯棄絕對空間和絕對時間觀念,就能為整個物理學找到一個可靠的新基礎。其二是由於普朗克對熱輻射的研究而突然使人意識到危機的嚴重性。這就好像地基從下面給挖掉了,無論在什麼地方也看不到能夠進行建築的堅實基礎了。值得注意的是,愛因斯坦透過一些實驗事實與舊理論的矛盾,進一步察覺到經典物理學理論基礎,即其基本概念和基本原理的危機。因此,他漸漸對那種根據已知事實用構造性的努力去發現真實定律的可能性感到絕望了;他確信,只有發現一個普遍的形式原理,才能使我們得到可靠的結果。由於愛因斯坦對物理學危機和擺脫危機的出路具有真知灼見,因此他能夠以破竹之勢,於1905年一舉在上述兩方面取得劃時代的突破,全面打開了物理學革命的新局面,使物理學有可能消除危機。 ^aNkh,S,
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在當時科學界的知名人士當中,對物理學發展形勢看得最為清楚的是法國數學家、物理學家和天文學家昂利•彭加勒。他在1905年出版的《科學的價值》中,第一個明確地提出了物理學危機,並對它進行了比較全面的分析和論述。彭加勒認為,物理學危機是新的實驗發現與經典物理學的基本原理發生了無法調和的矛盾。危機是好事而不是壞事,它預示著一種行將到來的變革(彭加勒把鐳譽為「當代偉大的革命家」),是物理學進入新階段的前兆。他正確地指出,要擺脫危機,就要在新實驗事實的基礎上重新改造物理學,使力學讓位於一個更為廣泛的概念。他一再肯定經典理論的固有價值,尖銳地批判了「科學破產」的錯誤論點。他還預見到了新力學的大致圖景,對科學的前途滿懷信心
三、物理學危機的實質 *!Ito}T
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盡管彭加勒在《科學的價值》中專用一章(第八章:物理學當前的危機)詳盡地論述了物理學危機,但是他主要是從物理學的角度看待這個問題的,他沒有徹底地從認識論的角度加以發揮,正如列寧所說,「他對這個問題的哲學方面沒有多大興趣」。 Sg:N=v\
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可是,法國的哲學問題著作家萊伊在《現代物理學家的物理學理論》(1907年)一書中非常詳細地論述了這一方面。在談到物理學危機的實質究竟是什麼時,萊伊說,在十九世紀前六十年中,物理學家在一切根本問題上是彼此一致的。他們相信對自然界的純粹力學的解釋,他們認為物理學無非是比較復雜的力學,即分子力學。他們只是在把物理學歸結為力學的方法問題上,在機械論的細節問題上有分歧。現在,物理化學的科學展示給我們的景況看來是完全相反的。嚴重的分歧代替了從前的一致,而且這種分歧不是在細節上,而是在基本的、主導的思想上。一方面,萊伊指出,物理學危機是「新的大發現所引起的典型的發育上的危機,」「危機會引起物理學的改革(沒有這點就不會有進化和進步)」,「從而新的時期就開始了。」「在若干年後觀察事件的歷史家,會很容易地在現代人只看到沖突、矛盾、分裂成各種學派的地方,看到一種不斷的進化。看來,物理學近年來所經歷的危機也是屬於這類情況的(不管哲學的批判根據這個危機做出什麼結論)。」另一方面,萊伊又指出,「對傳統機械論所作的批判破壞了機械論的這個本體論實在性的前提。在這種批判的基礎上,確立了對物理學的一種哲學的看法。」「依據這種看法,科學不過是符號的公式,是作記號的方法。」(轉引自文獻[5],第259~262,311~312頁,以下引用該書只注頁碼)列寧在分析了物理學危機和萊伊的有關評論後強調指出:「觀代物理學危機的實質就是:舊定律和基本原理被推翻,意識之外的客觀實在被拋棄,這就是說,唯物主義被唯心主義和不可知論代替了。」(第264頁) !pE^K
t4B?
對於物理學危機的實質的看法,目前存在著兩種不同的見解。第一種見解認為,列寧強調了危機的兩個方面,即物理學方面和哲學方面。例如,有人說,這兩方面在於:第一,這是舊概念、理論、原則等等與物理學的最新發現相矛盾;第二,這否定了在意識之外存在著客觀實在。有人雖然也認為,物理學危機是物理學理論的變革和做出唯心主義認識論的結論相結合所造成的,但是卻強調,關鍵在於做出唯心主義的結論所造成的。第二種見解則斷然認為,物理學根本不存在什麼危機問題。例如,有人說:「危機」不是發生在物理學問題上,而是發生在哲學認識論問題上。有人說:危機並不是由自然科學本身引起的,而是唯心主義和不可知論侵入了自然科學領域的結果。 l .NdNv0
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第二種見解顯然是錯誤的。首先,它完全違背前述的物理學發展的歷史事實,這是最根本的一點。事實上,物理學危機是物理學本身發展過程中出現的一種必然現象,它是新的革命性的發現與舊的基本概念和基本原理發生了尖銳的、不可調和的矛盾的結果,而不是唯心主義和不可知論侵入自然科學領域的結果。要知道,物理學不僅在它的孕育時期,而且從它誕生的第一天起就遭到過唯心主義和不可知論的侵襲(甚至還沒有擺脫神學觀念),此後也無時無刻不受到侵襲,但是物理學並沒有老是處於危機狀態。可見,唯心主義和不可知論侵入物理學並不是物理學危機產生的根本原因。 /uV<qAYF
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其次,科學發展的「危機—革命」觀(恕我用此名詞代表彭加勒等人的科學發展觀)是符合某些科學部門在某個歷史時期的發展實際的。最早提出物理學危機的彭加勒就依據歷史事實認為,當前的物理學危機是物理學本身的危機,其實質是新的實驗事實與經典物理學的基本原理(卡諾原理、相對性原理、牛頓原理、拉瓦錫原理、邁爾原理)發生了尖銳的矛盾,這些矛盾是在舊理論框架內無法解決的。彭加勒認為,物理學發展史向我們表明,物理學在此之前已經歷過一次危機(中心力物理學的危機),它促使我們「捨去舊的見解」把物理學推向一個新的階段(原理物理學)。彭加勒指出,當前原理物理學又面臨危機,而擺脫危機的出路在於:「力學必須讓位於一個較為廣泛的概念,這種概念將能解釋力學,而力學卻不能解釋這種概念。」 !V}$zJi
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被譽為自然科學大革新家的愛因斯坦不僅在世紀之交洞察到經典物理學在兩個方面存在著嚴重的危機,而且後來還多次闡述他的科學發展的「危機-革命」觀。在愛因斯坦看來,差不多科學上的重大進步都是由於舊理論遇到危機,在實在跟我們的理解之間發生劇烈沖突時出現的,這種沖突迫使我們排除根深蒂固的偏見,創造出新觀念和新理論,從而導致科學革命。愛因斯坦在1922年8月寫了一篇文章,題目就叫做「論理論物理學的現代危機」 。他在該文中指出,一定的基本概念和基本假設(基本原理)構成了物理學的基礎。「科學的進步會引起它的基礎的深刻的變革」,「近二十年來已經弄清楚,物理學的這個基礎……抵抗不住新的實驗數據的沖擊」,它同實驗「甚至產生了內在矛盾」(危機),從而標志著「整個物理學的基礎可能需要從根本上加以改造」(革命)。愛因斯坦的這些議論具有真知灼見。 ^TaA^s.
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當代科學史家和科學哲學家庫恩進一步使「危機-革命」觀系統化。庫恩在《科學革命的結構》一書中不僅把「危機」作為他的科學發展的動態模式(前科學→常規科學→危機→科學革命→新的常規科學……)的重要環節,而且用相當篇幅專門論述了「危機」。在庫恩看來,當一種反常現象達到看來是常規科學的另一個難題的地步時,就開始轉化為危機和非常科學。一切危機都是從一種範式開始變模糊時開始的,同時一切危機都隨著範式的新的候補者出現,以及隨後為接受它斗爭而告終。危機是科學發展進程中的一個重要階段,是新理論誕生的前奏。危機的意義在於,它可以指示更換工具的時刻已經到來。危機是新理論出現所必需的前提條件,只有清醒地認識到危機和產生危機的根源,才有可能毅然決然地拋棄舊理論框架,自覺地尋找新理論框架,並以此為基礎重建新的理論體系;相反,看不到危機的根源和危機的嚴重性,就難以感覺到變革舊理論基礎的必要性和緊迫性,至多隻能在舊理論的框架內修修補補,甚至還會把別人所發現的觸及舊理論基礎的新現象、所提出的革命性的.新概念和新理論當做異端邪說而加以反對。而不能容忍危機的人,無疑已經被迫拋棄科學。庫恩的這些思想是值得肯定和借鑒的,物理
C. 延時避孕套哪種好
其實,有些男性朋友的早泄症狀是因為心理問題造成的,如果讓自己保持一份平穩的心態,保持樂觀,消除那些負面心理,讓自己變得自信起來,久而久之就可以克服早泄。 要是用噴劑的話建議可以使用 耐美兒噴劑,大醫院的醫生給開的也是這個,沒有副作用,純天然效果好。
D. 男性持久避孕套原理是怎樣的
延時避孕套主要有兩類,一種是杜蕾斯的延時避孕套主要是採用葯物苯佐卡因延時,通過使用麻葯麻痹龜頭來達到延時作用。還有一種像倍力樂久戰組合避孕套是物理延時,是一種特別的專利技術,通過物理鍛煉達到延時效果,完全沒有副作用。
E. 有關物理方面的問題
鐵、鋼、鎳、鈷等鐵磁材料,沒有受外磁場的作用時,其分子電流所產生的合成磁矩在宏觀上等於零,因而不呈現磁性。當鐵磁材料被引入外磁場時,在外磁場的作用下,內部分子磁矩排列整齊的過程稱為磁化。某些鐵磁物質一經磁化。即使去除外磁場後,仍有很大的剩餘磁感應強度,因此被廣泛地應用於儀表與微電機等設備中用以產生磁場。
愛因斯坦的廣義相對論預言:引力波(也稱重力波)的主要性質有:在真空中以光速傳播;攜帶能量和與波源有關的信息;是橫波,在遠源處為平面波;最低次為四極輻射;輻射強度極弱;物質對引力波吸收效率極低,引力波穿透性極強,地球對引力波幾乎是透明的;其偏振特性為兩個獨立的偏振態等。法意合建的引力波探測器剛剛完工,將在2004年正式啟用。強有力的證據顯示,引力波不僅是愛因斯坦的假設,這種證據來自對中子星的觀察。甚至愛因斯坦都認為引力波可能永遠也探測不到,要觀測到引力波從技術上來說困難是無以復加的。如果把世界上所有探測器的成本加起來,捕捉引力波的代價無疑是天文數字。
在「廣義相對論」發表近90年之後的今天,這種神秘莫測的波終於有可能向我們展示真面目。現在對引力波的研究方興未艾,反引力或稱反重力研究又提上了日程,這項研究可能獲得的成果或許將徹底實現人類實現恆星際航行的夢想,科學家值得為這項研究投入畢生的精力和才華。
■名詞解釋
引力波
引力波也稱重力波。早在1916年,愛因斯坦在提出「廣義相對論」時就預言了引力波的存在。但只有宇宙中體積極大、密度極高的物體——例如超新星、塌縮的黑洞和中子星——釋放出的引力波才能被探測到:某個超新星短暫地爆發出像數十億個恆星組成的星系一樣明亮的光芒,隨後其碎片紛紛射向宇宙深處。但它的影響遠遠不止這些。超新星會令時空結構發生震顫,並波及到數百萬光年以外的地方。這種現象被稱為引力波。
中子星
中子星是巨星爆炸的產物,它們由中子構成,通常全部物質都壓縮在像一座城市那麼大的空間里。有些中子星自轉速度極快,間歇性地釋放出無線電波,天文學家可以利用無線電望遠鏡識別這些電波。
人們還不能直接探測到引力波,因為它的破壞性能量在廣闊無垠的宇宙空間中被大大「稀釋」了。如果你能靠近一個超新星,引力波就會把你和周圍的一切撕成碎片。但等引力波到達地球時,它只能令時空產生最輕微的波動。
廣義相對論預言存在引力波
在「廣義相對論」發表近90年之後的今天,這種神秘莫測的波終於有可能向我們一展真面目。過去幾年裡,天文學家在美國、日本和德國設置了探測器,最近又在義大利距離比薩市12公里的地方設置了一個。這座法意合建的探測器名為「Virgo」,剛剛完工,將在2004年正式啟用。這是一項大工程,而且耗資不菲。「Virgo」有一條長3公里的隧道,位於義大利比薩市的郊區,而隧道只是「Virgo」的部件之一。在日本國立天文台內,也有一條直角邊長為300米的等腰直角三角形的隧道,一台名為「TAMA300」的激光干涉儀型的引力波檢測裝置不久前開始運轉,這是世界上率先搜尋引力波的努力之一。
引力波也稱重力波。早在1916年,愛因斯坦在提出「廣義相對論」時就預言了引力波的存在。相對論認為時間和空間是不可分割的。我們不能再把三維空間與滴答作響的時鍾分別對待,它們其實都是時空結構的組成部分。但廣義相對論的一個推論還有待證實:如果一個物體突然運動,它應該以引力波的形式釋放能量,就像鈴鐺搖動時會響一樣。在理論上這適用於所有物體,包括人類。但只有宇宙中體積極大、密度極高的物體———例如超新星、塌縮的黑洞和中子星———釋放出的引力波才能被探測到:某個超新星短暫地爆發出像數十億個恆星組成的星系一樣明亮的光芒,隨後其碎片紛紛射向宇宙深處。但它的影響遠遠不止這些。超新星會令時空結構發生震顫,並波及到數百萬光年以外的地方。這種現象被稱為引力波,天文學家們都努力地想第一個證明它的存在,他們可能最終帶領我們一路追溯到宇宙大爆炸的源頭。所有理論都需要證據支持,但尋找證據非常困難。人們還不能直接探測到引力波,因為它的破壞性能量在廣闊無垠的宇宙空間中被大大「稀釋」了。如果你能靠近一個超新星,引力波就會把你和周圍的一切撕成碎片。但等引力波到達地球時,它只能令時空產生最輕微的波動。要觀測到引力波從技術上來說困難是無以復加的,無異於測量銀河的寬度並把結果的誤差保持在3厘米之內。因此甚至愛因斯坦都認為引力波可能永遠也探測不出來。
引力波的確存在
建設「Virgo」歷時6年,費用約為5500萬英鎊。如果把世界上所有探測器的成本加起來,捕捉引力波的代價無疑是天文數字。幸虧沒有人認為這項工作會徒勞無功。強有力的證據顯示,引力波不僅是愛因斯坦的假設。這種證據來自對中子星的觀察。中子星是巨星爆炸的產物,它們由中子構成,通常全部物質都壓縮在像一座城市那麼大的空間里。有些中子星自轉速度極快,間歇性地釋放出無線電波,天文學家可以利用無線電望遠鏡識別這些電波。這種中子星被稱為脈沖星。1974年,美國物理學家約瑟夫·泰勒和拉塞爾·赫爾斯第一次發現了一對脈沖雙星。他們發現這兩個天體的親密環繞正變得越來越接近。盡管變化的幅度很小(大約每年只靠近1厘米),但它的意義卻非同小可。這意味著兩個天體正在損失能量,而且這種軌道變化與相對論的預測完全吻合。泰勒和赫爾斯認為能量正在以引力波的形式釋放,這一發現使他們獲得了1993年的諾貝爾獎。
「Virgo」和其他新建的引力波探測器一樣,都是一種大型的激光干涉儀,專門利用引力波的特性來捕捉它。這種特性是:引力波令時空沿一個方向軸拉伸,沿與其垂直的另一個方向軸壓縮。人們可以通過持續測量這兩個方向上的距離,發現某一時刻出現在兩個方向上的距離拉伸與壓縮。就像所有的大型魔術一樣,科學家們也利用鏡子來做到這一點。從激光器發射的光線通過一個分裂器,分裂器把光束分別傳送到L形連接的兩個管道里,形成垂直角度。每個管道盡頭掛有一面鏡子,把兩條光束反射回去,在交點匯合。人們特意改變了兩道光的波長,這樣它們反射回來時正好能互相抵消。這里設置有一個記錄光線的光電二極體,平時它不會顯示有光出現。但如果有引力波經過,兩束光的傳播距離會出現差異。那麼當兩束光交匯時,波形就不會完全乾涉,從而導致發光。
「Virgo」的技術規格之高令人嘆為觀止。鏡子表面非常光滑,凸凹幅度小於百分之一微米(1微米等於百萬分之一米)。而且它們對光的反射率達99.999%。激光器也非同尋常,因為它製造的光束是迄今最穩定的。那麼,「Virgo」觀測到引力波的可能性有多大呢?加的夫大學的班哥拉·沙塔普拉卡什教授說:「我們預計每年會有一到兩次雙黑洞合並的現象。這些預測是在不確定的理論基礎上做出來的,因此幾率可能更低。所以如果我們在三四年內什麼都沒有看到也是不足為奇的。」在此之後,就是對愛因斯坦理論真實性的檢驗了。人們計劃對「Virgo」和其他引力波探測器進行升級,因此到2010年它們的靈敏度會提高10倍。這可以令觀測范圍擴大1000倍,在這么大的區域里,每年,也許是每天,都應該有形成引力波的天體活動。如果人們仍然一無所獲,那將對天文物理學產生重大影響。沙塔普拉卡什說:「如果還不能發現引力波,我們將不得不開始懷疑天文物理學家的某些基礎模型是否正確,例如雙星系統是如何形成的。」
反重力研究再入科學家視線
愛因斯坦的廣義相對論預言:引力波的主要性質有:在真空中以光速傳播;攜帶能量和與波源有關的信息;是橫波,在遠源處為平面波;最低次為四極輻射;輻射強度極弱;物質對引力波吸收效率極低,引力波穿透性極強,地球對引力波幾乎是透明的;其偏振特性為兩個獨立的偏振態等。引力波是波動形式和有限速度傳播的引力場。
愛因斯坦雖然在1916年曾預言加速的質量可能有引力波存在,但他提出的引力波與坐標的選取有關,在某一個參考系看來,引力波可能有能量,而換一個參考系可能就沒有。因此在提出引力波存在的初期,包括愛因斯坦本人在內的大多數人對引力波都持懷疑態度。1956年,皮拉尼提出一個與坐標系選取無關的引力波定義;1957年,邦迪進而從理論上證明與坐標系選取無關的平面引力波的存在。1959年,邦迪、皮拉尼和羅賓森更進一步證明,靜止物體在引力波脈沖作用下會產生運動,於是間接地證明引力波攜帶能量,並可被探測到。由於引力輻射極其微弱,目前還不能在實驗室里發射可供探測的引力波,而大質量天體的激烈運動,比如雙星體系公轉、中子星自轉、超新星爆發,理論預言的黑洞的形成、碰撞和捕獲物質等過程,都能輻射較強的引力波。
多年來,各國科學家都在致力於探測引力波,美國馬里蘭大學的科學家韋伯首創用一根鋁棒作為天線進行探測,並聲稱探測到了不能排除是引力波的信號,但其他科學家都沒有得到這一結果,韋伯的結論沒有得到公認。現在對引力波的研究方興未艾,反引力或稱反重力研究又提上了日程,這項研究可能獲得的成果或許將徹底實現人類實現恆星際航行的夢想,科學家值得為這項研究投入畢生的精力和才華。中國科學家在這方面已經做了有價值的實驗和研究。
自從英國科幻小說作者威爾斯描述了「反重力」(能夠屏蔽重力影響,使宇宙飛船飛向月球)後,反重力已經成為人類一個多世紀的夢想。如果反重力是確實存在的,它必將改變整個世界。汽車、火車、輪船,所有你能想到的交通系統,都能通過從引力場中獲取的能量驅動。這一會改變世界科學界和航空航天界禁忌的反重力研究,目前再次受到人們的關注,因為有消息說世界上最大的飛機製造商波音公司正在探索一些新概念,這些新概念可能在將來某一天徹底改變一個世紀來的推進技術。
波音公司進行的反重力研究概括起來就是該公司一個名為「先進空間推進技術重力研究(Grasp)」的項目。《簡氏防務周刊》獲得的一份有關文件闡述了波音公司認為該項目獲得成功的重大意義。文件中寫道:「如果反重力是確實存在的,它必將改變整個航空航天事業。」這種評價可能還不夠。如果反重力是確實存在的,它必將改變整個世界。汽車、火車、輪船,所有你能想到的交通系統,都能通過「無推進劑推進」———一種從重力場中獲取能量的模式來驅動。
盡管,反重力是人們一個美好的夢想,但是傳統科學長期認為,反重力是不可能的。1992年4月,已故的英國索爾福德大學教授、當時擔任英國航天防禦系統戰略項目負責人的布賴恩·揚在倫敦機械工程師學會發表演講,他在演講中解釋了為什麼進行反重力研究與航空航天業乃至世界都有關。「Grasp」簡報說明了波音公司為什麼必須僱傭俄羅斯材料專家葉夫根尼·波德克列特諾夫的原因。波德克列特諾夫聲稱發明了可以屏蔽重力影響的裝置。
1992年,任職於芬蘭坦佩雷技術大學的波德克列特諾夫向一家英國物理學雜志提交了一篇論文,他描述了被置於高速旋轉的超導體(極低溫度時失去電阻)上面的一個物體如何失去將近2%的重量。這篇論文泄漏給了一家報紙。一來因為它涉及禁忌的「反重力」概念,二來因為它在主流物理界掀起了軒然大波,波德克列特諾夫被學校開除了。但這位俄羅斯人的研究吸引了美國國家航空航天局的注意,該局早已同亨茨維爾亞拉巴馬大學的一位研究員有聯系,這位研究員宣稱她能製造出一種類重力場,能夠利用高速旋轉超導體排斥或吸引物體。
在20世紀90年代中期,位於亞拉巴馬州的美國國家航空航天局馬歇爾航天中心在重復波德克列特諾夫的實驗時失敗了。但是,該中心承認,不知道這位俄羅斯人製作超導盤的獨特方法,它在很大程度上是在盲目地進行研究。
幾年前,美國國家航空航天局向俄亥俄州哥倫布超導元件公司支付60萬美元,製造波德克列特諾夫曾使用過的裝置,並且聘請了這位俄羅斯人做顧問。這項實驗雖然被延期了,但該項實驗的負責人羅恩·科措爾自信實驗可以完成。現任職於莫斯科化學研究中心的波德克列特諾夫,進一步發展了自己的思想。他同義大利科學家喬瓦尼·莫達內塞聯合發表了一篇論文,詳細介紹了一種「沖量重力發生器」的研究工作,它能對所有物體產生一種斥力。該設備使用一個強放電源「發射器」和一個超導「發射器」,製造出了一種「重力沖量」。波德克列特諾夫說:「時間很短,沿著放電的線路以極快的速度(實際上是瞬時)進行傳播,經過許多不同物體,沒有任何顯著的能量損失。」他說,實驗結果是對光束擊中的任何物體都產生了推力作用,大小同物體質量成正比。波德克列特諾夫在調整一個激光瞄準裝置時說,他的實驗裝置已經顯示有能力擊倒1公里外的物體,他聲稱,這一裝置用同樣的能量可以擊倒200公里外的物體。正是波德克列特諾夫的「沖量重力發生器」的研究工作引起了波音公司的注意。在那份「Grasp」簡報中,波音公司描述了該裝置發出的光束如何不受任何電磁屏蔽影響,可以穿透任何物體而達到目標。
「淘金熱」正在升溫
在英國范堡羅航空展上,即將離任的波音「幻影研究」項目負責人喬治·米爾納承認其公司對波德克列特諾夫的研究和其他反重力裝置感興趣。米爾納同時稱其公司相信這些裝置蘊含的科學原理。他說:「其中的物理學原理看來是成立的,包含基本的科學原理,它們沒有打破物理學法則。」「Grasp」文件指出其他大航空航天工業公司——如英國航空航天系統公司和洛克希德-馬丁公司等也同波德克列特諾夫進行過接觸。波音公司可能因先行一步而在「淘金熱」中走在前面。50年前包括馬丁公司、貝爾飛機公司和聯合烏爾梯飛機公司等許多航空工業公司對反重力研究表現出了類似的興趣,隨即又變得沉默了。一些人揣測沉默是基於這樣的事實,整個反重力研究因其可以改變世界的潛能被歸屬為最高機密。
事實上,一時看不到前景的反重力研究至少可追溯到20世紀20年代,當時美國發明家托馬斯·湯森·布朗發明了一種盤狀電容器,其朝上的一面接正極,朝下的一面接負極,電容器有朝正極方向升起的趨勢。美國國家航空航天局的一位科學家申請了一項能產生推力作用的「二維非對稱電容板」———一種盤狀帶電裝置的專利。不知是不是巧合,現在進行的研究同布朗的想法非常相似。波音公司承認,正在位於西雅圖的「夢幻工廠」研究反重力裝置,被困很久的魔鬼就要從瓶子里鑽出
當一切物體在進行航天飛行時,它們的重量都不見了,這種現象稱為「失重」。其實完全失重是一種理想的情況,在實際的航天飛行中,航天器除受引力作用外,不時還會受到一些非引力的外力作用。例如,在地球附近有殘余大氣的阻力,太陽光的壓力,進入有大氣的行星時也有大氣對它的作用力。根據牛頓第二定律,力對物體作用的結果,是使物體獲得加速度。航天器在引力場中飛行時,受到的非引力的力一般都很小,產生的加速度也很小。這種非引力加速度通常只有地面重力加速度的萬分之一或更小。
為了與正常的重力對比,我們就把這種微加速度現象叫做「微重力」。其實,航天器即使只受到引力作用,它的內部實際上也存在微重力,這是因為航天器不是一個質點,而是一個具有一定尺寸的物體。
失重現象看到或知道的人不少,但是微重力環境是一種很有價值的資源,知道的人可能就不多了。眾所周知,在地球上,任何物體都受到重力作用,生產過程、物理現象、化學變化、生命生理活動都不可避免地要受到重力的影響。如在地球上,重力給材料加工製造帶來許多不良影響,如重的沉在下面,輕的浮在上面,使材料質地不勻,產生分層現象。又如,加溫時,冷暖空氣因為比重不同會產生對流,因而難以生產出高質量的晶體。
但在空間站,在太空梭和人造衛星等航天器的微重力環境中,生產過程和生命活動都不受重力影響(或影響甚微),這樣就能夠生產出地球上無法生產的新材料、新產品,培育出地球上沒有的新物種。例如,在微重力狀態下,沒有重的下沉、輕的上浮現
象和冷熱空氣的對流,因而可生產出質地均勻純凈的新材料、晶體和新葯物;在微重力狀態下,冶煉不需要容器,因而可避免高溫冶煉給材料帶來雜質和污染;在微重力狀態下,液態重金屬的表面張力很大,因而能夠生產出非常標準的球體如滾珠等;微重力狀態對生物的生長發育有明顯的促進作用,能培育出優良物種。