A. 秘恋物理久战避孕套有没有副作用
避孕套持久装能够安全有效避孕。在正确使用方式下,可降低感染艾滋病和其他性病的机会,例如衣原体、生殖道疱疹、淋病、梅毒等。使用时无任何异物感,能最充分的激发快感。而且避孕套持久装副作用是非常微小的,可以说没有任何副作用。另外,在使用避孕套持久装时需注意:1.
避孕套持久装含有天然橡胶成份,可能会引起过敏反应;2.如发现避孕套成黏胶状、过分干涸及有明显破损,切勿使用;3.可同时使用水溶性润滑剂,切记不要使用石油产品之润滑剂;4.避孕套只适于放于干爽的地方,并避免阳光直接照射。
B. 20世纪初物理学两大危机是什么
物理学危机
物理学在为我们解释周边物质世界的同时,也为我们营造出了内容丰富、思维缜密、不断创新、妙趣无穷的理论方法和实验体系。20世纪的近代物理学革命与19到20世纪之交的物理学形势相关,那时物理学上空有两朵所谓乌云,使得一些物理学家惊呼出现了物理学危机。近代物理学革命不仅解决了两朵乌云导致的这场危机,而且把整个物理学都置于以量子论和相对论两大理论为支柱的现代物理学的基础之上。 F[eWnYT[
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19世纪的最后一天,欧洲着名的科学家曾经欢聚一堂,会上,有一位英国着名的物理学家汤姆生,回顾物理学所取得的伟大成就时说,物理大厦已经落成,所剩的只是一些修饰工作,同时他在展望20世纪物理学前景时,却若有所思地讲,动力理论肯定了热和光是运动的两种方式,但在它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了,第一朵乌云出现在光的波动理论上,第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦波兹曼理论上。这两朵乌云,现在被量子论跟相对论所驱散,虽然目前今天的物理学,诚然面临着一些重要的理论与实验问题亟待解决,比如类星体的能源问题,暗物质、暗能量和反物质的问题,爱因斯坦场方程的宇宙项问题,中微子振荡问题,质子衰变问题等。但是到现在为止,物理学家还没有人像19世纪20世纪惊呼物理学的危机。相对论和量子论在科学各个领域的扩展与应用,虽然已经取得了很大成功,但科学永无止境,没有到非常完善的成动,看来一直作为精密科学典范的物理学还是魅力未减,作为其他经验科学基础的地位短时期还不会改变。现在我们的科学技术发展的重心开始向生命科学,向信息科学等倾斜,但是物理学依然是基础,数学依然是基础,是重要的工具,这一点并没有改变。物理学的巨大魅力还在于它从理论认识中,延伸出众多的技术原理,20世纪物理学为我们这个社会提供了四个主要的新技术原理,这就是核能技术,半导体技术,包括大规模集成电路的技术,激光技术和超导技术。半导体技术和激光技术还衍生出网络技术,虽然在20世纪近代物理学革命以后,在约为3/4世纪的时间内,物理学并没有发生新的基础性的革命性的重大变革,物理学的进展主要还表现为对于相对论量子论的完善及推广应用上,但这并不意味着物理学的发展已经走到了尽头。
在19世纪末,经典物理学理论已经发展到相当完备的阶段.几个主要部门----力学,热力 O-~?k%>b
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学和分子运动论,电磁学以及光学,都已经建立了完整的理论体系,在应用上也取得了巨 .p7 L7}-]
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大成果.其主要标志是:物体的机械运动在其速度远小于光速的情况下,严格遵守牛顿力 "Wl43jVl
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学的规律;电磁现象总结为麦克斯韦方程组;光现象有光的波动理论,最后也归结为麦克 +W7XX.!>
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斯韦方程组;热现象有热力学和统计物理的理论.在当时看来,物理学的发展似乎已达到 Q8aCDI&Y
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了颠峰.于是,多数物理学家认为物理学的重要定律均已找到,伟大的发现不会再有了, qOxStC
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理论已相当完善了.以后的工作无非是在提高实验精度和理论细节上作些补充和修正,使 T=y*vF
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常数测得更精确而已.英国着名物理学家开尔文在一篇瞻望20世纪物理学的文章中,就曾 Y{mtHo
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谈到:"在已经基本建成的科学大厦中,后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了." rQU*"V ;
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然而,正当物理学界沉浸在满足的欢乐之中的时候,从实验上陆续出现了一系列重大发现. 4# :`"(#~U
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如固体比热,黑体辐射,光电效应,原子结构cdots cdots这些新现象都涉及物质内部的 l'nSg>y
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微观过程,用已经建立起来的经典理论进行解释显得无能为力.特别是关于黑体辐射的实 u`f=WT-
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验规律,运用经典理论得出的瑞利-金斯公式,虽然在低频部分与实验结果符合得比较好, }[G="K<T
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但是,随着频率的增加,辐射能量单调地增加,在高频部分趋于无限大,即在紫色一端发散, z\eru+w)
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这一情况被埃伦菲斯特称为"紫外灾难";对迈克尔逊-莫雷实验所得出的"零结果"更是令 E[]8v~%
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人费解,实验结果表明,根本不存在"以太漂移".这引起了物理学家的震惊,反映出经典物 *ipY|f
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理学面临着严峻的挑战.这两件事被当时物理学界的权威称为"在物理学晴朗的天空的远 !2*'enNPfw
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处还有两朵小小的,令人不安的乌云".然而就是这两朵小小的乌云,给物理学带来了一场 WYPW: q
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深刻的革命. Tr#p?NP
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下表列出了世纪之交物理学上有重大意义的实验发现: `KO)V[F
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mbox{年代}& mbox{人物}& mbox{贡献} 0Bae',f
rB=lpA@ay
1895 & mbox{伦琴} & mbox{发现X射线} !sdR,S\;@
Xg8b^x gpR
1896 &mbox{贝克勒尔}& mbox{发现放射性} D[#d@ OK+P
#Bo>AKw-S1
1896 &mbox{塞曼} & mbox{发现磁场使光谱线分裂} !#< j[<Q\
#KFDTsP?
1897 &mbox{J.J汤姆生} &mbox{发现电子} :f>H#x4[
sV k%!
1898 &mbox{卢瑟福} & mbox{发现}alpha.eta mbox{射线}---- &>+AOO(
mUWPNg.F
1898 &mbox{居里夫妇} &mbox{发现放射性元素钋和镭} {*D:"m
C*O2 :tx
1899--1900 &mbox{卢梅尔和鲁本斯等人} &mbox{发现热辐射能量分布曲线偏离维恩分布率} p:-0F|0
p"DWKH`
--1900 &mbox{维拉德} &mbox{发现了}gammambox{射线} 1bY *Q.
p.P1F2n
1901 &mbox{考夫曼} &mbox{发现电子的质量随速度增加} t{fGs]Y39t
x'+=!br1/(
1902 &mbox{勒那德} &mbox{发现光电效应基本规律} (9YT m)
o JF+x4j
1902 &mbox{里查森} &mbox{发现热电子发射规律} 'g^#R,Z`<
!(O 9/zy
1903 &mbox{卢瑟福} &mbox{发现放射性元素的蜕变规律} {CD R^wXr]
jag}vcGcr(
end *qF (A HGl
)J:0 FQ
这些新的物理现象,打破了沉闷的空气,把人们的注意力引向更深入,更广阔的天地;这一系 @7 >EU
bIu#B?6A&4
列新发现,跟经典物理学的理论体系产生了尖锐的矛盾,暴露了经典物理理论中的隐患,指 TiB bxb[
M_GtFbWF m
出了经典物理学的局限.物理学只有从观念上,从基本假设上以及从理论体系上来一番 >2UUha
m~zN2gxZ
彻底的变革,才能适应新的形势. 8\9Hb(Y
,j4%k$
由于这些新发现,物理学面临大发展的局面: ;*b6F+nM
-i8'b
1.电子的发现,打破了原子不可分的传统观念,开辟了原子研究的崭新领域; 4x`VTx
K"q&hd.{2H
2.放射性的发现,导致了放射 学的研究,为原子核物理学作好必要的准备; Ig-`]PMht
d5W|?VBEI
3.以太漂移的探索,使以太理论处于重重矛盾之中.为从根本上抛开以太存在的假设,创立狭 "RV;Y
q3rA]}{
义相对论提供了重要依据; $p-DCq{5
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4.黑体辐射的研究导致了普朗克黑体辐射定律的发现.由此提出了能量子假说,为量子理论 !30|=;OXU8
*#ZlBs+
的建立打响了第一炮. 7;jF7R.
o.d`\,
总之,在世纪之交的年代里,物理学处于新旧交替的阶段.这个时期,是物理学发展史上不平 23MJ]hD.wW
)%Twa&JD
凡的时期.经典理论的完整大厦,与晴朗天空的远方漂浮着两朵乌云,构成了19世纪末的画 x/b}eW Rs
7k7Sz0
卷;20世纪初,新现象,新理论如雨后春笋般不断涌现,物理学界思想异常活跃,堪称物理学 Y#JR@@pQ
V|Pq!Wmb?
的黄金时代.这些新现象与经典理论之间的矛盾,迫使人们冲破原有理论的框架,摆脱经典 o@miKUh~^
tysh,=X
理论的束缚,在微观理论方面探索新的规律,建立新的理论. <N_lYKX3
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二旧量子论的建立 e _1y(
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20世纪初,新的实验事实不断发现,经典物理学在解释一些现象时出现了困难,其中表现最 @u` P e7m
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为明显和突出的是以下三个问题:1.黑体辐射问题;2.光电效应问题;3.原子稳定性和原子 ^ a a=,94
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光谱.量子概念就是在对这三个问题进行理论解释时作为一种假设而提出的. HX!a)pe
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2.1 黑体辐射的研究 =u.e~gr6r
Q"yX2=OJe
热辐射是19世纪发展起来的一门新学科,它的研究得到了热力学和光谱学的支持,同时用到 +` K cT@z
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了电磁学和光学的新兴技术,因此发展很快.到19世纪末,由这个领域又打开了一个缺口,即 f8JgByS3v
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关于黑体辐射的研究,导致了量子论的诞生. {rlxKh33
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为了得出和实验相符合的黑体辐射定律,许多物理学家进行了各种尝试. VpgADX/q
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1893年德国物理学家维恩(Winhelm Wein,1864-1928)提出一个黑体辐射能量分布定律,即 _#jJ~
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维恩公式.这个公式在短波部分与实验中观察到的结果较为符合,但是在长波部分则明显地 ;:U)[AvD
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与实验不符.1900年英国物理学家瑞利(Rayleigh)和金斯(J.H.Jeans)又提出一个辐射定律, 7D ddSX>\
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即瑞利-金斯公式,这个公式在长波部分与观察一致,而在短波(高频)部分则与实验大相径庭, -gNRa$I*,o
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导致了所谓的"紫外灾难".这个"灾难"使多数物理学家敏锐地看到,经典物理正面临着严重 lyc\[r[:I
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的危机.
李醒民:物理学危机的产生及其实质 PvqDX/yS
[内容提要] 本文在考察了物理学危机的产生及物理学家对危机反应的基础上,着重论述了物理学危机的实质。作者认为,物理学危机主要是物理学本身的危机,物理学危机在哲学上的表现则是由物理学本身的危机派生出来的,而且,哲学方面的危机也主要是机械唯物主义的危机。 c#e<#tX
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一、物理学危机的产生 ziH$M
自1687年牛顿的集大成着作《自然哲学的数学原理》出版以来,物理学此后两百年间基本上是在牛顿力学的理论框架内发展起来的。到十九世纪后期,已经形成了经典物理学的严整理论体系,几乎能说明所有已知的物理现象。当时,囿于机械论自然观的物理学家普遍认为,一切物理现象都能够从力学的角度来说明,未来的物理学真理将不得不在小数点后第六位中去寻找。 4P#^K<o
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正当物理学家怡然自得、盲目乐观之时,一些实验事实却在他们心头暗暗地投下了阴影。1887年.迈克耳孙和莫雷通过精密的实验,发现在地球和以太之间并没有显着的相对运动,从而动摇了较为流行的菲涅耳的静止以太说。但是,静止以太说不仅为电磁理论所要求,而且也受到早先的光行差现象和斐索实验的支持。这样,作为光现象和电磁现象传播媒质的以太这一力学模型在性质上就难以自圆其说,光学和电磁学的力学基础于是面临着某种危险。 M3/H
^[email protected]
经典理论所无法解释的新的实验事实,即所谓的“反常现象”接踵而来,气体比热的实验结果也与能量均分定理发生了尖锐的冲突。十九世纪中叶,玻耳兹曼和麦克斯韦提出的能量均分定理能够解释许多现象,对于常温下的一般固体和单原子气体的比热,也能给出比较满意的答案。但是对于双原子和多原子气体,实测的定压热容量与定容热容量之比显着地大于理论计算值。开耳芬1900年4月27日在英国皇家学会的讲演中,曾称上述两个疑难为“在热和光的动力理论上空的十九世纪的乌云” 。 \<|+oT6@
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开耳芬毕竟把物理学的天空看得过于晴朗了。其实,当时物理学的天空并非只有“两朵乌云”,早在他讲演之前,就已经是“黑云压城城欲摧”,“山雨欲来风满楼”了!事实上,在十九世纪末,光电效应、黑体辐射,原子光谱等实验事实也接二连三地和经典物理学理论发生了严重的对立。 =b3i1eYA88
^S!@pH+I*
物理学危机可以说是从1895年之后真正开始的。特别是由于放射性的发现和研究,有力地冲击了原子不可分、质量不可变的传统物质观念。就连那些顽固坚持旧观点的人,也无法反对大量确凿的实验证据,至多只能抱一种走着瞧的态度。 V@& |yc,h
qk#?Kn8'!
1895年11月8日到12月28日,伦琴在德国维尔茨堡大学实验室研究阴极射线时发现了X射线。伦琴的发现不仅引起了惊讶,而且产生了轰动,它打开了一个奇妙的新世界。随后,铀放射性(1896年)、电子(1897年)、放射性元素钋和镭(1898年)等一系列冲击经典物理学理论基础的新发现纷至沓来。在此基础上,卢瑟福和索迪于1902年提出了元素嬗变理论。 {HDnE~
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这一系列接踵而至的新发现不仅动摇了整个物理学的基础,而且也震撼了两百多年来在自然科学领域占统治地位的机械自然观,于是出现了所谓的物理学危机。面对着无法纳入力学理论框架的新事物,当时在一些科学家中间曾流行着诸如“物质消失了”,“科学破产了”之类的奇谈怪论。这一切,在物理学界造成了一定的思想混乱,进一步加深了物理学危机的严重性。 h%L ?nF
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二、物理学家对危机的反应 $Xt^F@
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在世纪之交,物理学家是怎样看待物理学危机的呢? U3wk h qlB
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当时,物理学家一开始都没有觉察到物理学危机,至少是没有意识到危机的严重性。他们依然坚信经典力学的理论框架是整个理论物理学大厦赖以建立的基础,是所有其它科学分支赖以产生的根源。谁也没有想过,整个物理学的基础可能需要从根本上加以改造。 pu;(r%s.
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英国科学界元老开耳芬没有觉察到物理学危机。他只是认为,物理学的发展不过是遇到了几个较为严重的困难而已,这些困难能够通过适当的方案逐一加以解决,而无须触动整个物理学的基础。因此他对于动摇这个基础的新实验和新理论往往持怀疑态度,甚至公开站出来反对。 !m+ zf9]
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引起所谓“紫外灾难”的黑体辐射问题本来大大加剧了经典物理学的危机。可是,就连当时深深卷入这个问题的维恩、瑞利、洛伦兹等人都没有意识到这种危机。他们力图在经典理论的框架内解决难题,因而始终找不到正确的出路。甚至连量子论的创始人普朗克当时也没有认识到这种危机。因此,他的开创性的工作不是自觉的,而是被迫的。难怪普朗克在迈出了关键性的一步后便开始犹豫彷徨,他怀疑自己的推导可能有某种缺陷,竭力设法把量子论与经典理论调和起来。至于维恩、瑞利,直到1905年都不同意量子概念,洛伦兹在1908年的罗马讲演中也表示难以接受普朗克的理论。 0r$P_k
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在玻耳兹曼看来,实际上存在着一种危机,但它只是哲学危机,而物理学本身不存在危机。玻耳兹曼1904年在美国圣路易斯国际技术与科学会议的讲话中表示,问题在于哲学错误而不在于科学研究的不可矫正的缺点。物理学的迅猛发展清楚地表明,错误在于把研究某些普遍特征的问题,如因果性的本质、物质和力的概念等任务托付给哲学了,而“哲学在阐明这些问题时显然是无能为力的。” 玻耳兹曼认为,反对哲学的斗争是使物理学获得解放的首要条件,因而他十分激烈地进行了这一斗争。玻耳兹曼是一位坚定的机械唯物主义者,他所反对的当然是一些唯心主义的哲学流派。他之所以这样做,是因为无论在他生前或死后,以实证论为代表的唯心主义哲学思潮广为流行,许多人错误地认为物理学危机导致了科学的破产和唯物主义的失败,从而引起了一定的思想混乱。例如奥斯特瓦尔德就宣称,物理学的发展已经面临着危机。要消除这种危机,只能借助于物质消失的哲学见解,把实体的属性让给能量(即唯能论)。皮尔逊也声称,“当前的危机实际在于”,“人们把物质看做是物理学的基本概念,”“现在似乎很显然,电必定比物质吏为根本。”皮尔逊由此得出唯心主义的结论:“渴求给每一个概念都赋予客观性,是完全没有必要的。” 这些一度时髦的哲学很容易把物理学引入歧途,玻耳兹曼坚决反对它们是值得称道的。但是,他的作法没有、也不可能取得过大成效,因为作为他的战斗武器的机械唯物主义也正处于深刻的危机之中。而且,他又断然否认物理学本身存在危机,这就使他无法对症下药。因此玻耳兹曼虽然早先为经典物理学的发展做出了杰出的贡献,但是在世纪之交物理学大变革时期,他却看不到变革经典理论及其基础的必要性和紧迫性,未能对已经出现的物理学革命的形势提出有预见性的见解。 *FR0-HlR
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1905年之前,爱因斯坦还是一个默默无闻的年轻人,他不可能有多少言论和文章公诸于世。但是,从他后来的追忆以及别人所写的有关材料中,我们可以清楚地看到,爱因斯坦在世纪之交对物理学危机具有深邃的洞察和独到的见解。在前人的实验和研究工作的基础上,爱因斯坦看到物理学危机表现在两个基本方面。其一是力学和电动力学两种理论体系之间严重不协调。在这方面,他认为消除危机的出路是:摆脱居统治地位的教条式的顽固,摈弃绝对空间和绝对时间观念,就能为整个物理学找到一个可靠的新基础。其二是由于普朗克对热辐射的研究而突然使人意识到危机的严重性。这就好像地基从下面给挖掉了,无论在什么地方也看不到能够进行建筑的坚实基础了。值得注意的是,爱因斯坦透过一些实验事实与旧理论的矛盾,进一步察觉到经典物理学理论基础,即其基本概念和基本原理的危机。因此,他渐渐对那种根据已知事实用构造性的努力去发现真实定律的可能性感到绝望了;他确信,只有发现一个普遍的形式原理,才能使我们得到可靠的结果。由于爱因斯坦对物理学危机和摆脱危机的出路具有真知灼见,因此他能够以破竹之势,于1905年一举在上述两方面取得划时代的突破,全面打开了物理学革命的新局面,使物理学有可能消除危机。 ^aNkh,S,
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在当时科学界的知名人士当中,对物理学发展形势看得最为清楚的是法国数学家、物理学家和天文学家昂利•彭加勒。他在1905年出版的《科学的价值》中,第一个明确地提出了物理学危机,并对它进行了比较全面的分析和论述。彭加勒认为,物理学危机是新的实验发现与经典物理学的基本原理发生了无法调和的矛盾。危机是好事而不是坏事,它预示着一种行将到来的变革(彭加勒把镭誉为“当代伟大的革命家”),是物理学进入新阶段的前兆。他正确地指出,要摆脱危机,就要在新实验事实的基础上重新改造物理学,使力学让位于一个更为广泛的概念。他一再肯定经典理论的固有价值,尖锐地批判了“科学破产”的错误论点。他还预见到了新力学的大致图景,对科学的前途满怀信心
三、物理学危机的实质 *!Ito}T
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尽管彭加勒在《科学的价值》中专用一章(第八章:物理学当前的危机)详尽地论述了物理学危机,但是他主要是从物理学的角度看待这个问题的,他没有彻底地从认识论的角度加以发挥,正如列宁所说,“他对这个问题的哲学方面没有多大兴趣”。 Sg:N=v\
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可是,法国的哲学问题着作家莱伊在《现代物理学家的物理学理论》(1907年)一书中非常详细地论述了这一方面。在谈到物理学危机的实质究竟是什么时,莱伊说,在十九世纪前六十年中,物理学家在一切根本问题上是彼此一致的。他们相信对自然界的纯粹力学的解释,他们认为物理学无非是比较复杂的力学,即分子力学。他们只是在把物理学归结为力学的方法问题上,在机械论的细节问题上有分歧。现在,物理化学的科学展示给我们的景况看来是完全相反的。严重的分歧代替了从前的一致,而且这种分歧不是在细节上,而是在基本的、主导的思想上。一方面,莱伊指出,物理学危机是“新的大发现所引起的典型的发育上的危机,”“危机会引起物理学的改革(没有这点就不会有进化和进步)”,“从而新的时期就开始了。”“在若干年后观察事件的历史家,会很容易地在现代人只看到冲突、矛盾、分裂成各种学派的地方,看到一种不断的进化。看来,物理学近年来所经历的危机也是属于这类情况的(不管哲学的批判根据这个危机做出什么结论)。”另一方面,莱伊又指出,“对传统机械论所作的批判破坏了机械论的这个本体论实在性的前提。在这种批判的基础上,确立了对物理学的一种哲学的看法。”“依据这种看法,科学不过是符号的公式,是作记号的方法。”(转引自文献[5],第259~262,311~312页,以下引用该书只注页码)列宁在分析了物理学危机和莱伊的有关评论后强调指出:“观代物理学危机的实质就是:旧定律和基本原理被推翻,意识之外的客观实在被抛弃,这就是说,唯物主义被唯心主义和不可知论代替了。”(第264页) !pE^K
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对于物理学危机的实质的看法,目前存在着两种不同的见解。第一种见解认为,列宁强调了危机的两个方面,即物理学方面和哲学方面。例如,有人说,这两方面在于:第一,这是旧概念、理论、原则等等与物理学的最新发现相矛盾;第二,这否定了在意识之外存在着客观实在。有人虽然也认为,物理学危机是物理学理论的变革和做出唯心主义认识论的结论相结合所造成的,但是却强调,关键在于做出唯心主义的结论所造成的。第二种见解则断然认为,物理学根本不存在什么危机问题。例如,有人说:“危机”不是发生在物理学问题上,而是发生在哲学认识论问题上。有人说:危机并不是由自然科学本身引起的,而是唯心主义和不可知论侵入了自然科学领域的结果。 l .NdNv0
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第二种见解显然是错误的。首先,它完全违背前述的物理学发展的历史事实,这是最根本的一点。事实上,物理学危机是物理学本身发展过程中出现的一种必然现象,它是新的革命性的发现与旧的基本概念和基本原理发生了尖锐的、不可调和的矛盾的结果,而不是唯心主义和不可知论侵入自然科学领域的结果。要知道,物理学不仅在它的孕育时期,而且从它诞生的第一天起就遭到过唯心主义和不可知论的侵袭(甚至还没有摆脱神学观念),此后也无时无刻不受到侵袭,但是物理学并没有老是处于危机状态。可见,唯心主义和不可知论侵入物理学并不是物理学危机产生的根本原因。 /uV<qAYF
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其次,科学发展的“危机—革命”观(恕我用此名词代表彭加勒等人的科学发展观)是符合某些科学部门在某个历史时期的发展实际的。最早提出物理学危机的彭加勒就依据历史事实认为,当前的物理学危机是物理学本身的危机,其实质是新的实验事实与经典物理学的基本原理(卡诺原理、相对性原理、牛顿原理、拉瓦锡原理、迈尔原理)发生了尖锐的矛盾,这些矛盾是在旧理论框架内无法解决的。彭加勒认为,物理学发展史向我们表明,物理学在此之前已经历过一次危机(中心力物理学的危机),它促使我们“舍去旧的见解”把物理学推向一个新的阶段(原理物理学)。彭加勒指出,当前原理物理学又面临危机,而摆脱危机的出路在于:“力学必须让位于一个较为广泛的概念,这种概念将能解释力学,而力学却不能解释这种概念。” !V}$zJi
Y$7.5D "d
被誉为自然科学大革新家的爱因斯坦不仅在世纪之交洞察到经典物理学在两个方面存在着严重的危机,而且后来还多次阐述他的科学发展的“危机-革命”观。在爱因斯坦看来,差不多科学上的重大进步都是由于旧理论遇到危机,在实在跟我们的理解之间发生剧烈冲突时出现的,这种冲突迫使我们排除根深蒂固的偏见,创造出新观念和新理论,从而导致科学革命。爱因斯坦在1922年8月写了一篇文章,题目就叫做“论理论物理学的现代危机” 。他在该文中指出,一定的基本概念和基本假设(基本原理)构成了物理学的基础。“科学的进步会引起它的基础的深刻的变革”,“近二十年来已经弄清楚,物理学的这个基础……抵抗不住新的实验数据的冲击”,它同实验“甚至产生了内在矛盾”(危机),从而标志着“整个物理学的基础可能需要从根本上加以改造”(革命)。爱因斯坦的这些议论具有真知灼见。 ^TaA^s.
1 |{
当代科学史家和科学哲学家库恩进一步使“危机-革命”观系统化。库恩在《科学革命的结构》一书中不仅把“危机”作为他的科学发展的动态模式(前科学→常规科学→危机→科学革命→新的常规科学……)的重要环节,而且用相当篇幅专门论述了“危机”。在库恩看来,当一种反常现象达到看来是常规科学的另一个难题的地步时,就开始转化为危机和非常科学。一切危机都是从一种范式开始变模糊时开始的,同时一切危机都随着范式的新的候补者出现,以及随后为接受它斗争而告终。危机是科学发展进程中的一个重要阶段,是新理论诞生的前奏。危机的意义在于,它可以指示更换工具的时刻已经到来。危机是新理论出现所必需的前提条件,只有清醒地认识到危机和产生危机的根源,才有可能毅然决然地抛弃旧理论框架,自觉地寻找新理论框架,并以此为基础重建新的理论体系;相反,看不到危机的根源和危机的严重性,就难以感觉到变革旧理论基础的必要性和紧迫性,至多只能在旧理论的框架内修修补补,甚至还会把别人所发现的触及旧理论基础的新现象、所提出的革命性的.新概念和新理论当做异端邪说而加以反对。而不能容忍危机的人,无疑已经被迫抛弃科学。库恩的这些思想是值得肯定和借鉴的,物理
C. 延时避孕套哪种好
其实,有些男性朋友的早泄症状是因为心理问题造成的,如果让自己保持一份平稳的心态,保持乐观,消除那些负面心理,让自己变得自信起来,久而久之就可以克服早泄。 要是用喷剂的话建议可以使用 耐美儿喷剂,大医院的医生给开的也是这个,没有副作用,纯天然效果好。
D. 男性持久避孕套原理是怎样的
延时避孕套主要有两类,一种是杜蕾斯的延时避孕套主要是采用药物苯佐卡因延时,通过使用麻药麻痹龟头来达到延时作用。还有一种像倍力乐久战组合避孕套是物理延时,是一种特别的专利技术,通过物理锻炼达到延时效果,完全没有副作用。
E. 有关物理方面的问题
铁、钢、镍、钴等铁磁材料,没有受外磁场的作用时,其分子电流所产生的合成磁矩在宏观上等于零,因而不呈现磁性。当铁磁材料被引入外磁场时,在外磁场的作用下,内部分子磁矩排列整齐的过程称为磁化。某些铁磁物质一经磁化。即使去除外磁场后,仍有很大的剩余磁感应强度,因此被广泛地应用于仪表与微电机等设备中用以产生磁场。
爱因斯坦的广义相对论预言:引力波(也称重力波)的主要性质有:在真空中以光速传播;携带能量和与波源有关的信息;是横波,在远源处为平面波;最低次为四极辐射;辐射强度极弱;物质对引力波吸收效率极低,引力波穿透性极强,地球对引力波几乎是透明的;其偏振特性为两个独立的偏振态等。法意合建的引力波探测器刚刚完工,将在2004年正式启用。强有力的证据显示,引力波不仅是爱因斯坦的假设,这种证据来自对中子星的观察。甚至爱因斯坦都认为引力波可能永远也探测不到,要观测到引力波从技术上来说困难是无以复加的。如果把世界上所有探测器的成本加起来,捕捉引力波的代价无疑是天文数字。
在“广义相对论”发表近90年之后的今天,这种神秘莫测的波终于有可能向我们展示真面目。现在对引力波的研究方兴未艾,反引力或称反重力研究又提上了日程,这项研究可能获得的成果或许将彻底实现人类实现恒星际航行的梦想,科学家值得为这项研究投入毕生的精力和才华。
■名词解释
引力波
引力波也称重力波。早在1916年,爱因斯坦在提出“广义相对论”时就预言了引力波的存在。但只有宇宙中体积极大、密度极高的物体——例如超新星、塌缩的黑洞和中子星——释放出的引力波才能被探测到:某个超新星短暂地爆发出像数十亿个恒星组成的星系一样明亮的光芒,随后其碎片纷纷射向宇宙深处。但它的影响远远不止这些。超新星会令时空结构发生震颤,并波及到数百万光年以外的地方。这种现象被称为引力波。
中子星
中子星是巨星爆炸的产物,它们由中子构成,通常全部物质都压缩在像一座城市那么大的空间里。有些中子星自转速度极快,间歇性地释放出无线电波,天文学家可以利用无线电望远镜识别这些电波。
人们还不能直接探测到引力波,因为它的破坏性能量在广阔无垠的宇宙空间中被大大“稀释”了。如果你能靠近一个超新星,引力波就会把你和周围的一切撕成碎片。但等引力波到达地球时,它只能令时空产生最轻微的波动。
广义相对论预言存在引力波
在“广义相对论”发表近90年之后的今天,这种神秘莫测的波终于有可能向我们一展真面目。过去几年里,天文学家在美国、日本和德国设置了探测器,最近又在意大利距离比萨市12公里的地方设置了一个。这座法意合建的探测器名为“Virgo”,刚刚完工,将在2004年正式启用。这是一项大工程,而且耗资不菲。“Virgo”有一条长3公里的隧道,位于意大利比萨市的郊区,而隧道只是“Virgo”的部件之一。在日本国立天文台内,也有一条直角边长为300米的等腰直角三角形的隧道,一台名为“TAMA300”的激光干涉仪型的引力波检测装置不久前开始运转,这是世界上率先搜寻引力波的努力之一。
引力波也称重力波。早在1916年,爱因斯坦在提出“广义相对论”时就预言了引力波的存在。相对论认为时间和空间是不可分割的。我们不能再把三维空间与滴答作响的时钟分别对待,它们其实都是时空结构的组成部分。但广义相对论的一个推论还有待证实:如果一个物体突然运动,它应该以引力波的形式释放能量,就像铃铛摇动时会响一样。在理论上这适用于所有物体,包括人类。但只有宇宙中体积极大、密度极高的物体———例如超新星、塌缩的黑洞和中子星———释放出的引力波才能被探测到:某个超新星短暂地爆发出像数十亿个恒星组成的星系一样明亮的光芒,随后其碎片纷纷射向宇宙深处。但它的影响远远不止这些。超新星会令时空结构发生震颤,并波及到数百万光年以外的地方。这种现象被称为引力波,天文学家们都努力地想第一个证明它的存在,他们可能最终带领我们一路追溯到宇宙大爆炸的源头。所有理论都需要证据支持,但寻找证据非常困难。人们还不能直接探测到引力波,因为它的破坏性能量在广阔无垠的宇宙空间中被大大“稀释”了。如果你能靠近一个超新星,引力波就会把你和周围的一切撕成碎片。但等引力波到达地球时,它只能令时空产生最轻微的波动。要观测到引力波从技术上来说困难是无以复加的,无异于测量银河的宽度并把结果的误差保持在3厘米之内。因此甚至爱因斯坦都认为引力波可能永远也探测不出来。
引力波的确存在
建设“Virgo”历时6年,费用约为5500万英镑。如果把世界上所有探测器的成本加起来,捕捉引力波的代价无疑是天文数字。幸亏没有人认为这项工作会徒劳无功。强有力的证据显示,引力波不仅是爱因斯坦的假设。这种证据来自对中子星的观察。中子星是巨星爆炸的产物,它们由中子构成,通常全部物质都压缩在像一座城市那么大的空间里。有些中子星自转速度极快,间歇性地释放出无线电波,天文学家可以利用无线电望远镜识别这些电波。这种中子星被称为脉冲星。1974年,美国物理学家约瑟夫·泰勒和拉塞尔·赫尔斯第一次发现了一对脉冲双星。他们发现这两个天体的亲密环绕正变得越来越接近。尽管变化的幅度很小(大约每年只靠近1厘米),但它的意义却非同小可。这意味着两个天体正在损失能量,而且这种轨道变化与相对论的预测完全吻合。泰勒和赫尔斯认为能量正在以引力波的形式释放,这一发现使他们获得了1993年的诺贝尔奖。
“Virgo”和其他新建的引力波探测器一样,都是一种大型的激光干涉仪,专门利用引力波的特性来捕捉它。这种特性是:引力波令时空沿一个方向轴拉伸,沿与其垂直的另一个方向轴压缩。人们可以通过持续测量这两个方向上的距离,发现某一时刻出现在两个方向上的距离拉伸与压缩。就像所有的大型魔术一样,科学家们也利用镜子来做到这一点。从激光器发射的光线通过一个分裂器,分裂器把光束分别传送到L形连接的两个管道里,形成垂直角度。每个管道尽头挂有一面镜子,把两条光束反射回去,在交点汇合。人们特意改变了两道光的波长,这样它们反射回来时正好能互相抵消。这里设置有一个记录光线的光电二极管,平时它不会显示有光出现。但如果有引力波经过,两束光的传播距离会出现差异。那么当两束光交汇时,波形就不会完全干涉,从而导致发光。
“Virgo”的技术规格之高令人叹为观止。镜子表面非常光滑,凸凹幅度小于百分之一微米(1微米等于百万分之一米)。而且它们对光的反射率达99.999%。激光器也非同寻常,因为它制造的光束是迄今最稳定的。那么,“Virgo”观测到引力波的可能性有多大呢?加的夫大学的班哥拉·沙塔普拉卡什教授说:“我们预计每年会有一到两次双黑洞合并的现象。这些预测是在不确定的理论基础上做出来的,因此几率可能更低。所以如果我们在三四年内什么都没有看到也是不足为奇的。”在此之后,就是对爱因斯坦理论真实性的检验了。人们计划对“Virgo”和其他引力波探测器进行升级,因此到2010年它们的灵敏度会提高10倍。这可以令观测范围扩大1000倍,在这么大的区域里,每年,也许是每天,都应该有形成引力波的天体活动。如果人们仍然一无所获,那将对天文物理学产生重大影响。沙塔普拉卡什说:“如果还不能发现引力波,我们将不得不开始怀疑天文物理学家的某些基础模型是否正确,例如双星系统是如何形成的。”
反重力研究再入科学家视线
爱因斯坦的广义相对论预言:引力波的主要性质有:在真空中以光速传播;携带能量和与波源有关的信息;是横波,在远源处为平面波;最低次为四极辐射;辐射强度极弱;物质对引力波吸收效率极低,引力波穿透性极强,地球对引力波几乎是透明的;其偏振特性为两个独立的偏振态等。引力波是波动形式和有限速度传播的引力场。
爱因斯坦虽然在1916年曾预言加速的质量可能有引力波存在,但他提出的引力波与坐标的选取有关,在某一个参考系看来,引力波可能有能量,而换一个参考系可能就没有。因此在提出引力波存在的初期,包括爱因斯坦本人在内的大多数人对引力波都持怀疑态度。1956年,皮拉尼提出一个与坐标系选取无关的引力波定义;1957年,邦迪进而从理论上证明与坐标系选取无关的平面引力波的存在。1959年,邦迪、皮拉尼和罗宾森更进一步证明,静止物体在引力波脉冲作用下会产生运动,于是间接地证明引力波携带能量,并可被探测到。由于引力辐射极其微弱,目前还不能在实验室里发射可供探测的引力波,而大质量天体的激烈运动,比如双星体系公转、中子星自转、超新星爆发,理论预言的黑洞的形成、碰撞和捕获物质等过程,都能辐射较强的引力波。
多年来,各国科学家都在致力于探测引力波,美国马里兰大学的科学家韦伯首创用一根铝棒作为天线进行探测,并声称探测到了不能排除是引力波的信号,但其他科学家都没有得到这一结果,韦伯的结论没有得到公认。现在对引力波的研究方兴未艾,反引力或称反重力研究又提上了日程,这项研究可能获得的成果或许将彻底实现人类实现恒星际航行的梦想,科学家值得为这项研究投入毕生的精力和才华。中国科学家在这方面已经做了有价值的实验和研究。
自从英国科幻小说作者威尔斯描述了“反重力”(能够屏蔽重力影响,使宇宙飞船飞向月球)后,反重力已经成为人类一个多世纪的梦想。如果反重力是确实存在的,它必将改变整个世界。汽车、火车、轮船,所有你能想到的交通系统,都能通过从引力场中获取的能量驱动。这一会改变世界科学界和航空航天界禁忌的反重力研究,目前再次受到人们的关注,因为有消息说世界上最大的飞机制造商波音公司正在探索一些新概念,这些新概念可能在将来某一天彻底改变一个世纪来的推进技术。
波音公司进行的反重力研究概括起来就是该公司一个名为“先进空间推进技术重力研究(Grasp)”的项目。《简氏防务周刊》获得的一份有关文件阐述了波音公司认为该项目获得成功的重大意义。文件中写道:“如果反重力是确实存在的,它必将改变整个航空航天事业。”这种评价可能还不够。如果反重力是确实存在的,它必将改变整个世界。汽车、火车、轮船,所有你能想到的交通系统,都能通过“无推进剂推进”———一种从重力场中获取能量的模式来驱动。
尽管,反重力是人们一个美好的梦想,但是传统科学长期认为,反重力是不可能的。1992年4月,已故的英国索尔福德大学教授、当时担任英国航天防御系统战略项目负责人的布赖恩·扬在伦敦机械工程师学会发表演讲,他在演讲中解释了为什么进行反重力研究与航空航天业乃至世界都有关。“Grasp”简报说明了波音公司为什么必须雇佣俄罗斯材料专家叶夫根尼·波德克列特诺夫的原因。波德克列特诺夫声称发明了可以屏蔽重力影响的装置。
1992年,任职于芬兰坦佩雷技术大学的波德克列特诺夫向一家英国物理学杂志提交了一篇论文,他描述了被置于高速旋转的超导体(极低温度时失去电阻)上面的一个物体如何失去将近2%的重量。这篇论文泄漏给了一家报纸。一来因为它涉及禁忌的“反重力”概念,二来因为它在主流物理界掀起了轩然大波,波德克列特诺夫被学校开除了。但这位俄罗斯人的研究吸引了美国国家航空航天局的注意,该局早已同亨茨维尔亚拉巴马大学的一位研究员有联系,这位研究员宣称她能制造出一种类重力场,能够利用高速旋转超导体排斥或吸引物体。
在20世纪90年代中期,位于亚拉巴马州的美国国家航空航天局马歇尔航天中心在重复波德克列特诺夫的实验时失败了。但是,该中心承认,不知道这位俄罗斯人制作超导盘的独特方法,它在很大程度上是在盲目地进行研究。
几年前,美国国家航空航天局向俄亥俄州哥伦布超导元件公司支付60万美元,制造波德克列特诺夫曾使用过的装置,并且聘请了这位俄罗斯人做顾问。这项实验虽然被延期了,但该项实验的负责人罗恩·科措尔自信实验可以完成。现任职于莫斯科化学研究中心的波德克列特诺夫,进一步发展了自己的思想。他同意大利科学家乔瓦尼·莫达内塞联合发表了一篇论文,详细介绍了一种“冲量重力发生器”的研究工作,它能对所有物体产生一种斥力。该设备使用一个强放电源“发射器”和一个超导“发射器”,制造出了一种“重力冲量”。波德克列特诺夫说:“时间很短,沿着放电的线路以极快的速度(实际上是瞬时)进行传播,经过许多不同物体,没有任何显着的能量损失。”他说,实验结果是对光束击中的任何物体都产生了推力作用,大小同物体质量成正比。波德克列特诺夫在调整一个激光瞄准装置时说,他的实验装置已经显示有能力击倒1公里外的物体,他声称,这一装置用同样的能量可以击倒200公里外的物体。正是波德克列特诺夫的“冲量重力发生器”的研究工作引起了波音公司的注意。在那份“Grasp”简报中,波音公司描述了该装置发出的光束如何不受任何电磁屏蔽影响,可以穿透任何物体而达到目标。
“淘金热”正在升温
在英国范堡罗航空展上,即将离任的波音“幻影研究”项目负责人乔治·米尔纳承认其公司对波德克列特诺夫的研究和其他反重力装置感兴趣。米尔纳同时称其公司相信这些装置蕴含的科学原理。他说:“其中的物理学原理看来是成立的,包含基本的科学原理,它们没有打破物理学法则。”“Grasp”文件指出其他大航空航天工业公司——如英国航空航天系统公司和洛克希德-马丁公司等也同波德克列特诺夫进行过接触。波音公司可能因先行一步而在“淘金热”中走在前面。50年前包括马丁公司、贝尔飞机公司和联合乌尔梯飞机公司等许多航空工业公司对反重力研究表现出了类似的兴趣,随即又变得沉默了。一些人揣测沉默是基于这样的事实,整个反重力研究因其可以改变世界的潜能被归属为最高机密。
事实上,一时看不到前景的反重力研究至少可追溯到20世纪20年代,当时美国发明家托马斯·汤森·布朗发明了一种盘状电容器,其朝上的一面接正极,朝下的一面接负极,电容器有朝正极方向升起的趋势。美国国家航空航天局的一位科学家申请了一项能产生推力作用的“二维非对称电容板”———一种盘状带电装置的专利。不知是不是巧合,现在进行的研究同布朗的想法非常相似。波音公司承认,正在位于西雅图的“梦幻工厂”研究反重力装置,被困很久的魔鬼就要从瓶子里钻出
当一切物体在进行航天飞行时,它们的重量都不见了,这种现象称为“失重”。其实完全失重是一种理想的情况,在实际的航天飞行中,航天器除受引力作用外,不时还会受到一些非引力的外力作用。例如,在地球附近有残余大气的阻力,太阳光的压力,进入有大气的行星时也有大气对它的作用力。根据牛顿第二定律,力对物体作用的结果,是使物体获得加速度。航天器在引力场中飞行时,受到的非引力的力一般都很小,产生的加速度也很小。这种非引力加速度通常只有地面重力加速度的万分之一或更小。
为了与正常的重力对比,我们就把这种微加速度现象叫做“微重力”。其实,航天器即使只受到引力作用,它的内部实际上也存在微重力,这是因为航天器不是一个质点,而是一个具有一定尺寸的物体。
失重现象看到或知道的人不少,但是微重力环境是一种很有价值的资源,知道的人可能就不多了。众所周知,在地球上,任何物体都受到重力作用,生产过程、物理现象、化学变化、生命生理活动都不可避免地要受到重力的影响。如在地球上,重力给材料加工制造带来许多不良影响,如重的沉在下面,轻的浮在上面,使材料质地不匀,产生分层现象。又如,加温时,冷暖空气因为比重不同会产生对流,因而难以生产出高质量的晶体。
但在空间站,在航天飞机和人造卫星等航天器的微重力环境中,生产过程和生命活动都不受重力影响(或影响甚微),这样就能够生产出地球上无法生产的新材料、新产品,培育出地球上没有的新物种。例如,在微重力状态下,没有重的下沉、轻的上浮现
象和冷热空气的对流,因而可生产出质地均匀纯净的新材料、晶体和新药物;在微重力状态下,冶炼不需要容器,因而可避免高温冶炼给材料带来杂质和污染;在微重力状态下,液态重金属的表面张力很大,因而能够生产出非常标准的球体如滚珠等;微重力状态对生物的生长发育有明显的促进作用,能培育出优良物种。