物理学史

context: 物理学主要是研究物质、能量及它们彼此之间的关系。它是最早形成的自然科学学科之一，如果把天文学包括在内则有可能是名副其实历史最悠久的自然科学。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理学》。形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究，而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。这些方法形成于古巴比伦和古希腊时期，当时的代表人物如数学家阿基米德和天文学家托勒密；随后这些学说被传入阿拉伯世界，并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有物理性和实验性的传统学说；最终这些学说传入了西欧，首先研究这些内容的学者代表人物是罗吉尔·培根。然而在当时的西方世界，哲学家们普遍认为这些学说在本质上是技术性的，从而一般没有察觉到它们所描述的内容反映着自然界中重要的哲学意义。而在古代中国和印度的科学史上，类似的研究数学的方法也在发展中。在这一时代，包含着所谓“自然哲学”的哲学所集中研究的问题是，在基于亚里士多德学说的前提下试图对自然界中的现象发展出解释的手段。根据亚里士多德的学说以及其后的经院哲学，物体运动是因为运动是物体的基本自然属性之一。天体的运动轨迹是正圆的，这是因为完美的圆轨道运动被认为是神圣的天球领域中的物体运动的内在属性。冲力理论作为惯性与动量概念的原始祖先，同样来自于这些哲学传统，并在中世纪时由当时的哲学家菲洛彭洛斯、伊本·西那、布里丹等人发展。而古代中国和印度的物理传统也是具有高度的哲学性的。
qas: question: 研究物质、能量及它们彼此之间的关系的是哪一门学科?
answers: text: 物理学

question: 《物理学》是谁的作品?
answers: text: 亚里士多德

question: 托勒密是什么学家?
answers: text: 天文学家

question: 惯性与动量概念的原始祖先是哪一理论?
answers: text: 冲力理论

context: 在马克士威和波兹曼引入统计诠释之前，热力学始终是基于一组唯象学定律基础之上的。美国物理学家约西亚·吉布斯在马克士威和波兹曼思想的基础上建立了统计力学，从而能够用力学定律和统计方法来从本质上精确描述热力学定律。吉布斯的统计力学引入了系综的概念，并以刘维定理作为统计力学的基本方程式，求解热力学巨观量实则就是求解系综在相空间中的几率分布。统计力学通过统计诠释建立了热力学定律与分子运动论之间的内在联系，至此成为物理学中又一个完备的理论体系。静电和静磁现象很早就被人类发现，由于摩擦起电现象，英语中“电”的语源为希腊语“琥珀”一词。然而直到1600年，由于威廉·吉尔伯特的严谨治学态度，才开始对于电与磁的现象出现系统性研究。吉尔伯特是英国女王伊丽莎白一世的皇家医生，他对于电和磁情有独钟，撰写了第一本阐述电和磁的科学著作《论磁石》，其中，他指出，琥珀不是唯一可以经过摩擦产生静电的物质，钻石、蓝宝石、玻璃等等，也都可以演示出同样的电学性质，这论述成功地摧毁了一个持续了2000年的错误观念，即琥珀的吸引力是其独特性质。吉尔伯特制成的静电验电器可以敏锐的探测静电电荷，在之后的一个世纪，这是最优良的探测静电电荷的仪器。由于在电学给出众多重要贡献，吉尔伯特被后人尊称为“电学之父”。
qas: question: 统计力学是谁建立的?
answers: text: 约西亚·吉布斯

question: 英语中的“电”，在希腊语所代表的意义是?
answers: text: “琥珀”

question: 《论磁石》是谁的作品?
answers: text: 吉尔伯特

question: “电学之父”是谁?
answers: text: 吉尔伯特

context: 库仑定律是静电学中的基本定律，主要描述了静电力与电荷电量成正比，与距离的平方反比的关系。苏格兰物理学家约翰·罗比逊和英国物理学家亨利·卡文迪什等人都进行过实验验证了静电力的平方反比律，然而他们的实验却迟迟不为人知。法国物理学家夏尔·库仑于1784年至1785年间进行了他著名的扭秤实验，其实验的主要目的就是为了证实静电力的平方反比律，因为他认为“假说的前一部分无需证明”，也就是说他已经先验性地认为静电力必然和万有引力类似，和电荷电量成正比。扭秤的基本构造为：一根水平悬于细金属丝的轻导线两端分别置有一个带电小球A和一个与之平衡的物体P，而在实验中在小球A的附近放置同样大小的带电小球B，两者的静电力会在轻导线上产生扭矩，从而使轻杆转动。通过校正悬丝上的旋钮可以将小球调回原先位置，则此时悬丝上的扭矩等于静电力产生的力矩。
qas: question: 静电力与电荷电量成正比指的是哪一个定律?
answers: text: 库仑定律

question: 约翰·罗比逊是哪一国的物理学家?
answers: text: 苏格兰

question: 扭秤实验是谁的研究?
answers: text: 夏尔·库仑

context: 十八世纪末，意大利生理学家路易吉·伽伐尼发现蛙腿肌肉接触金属刀片时会发生痉挛，他其后在论文中认为生物中存在着一种所谓“神经电流”。意大利物理学家亚历山德罗·伏打对这种观点并不赞同，他对这种现象进行研究后认为这不过是外部电流的作用，而蛙腿肌肉只是起到了导体的连接作用。1800年，伏打将锌片和铜片夹在用盐水浸湿的纸片中，得到了很强的电流，这称作伏打电堆；而将锌片和铜片浸入盐水或酸溶液中也能得到相同的效果，这称作伏打电池。伏打电堆和电池的发明为研究稳恒电流创造了条件。库仑发现了磁力和电力一样遵守平方反比律，但他没有进一步推测两者的内在联系，然而人们在自然界中观察到的电流的磁现象促使着人们不断地探索这种联系。首先发现这种联系的人是丹麦物理学家奥斯特，他本着这种信念进行了一系列有关的实验，最终于1820年发现接通电流的导线能对附近的磁针产生作用力，这种磁效应是沿着围绕导线的螺旋方向分布的。
qas: question: “神经电流”首先于何世纪被提出?
answers: text: 十八世纪

question: 何人发现电力和磁力一样遵守平方反比律?
answers: text: 库仑

question: 奥斯特是哪国人?
answers: text: 丹麦

context: 1826年，德国物理学家格奥尔格·欧姆从傅立叶对热传导规律的研究中受到启发，在傅立叶的热传导理论中，导热杆中两点的热流量正比于这两点之间的温度差。因而欧姆猜想电传导与热传导相似，导线中两点之间的电流也正比于这两点间的某种驱动力。欧姆首先尝试用电流的热效应来测量电流强度，但效果不甚精确，后来欧姆利用了丹麦物理学家汉斯·奥斯特发现的电流的磁效应，结合库仑扭秤构造了一种新型的电流扭秤，让导线和连接的磁针平行放置，当导线中通过电流时，磁针的偏转角与导线中的电流成正比，即代表了电流的大小。欧姆测量得到的偏转角度与电路中的两个物理量分别成正比和反比关系，这两个量实际相当于电动势和电阻。欧姆于1827年发表了他的著作《直流电路的数学研究》，明确了电路分析中电压、电流和电阻之间的关系，极大地影响了电流理论和应用的发展，在这本书中首次提出的电学定律也因此被命名为欧姆定律。
qas: question: 格奥尔格·欧姆是哪国人?
answers: text: 德国

question: 热传导理论是谁著名的理论?
answers: text: 傅立叶

question: 《直流电路的数学研究》于何年问世?
answers: text: 1827年

context: 在奥斯特发现电流的磁效应之后，法国物理学家让-巴蒂斯特·必欧和费利克斯·萨伐尔进一步详细研究了载流直导线对周围磁针的作用力，并确定其磁力大小正比于电流强度，反比于距离，方向垂直于距离连线，这一规律被归纳为著名的必欧-沙伐定律。而法国物理学家安德烈-玛丽·安培在奥斯特的发现仅一周之后就向法国科学院提交了一份更详细的论证报告，同时还论述了两根平行载流直导线之间磁效应产生的吸引力和排斥力。在这期间安培进行了四个实验，分别验证了两根平行载流直导线之间作用力方向与电流方向的关系、磁力的向量性、确定了磁力的方向垂直于载流导体以及作用力大小与电流强度和距离的关系。安培并且在数学上对作用力进行了推导，得到了普遍的安培力公式，这一公式在形式上类似于万有引力定律和库仑定律。1821年，安培从电流的磁效应出发，设想了磁效应的本质正是电流产生的，从而提出了分子环流假说，认为磁体内部分子形成的环形电流就相当于一根根磁针。1826年，安培从斯托克斯定理推导得到了著名的安培环路定理，证明了磁场沿包围产生其电流的闭合路径的曲线积分等于其电流密度，这一定理成为了马克士威方程组的基本方程式之一。安培的工作揭示了电磁现象的内在联系，将电磁学研究真正数学化，成为物理学中又一大理论体系——电动力学的基础。
qas: question: 电流的磁效应是何人发现的?
answers: text: 奥斯特

question: 费利克斯·萨伐尔是哪国人?
answers: text: 法国

question: 分子环流假说于何年被提出?
answers: text: 1821年

question: 电动力学的基础是由谁开创?
answers: text: 安培

context: 英国物理学家麦可·法拉第早年跟随化学家汉弗里·戴维从事化学研究，他对电磁学的贡献还包括抗磁性的发现、电解定律和磁场的旋光性。在奥斯特发现电流的磁效应之后的1821年，英国《哲学学报》邀请当时担任英国皇家研究所实验室主任的法拉第撰写一篇电磁学的综述，这也导致了法拉第转向电磁领域的研究工作。法拉第考虑了奥斯特的发现，也出于他同样认为自然界的各种力能够相互转化的信念，他猜想电流应当也如磁体一般，能够在周围感应出电流。从1824年起，法拉第进行了一系列相关实验试图寻找导体中的感应电流，然而始终未获成功。直到1831年8月29日，他在实验中发现对于两个相邻的线圈A和B，只有当接通或断开线圈回路A时，线圈B附近的磁针才会产生反应，也就是此时线圈B中产生了电流。如果维持线圈A的接通状态，则线圈B中不会产生电流，法拉第意识到这是一种瞬态效应。一个月后，法拉第向英国皇家学会总结了他的实验结果，他发现产生感应电流的情况包括五类：变化中的电流、变化中的磁场、运动的稳恒电流、运动的磁体和运动的导线。法拉第电磁感应定律从而表述为：任何封闭电路中感应电动势的大小，等于穿过这一电路磁通量的变化率。不过此时的法拉第电磁感应定律仍然是一条观察性的实验定律，确定感应电动势和感应电流方向的是俄国物理学家海因里希·冷次，他于1833年总结出了著名的冷次定律。法拉第定律后来被纳入马克士威的电磁场理论，从而具有了更简洁更深刻的意义。
qas: question: 英国《哲学学报》在哪一年邀请法拉第撰写一篇电磁学的综述?
answers: text: 1821年

question: 法拉第发现产生感应电流的情况包括五类，这五类除了运动的稳恒电流、运动的磁体、变化中的电流和运动的导线，还有一类是?
answers: text: 变化中的磁场

question: 冷次定律在哪一年诞生?
answers: text: 1833年

context: 詹姆斯·马克士威对电磁理论的贡献是里程碑式的。马克士威自1855年开始研究电磁学，1856年他发表了首篇专论《论法拉第力线》，其中描述了如何类比流体力学中的流线和法拉第的力线，并用自己强大的数学功底重新描述了法拉第的实验观测结果，这部分内容被马克士威用六条数学定律概括。1861年至1862年间，马克士威发表了第二篇电磁学论文《论物理力线》，在这篇论文中马克士威尝试了所谓“分子涡流”模型，他假设在磁场作用下的介质中存在大量排列的分子涡流，这些涡流沿磁力线旋转，且角速度正比于磁场强度，分子涡流密度正比于介质磁导率。这一模型能很好地通过近距作用之说来解释静电和静磁作用，以及变化的电场与磁场的关系。更重要的是，它预言了在电场作用下的分子涡流会产生位移，从而以位能的形式储存在介质中，这相当于在介质中产生了电动势，这成为了马克士威预言位移电流存在的理论基础。此外，将这种介质理论应用到弹性波上，可以计算求得在真空或以太中横波的传播速度恰好和当时已知的光速非常接近。
qas: question: 《论法拉第力线》是谁的作品?
answers: text: 詹姆斯·马克士威

question: 《论法拉第力线》于何年问世?
answers: text: 1856年

question: 《论物理力线》是哪一学科的论文?
answers: text: 电磁学

context: 1865年马克士威发表了他的第三篇论文《电磁场的动力学理论》，在论文中他坚持了电磁场是一种近距作用的观点，指出“电磁场是包含和围绕着处于电或磁状态的物体的那部分空间，它可能充有任何一种物质”。在此马克士威提出了电磁场的方程组，一共包含有20个方程式和20个变量。这实际是8个方程式，但到1890年才由海因里希·鲁道夫·赫兹给出了现代通用的形式，这是赫兹在考虑了阿尔伯特·迈克生在1881年的实验中得到了以太漂移的零结果后对马克士威的方程组进行的修改。1887年至1888年间，赫兹通过他制作的半波长偶极子天线成功接收到了马克士威预言的电磁波，电磁波是相互垂直的电场和磁场在垂直于传播方向的平面上的振动，同时赫兹还测定了电磁波的速度等于光速。赫兹实验证实电磁波的存在是物理学理论的一个重要胜利，同时也标志着一种基于场论的更基础的物理学即将诞生。1931年，在马克士威百年诞辰的纪念会上，爱因斯坦盛赞法拉第和马克士威的工作是“牛顿力学以来物理学中最伟大的变革”。
qas: question: 《电磁场的动力学理论》在哪一年被发表?
answers: text: 1865年

question: “电磁场是包含和围绕着处于电或磁状态的物体的那部分空间，它可能充有任何一种物质”是哪个理论的论述?
answers: text: 《电磁场的动力学理论》

question: 马克士威百年诞辰的纪念会在哪一年举办?
answers: text: 1931年

context: 西方世界中最早的光学研究记载来自欧几里德的《反射光学》；而在托勒密的著作《光学》中记载了他对折射定律的研究，他在当时认为折射角正比于入射角，这个观点后来被阿拉伯学者海什木发现有误。海什木本人对光学有着相当的研究成果，在他的著作《光学全书》里记载了大量他进行过的光学实验，他研究过光的直线传播、反射和折射、透镜和各种反射镜等。在对折射的研究中，是他首先发明了将反射光和折射光在水平和竖直方向上分解这一几何光学中的基本方法。他甚至得到了类似于司乃耳定律的结论，但没有经过定量的数学推导。开普勒在他1611年的光学著作《折光学》中记载了他所进行的光的折射实验，记录表明他在实验中曾观察到全反射现象。1621年，荷兰物理学家司乃耳通过进行和开普勒相类似的实验首次总结出了正确的折射定律，后来折射定律也常被称作司乃耳定律。笛卡尔在他的著作《方法论》中也有关于折射的研究，他将光看作机械的弹性小球，认为小球在不同的介质中的速度是不同的，并假设平行于介质交面的光速分量始终保持不变，由此可以推出入射角与折射角的正弦的比值是定值。不过，笛卡尔的结果和事实相比需要假设光在光疏媒质中要比在光密媒质中走得慢。1661年，法国数学家皮埃尔·德·费马将费马原理应用于几何光学，得到了折射定律的正确形式。费马原理作为最小作用量原理的一个特例，应用它来证明折射定律具有物理上的正确性。
qas: question: 《反射光学》是谁的著作?
answers: text: 欧几里德

question: 海什木是哪国人?
answers: text: 阿拉伯

question: 《折光学》在哪一年问世?
answers: text: 1611年

question: 《方法论》的作者是?
answers: text: 笛卡尔

context: 牛顿在光学领域也做出了巨大贡献，其中最重要的发现是光的色散。牛顿的青年时代正是望远镜和显微镜逐渐占领科学实验观测重要地位的时期，人们在使用这些仪器的同时却发现成像总是带有像差和色差等问题。因此牛顿研究光学的初衷是为了改进这些光学仪器。1666年，牛顿在参考了笛卡尔、虎克和波义耳等人的分光实验后，把房间弄成漆黑，只让室外的阳光透过留在窗户上的一个小孔，阳光照射到放置的三棱镜上，如此牛顿在对面的墙上得到了光谱。牛顿本人描述说：“当我第一次看到由此而产生的鲜明强烈的光色时，使我感到极大的愉快”。随后牛顿还进行了其他实验证明了色散不是光和棱镜交互作用的结果，以及色散后的光谱能通过倒置的棱镜再次还原为白光。通过这些实验，牛顿总结出了几条结论，包括不同的色光具有不同的折射率、白光是由多种色光按比例混合而成的等，并解释了物体呈现各种颜色的原因是该物体对特定颜色的光反射更强所致。1704年，牛顿出版了《光学——关于光的反射、折射、绕射和颜色的论文》一书，集中汇总了他在光学领域所做的研究工作。
qas: question: 牛顿研究光学的初衷是为了改进什么仪器?
answers: text: 光学仪器

question: “当我第一次看到由此而产生的鲜明强烈的光色时，使我感到极大的愉快”此话是何人所言?
answers: text: 牛顿

question: 《光学——关于光的反射、折射、绕射和颜色的论文》于何年问世?
answers: text: 1704年

context: 自希腊远古时期，前苏格拉底哲学家逐渐理性地认识自然。其中，名为米利都的泰勒斯的哲学家，因为他拒绝以各种超自然，宗教或神话的方式解释自然现象，所以人们称他为科学之祖。此外，泰勒斯宣称每个事件皆有仅需诉诸自然的原因。公元前 580 年，泰勒斯贡献良多，他推测水应是第一因，作磁铁与琥珀的吸引实验，并且形式化史上第一笔的天文学知识。作为史上首位提出演化思想而闻名的人，阿那克西曼德，并不同意泰勒斯的“水是万物之源”观点。他主张无穷才是万物的基石。大约于公元前500年，赫拉克利特主张只有少数几个掌控宇宙的基本定律才是万物变化的原理，并且，任何事物随时都在变化；没有事物能永恒地维持在相同状态中。早期的哲学家，留基伯坚决反对神、上帝借由天意来影响自然现象，并主张任何自然现象都是必然的。留基伯与他的学生，德谟克利特，为史上首先提出原子论的人，主张任何一切物质皆由各种不可分割、不灭的称作原子的元素所组成。
qas: question: 科学之祖是谁?
answers: text: 泰勒斯

question: 史上第一笔的天文学知识是出自何人之手?
answers: text: 泰勒斯

question: 史上首先提出原子论的人是谁?
answers: text: 德谟克利特

context: 光的本性问题是物理学界长久以来一直争论不休的一个难题。牛顿在思考这个问题时，将他所擅长的物质、粒子和力等概念渗透到光学中，从而将光的本性解释为物质的微粒。这些微粒以一定的速率在真空中保持直线运动，碰撞到光滑的镜面则产生弹性反射，而前文中笛卡尔的理论推导也证明了这种假说能够解释光的折射现象。微粒说能够在相当程度上完整地解释几何光学，而对于色散的问题，则要假设每一种颜色的光对应一种颜色的微粒，不同颜色的微粒在真空中具有相同的速度，而在介质中则具有不同的速度。然而，关于光的本性很多物理学者一直持有另外一种观点，即光是一种弹性的机械波，持这种波动观点的代表人物有虎克和惠更斯等人。惠更斯在1678年所阐述的观点认为，光是发光体内部的粒子振动所产生的机械波，这种机械波传播所依靠的介质被称作以太。惠更斯认为光是一种纵波，从而以太这种物质类似于空气一样，但没有任何质量，弥漫于整个宇宙中而无处不在。因此在波动说看来，光的本质就是能量通过以太的振动在空间中的传递。波动说同样可以解释很多光学现象，例如波在其他介质中的传播速率要小于在以太中的传播速率，因而这种效应会引起折射。对于色散，波动说认为每种颜色的光对应有不同的波长，因而在以太以外的其他介质中波速不同。尽管波动说能够貌似更简单地解释光学现象，当时的科学界由于更相信牛顿的权威，在波动说提出的一百多年里一直更推崇微粒说。
qas: question: 虎克认为光是什么?
answers: text: 一种弹性的机械波

question: 何人认为认为光是一种纵波?
answers: text: 惠更斯

question: 波在其他介质中的传播速率要小于在以太中的传播速率可以用哪一种理论解释?
answers: text: 波动说

context: 这种情形一直持续到十九世纪初，1801年英国科学家托马斯·杨成功实现了光的双缝干涉实验，这是对波动说的有力证明。他通过实验还初步测定了空气中不同色光的波长，已经接近于现代测定的精确值。1809年法国物理学家马吕斯发现了光的偏振，为了解释这种现象托马斯·杨在1817年假设了光波具有一个非常小的振动的横向分量，不过到了1821年，法国物理学家奥古斯丁·菲涅耳通过数学计算得出结论，光的振动完全是横向的。菲涅耳对波动光学进行了理论和实验的全方位研究，缔造了波动光学的理论基础，他的主要理论成就包括：提出了两束光的干涉条件，在数学上完善了描述光传播规律的惠更斯－菲涅耳原理，菲涅耳指出光波的包络面实际是各个子波彼此干涉的结果，并描述了近场的菲涅耳绕射；菲涅耳还得到了在物理上定量描述反射和折射规律的菲涅耳方程式；以及关于光的偏振的研究，并发现了圆偏振光和椭圆偏振光。
qas: question: 光的双缝干涉实验是谁实现的?
answers: text: 托马斯·杨

question: 马吕斯是哪国人?
answers: text: 法国

question: 奥古斯丁·菲涅耳在哪一透过数学计算得出结论说明光的振动完全是横向的?
answers: text: 1821年

context: 十九世纪八十年代以前，人们对光谱学的研究还仅限于对光谱的观测。著名的测量研究包括德国物理学家约瑟夫·夫琅和费在1814年至1815年间测定的太阳光谱，他将得到的八条吸收光谱线用字母A-H标记，后人称之为夫琅和费线。后来的光谱学主要用于新的化学元素的发现上，例如德国物理学家古斯塔夫·克希荷夫就是通过研究碱金属的光谱发现了新元素铯和铷。然而，从哪方面来看都需要对光谱的成因以及谱线之间的关系作出一个物理上的解释，而这一点恰恰又是在当时高度依赖机械观的物理学界无法企及的问题。相反，一名瑞士中学教师约翰·巴耳末于1884年总结出了一个经验性的氢光谱公式，正是这个公式的正确性引发了物理学家对原子光谱进一步的探索。1890年，瑞典物理学家约翰尼斯·芮得柏在不了解巴耳末工作的情况下得到了一个更具有普遍意义的经验公式，而巴耳末公式正是芮得柏得到的一个特例，后人并由此进一步成功预言了帕邢系的存在。然而即便如此，此时人们对光谱的理解依然是唯象的，真正在物理层面上的解释则要等到尼尔斯·波耳的时代。
qas: question: 约瑟夫·夫琅和费在哪一年开始进行太阳光谱的测定?
answers: text: 1814年

question: 经验性的氢光谱公式于何年诞生?
answers: text: 1884年

question: 约翰尼斯·芮得柏是哪一国人?
answers: text: 瑞典

context: 克耳文所言的两朵乌云分别是指迈克生-莫雷实验测量的零结果和黑体辐射理论出现的问题。出自对牛顿理论的高度信任，克耳文也相信这两个问题会被最终扫清，发言中他针对这两个问题提出了自己的解决方案。对于波动说中为何光以外的其他物质不会和“胶状”以太发生交互作用的问题，克耳文提出假设以太是可伸缩的，从而迈克生-莫雷实验不能完全否定以太的自由运动；而对于黑体辐射的问题，克耳文认为马克士威、波兹曼和瑞立等人对能量均分定理永远成立的维护是不必要的，“解决问题最简单的途径就是否定这一结论”。克耳文对这两个问题的在意程度反映了当时物理学界对物理学理论体系的普遍忧虑，但他很有可能没有想到的是，这两朵乌云给物理学带来的是一场突如其来的风暴，这场风暴颠覆了旧理论体系的框架，分别导致了二十世纪物理学的两大理论体系：相对论和量子力学的诞生。
qas: question: 光以外的其他物质不会和“胶状”以太发生交互作用的问题是来自何理论?
answers: text: 波动说

question: 哪一个实验被认为不能完全否定以太的自由运动?
answers: text: 迈克生-莫雷实验

question: 二十世纪物理学的两大理论体系指的是量子力学还有哪一个?
answers: text: 相对论

context: 从1895年德国物理学家威廉·伦琴发现X射线开始，物理学界在短短十年间诞生出很多前所未有的研究发现，包括天然放射性、塞曼效应、电子、α和β射线、放射性元素钋和镭、电子质量随速度增长等。其中X射线和电子的发现都可以追溯至人们在真空放电管内所做的真空放电实验，这种放电现象被称作阴极射线。1895年11月8日，时为德国维尔茨堡大学校长的伦琴在进行阴极射线的实验时，观察到放在射线管附近涂有氰亚铂酸钡的屏上发出的微光，最后他确信这是一种尚未为人所知的新射线。1895年12月28日他完成了初步的实验报告《一种新的射线》并发表于《维尔茨堡物理医学学会》上。为了表明这是一种新的射线，伦琴采用表示未知数的X来命名。伦琴为此获得了首届诺贝尔物理学奖，不过他很长时间都没有弄清这种新射线的本质，直到1912年德国物理学家马克斯·冯·劳厄通过晶体绕射的方法确定了X射线是一种频率很高的电磁波，而后来英国物理学家亨利·莫斯利则指出X射线产生于原子内部内层电子的量子跃迁。
qas: question: X射线是谁发现的?
answers: text: 威廉·伦琴

question: 《一种新的射线》于何年发表?
answers: text: 1895年

question: 亨利·莫斯利是哪一国的物理学家?
answers: text: 英国

context: 英国物理学家、剑桥大学卡文迪许实验室的约瑟夫·汤姆森自1890年起开始研究阴极射线，他在1897年重做了赫兹的实验，但精细程度上有相当大的提高：他使用了真空度更高的放电管和更强的电场。实验中他观察到了电场中稳定的偏转，并利用测量的偏转角度计算了这种未知粒子的电荷质量比，这个测量值不依赖于电极的材料和气体的成分。汤姆森等人又测定了这种粒子所带的电量，发现其与氢离子的带电量相同。其后汤姆森又采用类似方法研究了光电效应中的光电流和热电发射效应中的电流，发现它们也都是由相同粒子组成的。这些事实加上法国物理学家亨利·贝可勒尔对β射线成分的研究结果，证明这种粒子普遍存在于电流中，并且是比原子更小的组成单元。汤姆森采用“电子”这个名称来称呼这种粒子，电子是人类发现的第一个基本粒子，它的发现改变了长久以来人们认为原子不可分的传统观念。
qas: question: 约瑟夫·汤姆森从哪一年开始研究阴极射线?
answers: text: 1890年

question: 亨利·贝可勒尔是哪国人?
answers: text: 法国

question: 人类发现的第一个基本粒子是?
answers: text: 电子

context: 以太是光的波动说基于机械观的论点引入的假想光波介质，同时它也是一种绝对惯性系。由于这种假想物质无处不在、绝对静止、与光以外的物质不会发生任何可观测的作用，而且它又是胶状弹性的，关于以太是否真的存在一直是理论和实验物理学界关注的问题。由于以太是绝对惯性系，地球在以太中的运动相当于在地球上形成相对地球运动的反方向的以太风，这从而成为了人们能够想到的一种测量以太的途径。马克士威在《大英百科全书》的《以太》条目中提到了这种实验方案：由于以太的运动会引起在其中传播的光速的变化，而以太风的速度又相当于反向的地球轨道速度，则可以通过比较这两种速度来观察以太。然而受当时在地面上测量光速的技术所限，以太风所导致的光传播时间变化也只能为总传播时间的亿分之一，这种精度的测量对于的当时的技术而言是非常困难的。不过到了1880年，美国物理学家阿尔伯特·迈克生制造了一种全新的高灵敏干涉仪——迈克生干涉仪，如此光速的变化将能反映到干涉的相位差中，迈克生干涉仪的灵敏度已能达到马克士威所言的测量要求。
qas: question: 以太有哪一种惯性系?
answers: text: 绝对惯性系

question: 马克士威在哪一个百科全书中提到测量以太的途径?
answers: text: 《大英百科全书》

question: 迈克生干涉仪在哪一年被发明?
answers: text: 1880年

context: 1881年4月迈克生在波茨坦天文台进行了上述干涉实验，结果是干涉条纹的移动远远小于可能的预期，并与地球轨道运动并不相关，迈克生从而猜测绝对静止的以太惯性系并不存在。1887年他又和爱德华·莫雷合作改进了干涉实验，提高了实验的稳定性和灵敏度，然而结果依然没有变化。根据他们记录的测量结果，即使地球和以太之间的相对运动导致了条纹位移，这种位移不会大于条纹间距的0.01倍，而假设以太存在时的理论值则会达到0.4倍。迈克生-莫雷实验的零结果对当时的物理学界是一朵名副其实的乌云，为了解释这个结果同时又维护以太理论的正确性，荷兰物理学家亨德里克·劳仑兹于1892年提出了收缩假说，并于1895年给出了著名的长度收缩公式。这一假说不但可以解释迈克生-莫雷实验的零结果，也否定了任何在地球上观察以太风的可能性。
qas: question: 迈克生于何年在波茨坦天文台进行了干涉实验?
answers: text: 1881年

question: 谁和爱德华·莫雷合作改进了干涉实验?
answers: text: 迈克生

question: 亨德里克·劳仑兹是哪国人?
answers: text: 荷兰

context: 紫外灾变这一概念的提出起源于人们对热辐射定律的研究，或更准确的说，是从克希荷夫1859年提出黑体辐射的概念开始的。1879年，斯洛文尼亚物理学家约瑟夫·斯特凡经验性得到黑体辐射能量正比于黑体温度的四次方的结论，并由波兹曼于1884年从理论上证明，这被称作斯特凡-波兹曼定律。1893年德国物理学家威廉·维因得到了描述黑体辐射的电磁波波长与黑体温度之间反比关系的定律，即维因位移定律；而后在1896年又得到了一个描述黑体辐射能量和波长之间关系的定律，即维因近似。维因的定律引起了物理学界的注意，由于它基本上属于基于实验测量的经验性公式，很多理论物理学家试图在理论上对其进行修正。德国物理学家马克斯·普朗克自1897年起开始进行这项工作，通过将电磁理论应用于热辐射和谐振子的交互作用，他于1899年得到了维因辐射定律的理论版本。然而，实验观测表明维因近似并不适用于长波情形，在低频区域需要进行修正。这种偏差导致了普朗克对能量进行了量子化假设，从而在1900年导出了普朗克黑体辐射定律。真正引起紫外灾变的导火索是能量均分定理。瑞立勋爵在研究黑体辐射的过程中，注意到对频率较低的情形能量均分定理应当成立，从而假设在空腔中辐射的电磁波能量按自由度均分。这样得到的公式符合长波情形，然而当频率趋于无穷大时辐射的能量也因此趋于无穷大，瑞立注意到了这种情形的荒谬性并试图对公式加以修正。1905年，詹姆斯·金斯爵士发现了瑞立公式中系数的错误，修正后这个公式被称作瑞立-金斯定律，代表了能量均分定理应用于黑体辐射的结果。由于马克士威、波兹曼和瑞立等人对能量均分定理正确性的维护，瑞立-金斯定律在紫外区域发散的情形对古典物理学而言是不可理解的，这被奥地利物理学家保罗·埃伦费斯特于1911年称作所谓“紫外灾变”。紫外灾变是二十世纪之初物理学的又一朵乌云，它的存在预示著能量均分定理并非永远成立，而普朗克的能量量子化假设则为二十世纪物理学的另一大支柱——量子力学的建立开创了先河。
qas: question: 黑体辐射的概念是由何人提出的?
answers: text: 克希荷夫

question: 约瑟夫·斯特凡是哪国人?
answers: text: 斯洛文尼亚

question: 普朗克黑体辐射定律是在哪一年诞生?
answers: text: 1900年

question: “紫外灾变”在哪一年被提出?
answers: text: 1911年

context: 迈克生-莫雷实验对以太风观测的零结果表明，或许所有有关以太的理论需要修改，例如像劳仑兹那样引入长度收缩因子，这样会带来一系列的修补工作；或者认为以太存在的理论根本就不成立。其实早在1865年马克士威就已经证明电磁波传播速度只和介质有关，1890年赫兹在研究电磁理论时也得出了电磁波波速与波源速度无关的结论。然而，这个结论显然是不符合伽利略变换的，这说明对于运动中的物体需要一种新的电动力学。劳仑兹曾经在维持以太存在性的前提下发展过这样一种电磁理论，这被称作劳仑兹以太论。在这一理论中，以太和其他物质被严格区分开，以太是绝对静止的，这也是牛顿的绝对时空观的反映；然而有别于机械观的以太，劳仑兹的以太是一种“电磁以太”：劳仑兹假设电磁场是以太状态的体现，但他对此没有做更多的解释。劳仑兹用这一理论解释了塞曼效应，为此获得了1902年的诺贝尔物理学奖。1895年，劳仑兹给出了长度收缩的假设，并通过他的相关态定理提出了所谓“本地时”的概念，运用这一概念他解释了光行差现象、多普勒频移和斐索流水实验。相关态定理是说相对于以太运动的观察者在他的参考系中观测到的物理现象应当和静止座标系中的观察者看到的是相同的。本地时的概念在数学上相当于狭义相对论中的相对同时概念，但在劳仑兹的理论中它只是一种数学上的辅助工具，没有实在的物理意义。同一年，劳仑兹引入了一组适用于马克士威电磁理论在相对以太运动的座标系中时空变换的方程式，即劳仑兹变换，并于1899年和1904年对劳仑兹变换进行了补充和修正，他的1904年的论文《以任意小于光速的系统中的电磁现象》给出的劳仑兹变换已经非常接近于现代的定义。
qas: question: 电磁波波速与波源速度无关的结论是谁提出的?
answers: text: 赫兹

question: 1902年的诺贝尔物理学奖得主是?
answers: text: 劳仑兹

question: 《以任意小于光速的系统中的电磁现象》在何年问世?
answers: text: 1904年

context: 在古典希腊时期以及希腊化时代，亚里士多德写下史上第一本被称作物理学的书，日后成为著名的亚里士多德物理学，他企图借由四元素解释物体的运动。亚里士多德相信，所有物质都由以太，或另外的四元素所组成：土、水、风、火。根据亚里士多德，这四个陆地上的元素能够相互转换，并且朝向它们各自的自然位置移动。因此，石头往宇宙中心坠落，但火总是往地球外围靠近。力学是最原始的物理学分支之一，而最原始的力学则是静力学。静力学源于人类文明初期生产劳动中所使用的简单机械，如杠杆、滑轮、斜面等。古希腊人从大量的经验中了解到一些与静力学相关的基本概念和原理，如杠杆原理和阿基米德定律。从1609至1619年期间，天文学家约翰内斯·开普勒先后发现开普勒行星运动三大定律，准确估算出从天文观测获得的行星绕着太阳的公转数据，总结了老师第谷·布拉赫毕生的观测数据。对宇宙中天体的观测也成为了人类进一步研究力学运动的绝佳领域。
qas: question: 第一本被称作物理学的书是谁写的?
answers: text: 亚里士多德

question: 最原始的力学是何者?
answers: text: 静力学

question: 1609至1619年期间，约翰内斯·开普勒发现了什么?
answers: text: 开普勒行星运动三大定律

context: 法国数学家、科学家昂利·庞加莱一直是劳仑兹观点的阐释者及批判者，1900年他对劳仑兹的本地时概念的起源作出了具有物理意义的解释，即本地时来自不同座标系间通过光速进行的时钟同步，这就是狭义相对论中同时性的相对性的概念。1904年庞加莱在独立于爱因斯坦工作的情形下提出了相对性原理：任何力学和电磁学实验都不能区分静止和匀速运动的任何惯性参考系，这条原理后来成为狭义相对论的两条基本原理之一。1905年6月5日，庞加莱在给劳仑兹的信中证明了劳仑兹于1904年论文中给出的电磁方程组不是劳仑兹协变的，并重新修正了劳仑兹变换的方程式。庞加莱的这一组方程式正是沿用至今的劳仑兹变换形式，也正是庞加莱此时首次将这一组方程式命名为劳仑兹变换。他证明了劳仑兹变换是最小作用量原理的一个推论，并用群论的语言描述了劳仑兹变换，即劳仑兹群，这些内容都包含在他于1906年1月发表的论文《论电子的动力学》中。爱因斯坦将劳仑兹和庞加莱称作相对论的先驱，他指出在他之前“劳仑兹已经认识到这种以他名字命名的变换对分析马克士威方程组的重要作用，而庞加莱则做出了更深入的研究……”。
qas: question: 昂利·庞加莱是哪国人?
answers: text: 法国

question: 庞加莱在哪一年重新修正了劳仑兹变换的方程式?
answers: text: 1905年

question: 《论电子的动力学》是在何年被发表?
answers: text: 1906年

context: 德国犹太物理学家阿尔伯特·爱因斯坦于1900年毕业于苏黎世联邦理工学院，而后于1901年获瑞士国籍。爱因斯坦首先在各种对以太风观测的零结果中猜想到以太的不存在性，并在对劳仑兹和庞加莱的理论的研究中发现了运动物体的电动力学导致的光速不变性与原本的速度叠加原理的矛盾。对于这一矛盾，爱因斯坦声称是其好友米歇尔·贝索帮助他领悟到了解决方案，即同时性的相对性。1905年6月30日，爱因斯坦完成了划时代的著名论文：《论运动物体的电动力学》，并发表在同年9月的《物理年鉴》上。在这篇论文中，爱因斯坦开头便指出了马克士威电磁理论应用于运动物体时表现出的内在不对称性，为同时性下了新的定义，从而引出了他的狭义相对论理论。
qas: question: 阿尔伯特·爱因斯坦在哪一年得到瑞士国籍?
answers: text: 1901年

question: 《论运动物体的电动力学》是谁的著名论文?
answers: text: 爱因斯坦

question: 《论运动物体的电动力学》是在哪一年完成的?
answers: text: 1905年

context: 值得注意的是，《论运动物体的电动力学》没有引用其他任何参考文献，于是人们因此关注爱因斯坦在创立相对论时到底受到了哪些启发。爱因斯坦本人声称他的思想受到了经验主义哲学家大卫·休谟和恩斯特·马赫的影响。其他影响爱因斯坦发展狭义相对论的物理研究应该还包括庞加莱的相对性原理、运动的磁体和导体问题、各种对以太风观测实验的否定结果——然而，爱因斯坦否认了其中最重要的实验，即迈克生-莫雷实验对他产生过任何重要影响。其他可能的参考来源还有庞加莱描述相对性原理的《科学与假说》，以及马克斯·亚伯拉罕的著作，爱因斯坦从中借用了“马克士威-赫兹方程组”和“纵向和横向质量”等词汇。根据他对于电动力学和光速不变原理的观点，爱因斯坦认为劳仑兹在1895年的理论和斐索流水实验对他的思想产生过相当大的影响。1909年和1912年爱因斯坦两次叙述说他曾借用过劳仑兹的静止以太理论中的原理，但他发现如果同时假设光速不变和相对性原理，则以太的概念是没有用的。根据他1907年及其后续论文，这两个原理看似矛盾之处是可以被解决的，方法就是不再将劳仑兹的本地时概念看作一个数学上的辅助参量，而是当作与信号速度有关的具有物理实在的时间。如前所述，庞加莱在独立于爱因斯坦工作的情形下也得到了本地时的类似物理解释，并且也和信号速度有关；然而他的不足之处在于仍然坚持认为在以太中的时间才是真正的时间，相对以太运动的时钟指示的是表象的时间。爱因斯坦在1953年回忆狭义相对论的发展时曾说：“对我而言，我当时只了解劳仑兹于1895年的工作……而并不清楚他之后的工作，也不清楚庞加莱的后续研究。从这个意义上说，我在1905年的工作是独立完成的……”。即使承认了劳仑兹、庞加莱和马赫等人为狭义相对论的创立做出了重要铺垫工作，但正如爱因斯坦所言，他在狭义相对论中无与伦比的突出贡献是建立了马克士威方程组和劳仑兹变换两者之间的内在联系，并认识到在狭义相对论的框架下“劳仑兹不变性是任何物理定律都普遍具有的时空本性”。
qas: question: 大卫·休谟是什么学家?
answers: text: 哲学家

question: 爱因斯坦从谁的著作中借用了“纵向和横向质量”这个词汇?
answers: text: 马克斯·亚伯拉罕

question: “对我而言，我当时只了解劳仑兹于1895年的工作”这句话是谁说的?
answers: text: 爱因斯坦

context: 早期的物理学界对相对论一直持怀疑态度，即使到了1921年爱因斯坦获诺贝尔奖的原因仍然并非由于相对论的建立。相对论最初的支持者大多来自爱因斯坦的故乡德国：最早引用爱因斯坦工作的物理学家可能是德国实验物理学家沃尔特·考夫曼，他在1905年至1906年间比较了劳仑兹和爱因斯坦的理论，并称自己更偏好爱因斯坦的观点，但他又认为这两种理论在观测上是等价的。从而他将相对性原理称作“劳仑兹-爱因斯坦”的基本假设，而“劳仑兹-爱因斯坦理论”这一名称也被其他人使用过数年之久。马克斯·普朗克也随后发表了他的第一篇有关相对论的论文，其中他将爱因斯坦的理论看作是劳仑兹理论的推广。据研究表明，普朗克在1906年曾使用词语“相对性理论”和“劳仑兹-爱因斯坦理论”并称狭义相对论。爱因斯坦本人及其他一些人的称法是“相对性原理”，很长一段时间里这些不同的称呼被不同的物理学家交替使用着。1906年考夫曼发表了他对加速电子电荷质量比测量的实验结果，这一结果清楚地显示了和相对性原理及劳仑兹-爱因斯坦理论的相违背，却反而支持了亚伯拉罕理论。在这以后几年里，这一实验都被看作是反对狭义相对论的有力佐证，而劳仑兹对这一实验结果感到非常失望。然而德国物理学家阿尔弗雷德·布赫雷尔等人的其后类似实验都支持劳仑兹-爱因斯坦理论，反对亚伯拉罕的理论。不过，后来有人指出所有以上提到的实验精度都不足以测量出劳仑兹-爱因斯坦理论和亚伯拉罕理论的区别，因此直到二十世纪四十年代更精确的实验结果得出后才真正显示出狭义相对论的正确性。
qas: question: 爱因斯坦在哪一年获得诺贝尔奖?
answers: text: 1921年

question: “劳仑兹-爱因斯坦理论”指的是哪一个理论?
answers: text: 狭义相对论

question: 考夫曼在哪一年发表了他对加速电子电荷质量比测量的实验结果?
answers: text: 1906年

context: 爱因斯坦于1907年发表了论文《关于相对性原理和由此得出的结论》，这篇论文标志着他对建立一个基于狭义相对论基础的重力理论的漫长探索的开始。爱因斯坦试图将牛顿万有引力定律加以修改得能够与狭义相对论互相融合．初步结果显示这方向可行，然而，爱因斯坦并不满意，因其中涉及到一些尚未建立的假说。有一天，他坐在他喜好的椅子上思考问题时，忽然灵机一动，“假若一个人自由地坠落，他必不会感觉到自己的重量。”他后来描述这是他一生最快乐的思维，其赋予他深刻的印象，激励他继续发展出合理的重力理论。爱因斯坦在这篇论文中将弱等效原理扩展为爱因斯坦等效原理：“在足够小的时空区域中物理定律约化成狭义相对论中的形式；而且没有任何局域实验能够探测到周围重力场的存在。”既然非惯性系等价于重力场，爱因斯坦从而将狭义相对论中的相对性原理也做了推广：在狭义相对论中所有的惯性系都是平权的，物理定律形式不变；但在新的理论中，所有的参考系都是平权的，物理定律形式不会因惯性系或非惯性系而改变，这一推广的相对性原理被称作广义相对性原理。
qas: question: 《关于相对性原理和由此得出的结论》在哪一年被发表?
answers: text: 1907年

question: 《关于相对性原理和由此得出的结论》是谁的理论?
answers: text: 爱因斯坦

question: “在足够小的时空区域中物理定律约化成狭义相对论中的形式；而且没有任何局域实验能够探测到周围重力场的存在。”指的是哪个理论?
answers: text: 爱因斯坦等效原理

context: 虽然认识到了狭义相对论需要推广为广义相对论，并确立了两条基本原理，爱因斯坦仍然为探索这一新理论研究了八年之久。这期间他面临的一个主要问题是缺乏有效的数学工具，直到1913年他在德国数学家马塞尔·格罗斯曼的帮助下发表了一篇突破性的论文：《广义相对论和重力理论纲要》，题目标注了物理部分作者为爱因斯坦，数学部分作者为格罗斯曼。这篇论文中原来单一的牛顿纯量重力场被一个具有十个分量的四阶对称黎曼张量重力场替代，从此物理学中的时空不再是平直的，而成为了在全局上具有曲率但在局部平直的黎曼流形。1914年，爱因斯坦发表了《广义相对论正式基础》，其中他得到了广义相对论中描述粒子运动的方程式：测地线方程式，并籍此推导了重力场中的光线偏折和重力红移的结果。1915年11月，爱因斯坦发表了他最终推导出重力场方程式的四篇论文，其中《用广义相对论解释水星近日点运动》证明了广义相对论能够解释自1859年以来困扰天文学家的水星的反常进动现象，而《重力场方程式》则正式给出了描述重力场和物质交互作用的爱因斯坦重力场方程式。
qas: question: 马塞尔·格罗斯曼是哪国人?
answers: text: 德国

question: 《广义相对论和重力理论纲要》于何年被发表?
answers: text: 1913年

question: 爱因斯坦在哪一年发表了《广义相对论正式基础》?
answers: text: 1914年

context: 广义相对论创立之初还没有一个稳固的实验观测基础来证实，爱因斯坦本人提出过三种验证广义相对论的实验方法，分别为水星轨道的近日点进动、太阳重力场中的光线偏折和光波的重力红移。在当时只有第一种方法是很早就被观测到的现象：1859年法国天文学家勒维耶就发现水星的实际轨道进动与预期的并不十分相符，即使考虑到太阳系中其他行星的影响，实际的进动速度还是要比古典力学所预言的稍快一点。在很长时间内这个原因都得不到合理的解释，古典的假说包括行星际尘埃、太阳本身未被观测到的椭球性、水星未被观测到的卫星、水内小行星的存在，甚至有人猜测牛顿的万有引力定律并非严格的平方反比律，但这些假说都没能获得成功。1915年，爱因斯坦在论文《用广义相对论解释水星近日点运动》中计算了水星在太阳重力场中的轨道进动并推导出了进动的角位移公式，所得的理论数值完全符合纽康的结果。
qas: question: 勒维耶是哪一国人?
answers: text: 法国

question: 勒维耶在哪一年发现水星的实际轨道进动与预期的并不十分相符?
answers: text: 1859年

question: 《用广义相对论解释水星近日点运动》是在哪一年被发表?
answers: text: 1915年

context: 1911年爱因斯坦在论文《论重力对光的传播的影响》中提出光线在太阳附近经过时会因太阳重力场的作用导致传播方向发生偏折，不过直到1915年他才给出正确计算得出的偏折角度。当时正值第一次世界大战期间，英国与德国之间的学术交流也由此中断。所幸的是，英国天体物理学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿爵士当时在英国皇家天文学会任秘书一职，他通过来自荷兰物理学家威廉·德西特的论文和书信成为了第一个了解广义相对论的英国人。爱丁顿在当时是为数不多的具有良好数学功底从而能理解广义相对论的天文学家，也因为他是当时为数不多的国际主义者和和平主义者，这都使得他有兴趣去了解一名德国物理学家的理论。很快，爱丁顿成为了广义相对论在英国的主要支持者和推广者。战后，爱丁顿于1919年5月29日前往西非几内亚湾的普林西比岛观测日全食。日全食发生时他对太阳附近的恒星进行拍摄，由于光线在重力场中会发生偏折，拍摄到的恒星位置将会发生偏移。爱丁顿指出牛顿理论预言的偏移量将只有爱因斯坦理论所预言偏移量的一半，他的测量结果表明是支持爱因斯坦理论的。次年爱丁顿将这一结果发表并肯定了爱因斯坦的理论，这一发现随后被全球报纸竞相报导，一时间使爱因斯坦和广义相对论名声赫赫，有报导甚至撰文称“发现了一个新宇宙”。
qas: question: 《论重力对光的传播的影响》是谁发表的?
answers: text: 1911年

question: 1915年的时候正值哪一场战争?
answers: text: 第一次世界大战

question: 在哪一年的时候，爱丁顿前往西非观测日全食?
answers: text: 1919年

context: 1925年美国威尔逊山天文台的沃尔特·亚当斯对天狼星的伴星天狼B谱线的观测表明，谱线的频移基本符合广义相对论所预言的重力红移值。1959年的庞德-雷布卡实验利用梅斯堡效应测定的重力红移值和理论值相差不超过5%。此后广义相对论又产生了更多的实验验证方法，但那是二十世纪六十年代以后，天体物理学和宇宙学进入了所谓广义相对论的黄金时代之后的事，这部分内容详见下文当代天体物理学和宇宙学两节。1900年普朗克在黑体辐射研究中的能量量子化假说是量子理论建立的前奏。尽管在最初的思考中普朗克并不赞同波兹曼的统计理论，但由于他发现无法通过古典的热力学定律来导出辐射定律，他不得不转而尝试统计规律，其结果就是普朗克黑体辐射定律。同时普朗克还计算得到了公式中的普适常数，即普朗克常数。然而即使如此，普朗克的能量量子化假说最初也未得到应有的重视，在当时的物理学界看来，将能量与频率联系起来是一件很不可理解的事，连普朗克本人对量子化也深感怀疑，他仍然试图寻找用古典手段解决问题的办法。
qas: question: 庞德-雷布卡在哪一年利用梅斯堡效应测定的重力红移值?
answers: text: 1959年

question: 量子理论建立的基础是谁的研究?
answers: text: 普朗克

question: 普适常数是谁提出的?
answers: text: 普朗克

context: 如前所述，这里提到的阴极射线正是光电效应所产生的电流。爱因斯坦进一步将光量子概念应用到光电效应的解释中，并提出了描述入射光量子能量与逸出电子能量之间关系的爱因斯坦光电方程式。虽然这一理论在1905年就已提出，真正通过实验验证则是美国物理学家罗伯特·密立根在1916年才完成的。密立根的光电效应实验测量了爱因斯坦所预言的遏制电压和频率的关系，其曲线斜率正是普朗克在1900年计算得到的普朗克常数，从而“第一次判决性地证明了”爱因斯坦光量子理论的正确。不过，密立根最初的实验动机恰恰相反，其本人和当时大多数人一样，对量子理论持相当大的保守态度。1906年，爱因斯坦将普朗克定律应用于固体中的原子振动模型，他假设所有原子都以同一频率振动，并且每个原子有三个自由度，从而可求和得到所有原子振动的内能。将这个总能量对温度求导数就可得到固体热容的表达式，这一固体热容模型从而被称作爱因斯坦模型。这些内容发表于1907年的论文《普朗克的辐射理论和比热容理论》中。
qas: question: 罗伯特·密立根是哪一国的物理学家?
answers: text: 美国

question: 普朗克常数于何年由普朗克发现?
answers: text: 1900年

question: 《普朗克的辐射理论和比热容理论》在哪一年被发表?
answers: text: 1907年

context: 在17世纪的欧洲，自然哲学家逐渐展开了一场针对中世纪经院哲学的进攻，他们持有的观点是，从力学和天文学研究抽象出的数学模型将适用于描述整个宇宙中的运动。被誉为“现代自然科学之父”的意大利物理学家、数学家、天文学家伽利略·伽利莱就是这场转变中的领军人物。伽利略所处的时代正值思想活跃的文艺复兴之后，在此之前列奥那多·达芬奇所进行的物理实验、尼古拉斯·哥白尼的日心说以及弗朗西斯·培根提出的注重实验经验的科学方法论都是促使伽利略深入研究自然科学的重要因素，哥白尼的日心说更是直接推动了伽利略试图用数学对宇宙中天体的运动进行描述。伽利略意识到这种数学性描述的哲学价值，他注意到哥白尼对太阳、地球、月球和其他行星的运动所作的研究工作，并认为这些在当时看来相当激进的分析将有可能被用来证明经院哲学家们对自然界的描述与实际情形不符。伽利略进行了一系列力学实验阐述了他关于运动的一系列观点，包括借助斜面实验和自由落体实验批驳了亚里士多德认为落体速度和重量成正比的观点，还总结出了自由落体的距离与时间平方成正比的关系，以及著名的斜面理想实验来思考运动的问题。他在1632年出版的著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》中提到：“只要斜面延伸下去，球将无限地继续运动，而且不断加速，因为此乃运动着的重物的本质。”。伽利略在天文学上最著名的贡献是于1609年改良了折射望远镜，并借此发现了木星的四颗卫星、太阳黑子以及金星类似于月球的相。
qas: question: “现代自然科学之父”是谁的称号?
answers: text: 伽利略·伽利莱

question: 日心说是谁的主张?
answers: text: 尼古拉斯·哥白尼

question: 《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》于何年出版?
answers: text: 1632年

context: 1908年至1909年间，欧内斯特·拉塞福在研究α粒子散射的过程中发现了α粒子的大角度散射现象，从而猜想原子内部存在一个强电场。其后他于1911年发表了论文《物质对α、β粒子的散射和原子构造》，通过散射实验的结果提出了全新的原子结构模型：正电荷集中在原子中心，即原子中心存在原子核。事实上，拉塞福并非提出原子结构的“行星模型”的第一人，然而这类模型的问题在于，在古典电磁理论框架下，近距的电磁交互作用无法维持这样的连心力系统的稳定性；此外，在古典理论中运动电子产生的电磁场还会产生电磁辐射，使电子能量逐渐降低，对于这些难题拉塞福采取了回避的对策。1912年至1913年间，丹麦物理学家尼尔斯·波耳肯定了拉塞福的原子模型，但同时指出原子的稳定性问题不能在古典电动力学的框架下解决，而唯有依靠量子化的方法。波耳从氢原子光谱的巴耳末公式和约翰尼斯·斯塔克的价电子跃迁辐射等概念受到启发，对围绕原子核运动的电子轨道进行了量子化，而原子核和电子之间的动力学则依然遵守古典力学，因此一般来说波耳模型是一种半古典理论。这些内容发表在他1913年的著名三部曲论文《论原子构造和分子构造》中。
qas: question: 《物质对α、β粒子的散射和原子构造》在何年被发表?
answers: text: 1911年

question: 尼尔斯·波耳是哪国人?
answers: text: 丹麦

question: 波耳在哪一年发表了《论原子构造和分子构造》?
answers: text: 1913年

context: 这一模型很好地描述了氢光谱的规律，并且和实验观测值相当符合。此外，波耳还从对应原理出发，将电子轨道角动量也进行了量子化，并给出了电子能量、角频率和轨道半径的量子化公式。波耳模型在解释氢原子的发射和吸收光谱中取得了非常大的成功，是量子理论发展的重要里程碑。不过，波耳模型在很多地方仍然是粗略的：例如它只能解释氢原子光谱，对其他稍复杂的原子光谱就毫无办法；它创立之时人们还没有自旋的概念，从而波耳模型无法解释原子谱线的塞曼效应和精细结构；波耳模型也无法说明电子在两条轨道之间跃迁的过程中到底是处于一种什么状态。德国物理学家阿诺·索末菲在1914年至1915年间发展了波耳理论，他提出了电子椭圆轨道的量子化条件，从而将开普勒运动纳入到量子化的波耳理论中并提出了空间量子化概念，他还给量子化公式添加了狭义相对论的修正项。索末菲的量子化模型很好地解释了正常塞曼效应、斯塔克效应和原子谱线的精细结构，他的理论收录在他在1919年出版的《原子结构与光谱线》一书中。
qas: question: 哪一个模型对于原子光谱毫无办法?
answers: text: 波耳模型

question: 阿诺·索末菲是哪一国的物理学家?
answers: text: 德国

question: 《原子结构与光谱线》这本书在哪一年被出版?
answers: text: 1919年

context: 1905年爱因斯坦对电磁辐射的能量进行量子化从而提出了光量子的概念，但此时的光量子只是能量不连续性的一种体现，还不具有真实的粒子概念。1909年，爱因斯坦发表了《论我们关于辐射的本性和组成的观点的发展》，在这篇发言兼论文中爱因斯坦证明了如果普朗克黑体辐射定律成立，则光子必须携带有动量并应被当作粒子对待，同时还指出电磁辐射必须同时具有波动性和粒子性两种自然属性，这被称作波粒二象性。1917年，爱因斯坦在《论辐射的量子理论》中更深入地讨论了辐射的量子特性，他指出辐射具有两种基本方式：自发辐射和受激辐射，并建立了一整套描述原子辐射和电磁波吸收过程的量子理论，这不但成为五十年后激光技术的理论基础，还促成了现代物理学中迄今最精确的理论——量子电动力学的诞生。1923年，美国物理学家阿瑟·康普顿在研究X射线被自由电子散射的情况中发现X射线出现能量降低而波长变长的现象，他用爱因斯坦的光量子论解释了这一现象并于同年发表了《X射线受轻元素散射的量子理论》。康普顿效应从而成为了光子存在的论断性证明，它证明了光子携带有动量，爱因斯坦在1924年的短评《康普顿实验》中高度评价了康普顿的工作。
qas: question: 爱因斯坦在哪一年发表了《论我们关于辐射的本性和组成的观点的发展》?
answers: text: 1909年

question: 《论辐射的量子理论》于何年被发表?
answers: text: 1917年

question: 阿瑟·康普顿在1923年发表什么理论?
answers: text: 《X射线受轻元素散射的量子理论》

context: 1923年，法国物理学家路易·德布罗意在光的波粒二象性，以及布里元为解释波耳氢原子定态轨道所提出的电子驻波假说的启发下，开始了对电子波动性的探索。他提出了实物粒子同样也具有波粒二象性的假说，对电子而言，电子轨道的周长应当是电子对应的所谓“位相波”波长的整数倍。德布罗意在他的博士论文中阐述了这一理论，但他同时认为他的电子波动性理论所描述的波的概念“像光量子的概念一样，只是一种解释”，因此真正的粒子的波函数的概念是等到薛定谔建立波动力学之后才完备的。另外，德布罗意在论文中也并没有明确给出物质波的波长公式，虽然这一想法已经反映在他的内容中。德布罗意的博士论文被爱因斯坦看到后得到了很大的赞许，爱因斯坦并向物理学界广泛介绍了德布罗意的工作。这项工作被认为是统一了物质粒子和光的理论，揭开了波动力学的序幕。1927年，贝尔实验室的克林顿·戴维孙和雷斯特·革末进行了著名的戴维孙-革末实验，他们将低速电子射入镍晶体，观测每一个角度上被散射的电子强度，所得的绕射图案与布拉格预测的X射线的绕射图案相同，这是电子也会像波一样发生绕射的确凿证明。特别地，他们发现对于具有特定能量的入无线电子，在对应的散射角度上散射最明显，而从布拉格光栅绕射公式得到的绕射波长恰巧等于实验中具有对应能量电子的德布罗意波长。
qas: question: 路易·德布罗意是哪国人?
answers: text: 法国

question: “像光量子的概念一样，只是一种解释”这是谁的主张?
answers: text: 德布罗意

question: 戴维孙-革末实验在哪一年展开?
answers: text: 1927年

context: 有别于旧量子论的现代量子力学的诞生，是以1925年德国物理学家维尔纳·海森堡建立矩阵力学和奥地利物理学家埃尔温·薛定谔建立波动力学和非相对论性的薛定谔方程式，从而推广了德布罗意的物质波理论为标志的。矩阵力学是第一个完备且被正确定义的量子力学理论，通过将粒子的物理量阐释为随时间演化的矩阵，它能够解释波耳模型所无法理解的跃迁等问题。矩阵力学的创始人是海森堡，另外他的德国同胞马克斯·玻恩和帕斯库尔·约当也做出了重要工作。1924年，23岁的海森堡还只是哥廷根大学未取得终身教职的一名年轻教师，他于同年九月应波耳的邀请来到哥本哈根进行六个月的交流访问，此间海森堡受到了波耳和他的学生汉斯·克拉莫斯等人的深刻影响。1925年海森堡回到哥廷根，在五月之前他的工作一直是致力于计算氢原子谱线并试图只采用可观察量来描述原子系统。同年六月为了躲避鼻炎的流行，海森堡前往位于北海东部并且没有花粉侵扰的黑尔戈兰岛。在那里他一边品味歌德的抒情诗集，一边思考着光谱的问题，并最终意识到引入不可对易的可观察量或许可以解决这个问题。其后他在回忆中写道：“当时正是凌晨三点，最终的计算结果即将出现在我面前，起初这让我深深震撼了。我非常兴奋以至于无法考虑睡觉的事，于是我离开房间前往岩石的顶端等待朝阳。”
qas: question: 矩阵力学是谁建立的?
answers: text: 维尔纳·海森堡

question: 海森堡在哪一年前往位于北海东部的黑尔戈兰岛?
answers: text: 1925年

question: 海森堡前往黑尔戈兰岛是为了躲避哪一种疾病?
answers: text: 鼻炎

context: 回到哥廷根后，海森堡将他的计算递交给沃尔夫冈·包立和马克斯·玻恩评判，他对包立附加评论说：“所有内容对我来说都还很不清楚，但似乎电子不应当在轨道上运动了”。在海森堡的理论中，电子不再具有明确的轨道，他从而意识到电子的跃迁几率并不是一个古典量，因为在描述跃迁的傅立叶级数中只有频率是可观察量。他用一个系数矩阵取代了古典的傅立叶级数，在古典理论中傅立叶系数表征著辐射的强度，而在矩阵力学中表征强度的则是位置算符的矩阵元的大小。海森堡理论的数学形式中系统的哈密顿量是位置和动量的函数，但它们不再具有古典力学中的定义，而是由一组二阶傅立叶系数的矩阵给出。玻恩在阅读海森堡的理论时，发现这一数学形式可以用系统化的矩阵方法来描述，这一理论从而被称作矩阵力学。于是玻恩和他的助手约尔当一起发展了这种理论的严谨数学形式，他们的论文在海森堡的论文发表六十天后也公布于众。
qas: question: 电子不再具有明确的轨道是谁的主张?
answers: text: 海森堡

question: 海森堡用什么东西代了古典的傅立叶级数?
answers: text: 系数矩阵

question: 谁发现这一数学形式可以用系统化的矩阵方法来描述?
answers: text: 玻恩

context: 海森堡的矩阵力学所基于的观念是，电子本身的运动是无法观测的，例如在跃迁中只有频率是可观察量，只有可观察量才可被引入物理理论中。因此如果不能设计一个实验来准确观测电子的位置或动量，则谈论一个电子运动的位置或动量是没有意义的。1927年，海森堡从位置和动量的共轭对易关系推导出了两者的不确定性之间的关系，这被称作不确定性原理。海森堡设想了一个理想实验，即著名的海森堡显微镜实验，来说明电子位置和动量的不确定性关系；以及通过斯特恩-盖拉赫实验来说明自旋的几个正交分量彼此之间的不确定性关系。不过，波耳虽然对海森堡的不确定性原理表示赞同，却否定了他的理想实验。波耳认为不确定性原理其实是波粒二象性的体现，但实验观测中只能展示出粒子性或波动性两者之一，即不可能同时观测到电子的粒子性和波动性，这被波耳称作互补原理。海森堡的不确定性原理、波耳的互补原理和波恩的波函数统计诠释以及相关联的量子观念，构成了被当今物理学界最为认可的量子力学思想——哥本哈根诠释。
qas: question: 谁认为电子本身的运动是无法观测的?
answers: text: 海森堡

question: 不确定性原理在哪一年诞生?
answers: text: 1927年

question: 海森堡设计了哪个实验来说明电子位置和动量的不确定性关系?
answers: text: 海森堡显微镜实验

context: 1925年，在苏黎世大学担任教授的埃尔温·薛定谔读到了德布罗意有关物质波理论的博士论文，薛定谔本人又受爱因斯坦波粒二象性等思想的影响颇深，他从而决定建立一个描述电子波动行为的波方程式。当时由于人们还不十分理解电子自旋这一量子力学中最大的相对论效应，薛定谔还无法将波动方程式纳入狭义相对论的框架中，他从而试图建立了一个非相对论性的波方程式。1926年1月至6月间，薛定谔发表了四篇都名为《量子化就是本征值问题》的论文，详细论述了非相对论性电子的波动方程式、电子的波函数以及相应的本征值。哈密顿曾认为力学是波动理论在波长为零时的极限情形，而薛定谔正是受此引导发展了这一观念，他将哈密顿力学中的哈密顿-雅可比方程式应用于爱因斯坦的光量子理论和德布罗意的物质波理论，利用变分法得到了非相对论量子力学的基本方程式——薛定谔方程式。波动力学建立后，人们还一直不清楚波函数的物理意义，薛定谔本人也只能认为波函数代表着粒子波动性的振幅，而粒子则是多个波函数所构成的波包。1926年，玻恩在爱因斯坦光量子理论中光波振幅正比于光量子的几率密度这一观点的启发下，联系到量子力学中的散射理论，提出了波函数的统计诠释波函数是一种几率波，它的振幅的平方正比于粒子出现的几率密度，并且波函数在全空间的积分是归一的。玻恩由于波函数的统计诠释获得了1954年的诺贝尔物理学奖。
qas: question: 《量子化就是本征值问题》于何年被发表?
answers: text: 1926年

question: 薛定谔利用变分法得到了非相对论量子力学的基本方程式，因此这个方程式又被称为?
answers: text: 薛定谔方程式

question: 1954年的诺贝尔物理学奖得奖者是谁?
answers: text: 玻恩

context: 薛定谔发现这个定态方程式的能量本征值正对应着氢原子的能级公式，由此他得出，量子化条件是不需要像波耳和索末菲那样人为引入的，它可以很自然地从本征值问题推出。在三维球座标系下将薛定谔方程式应用于氢原子可以得到三个量子化条件：轨道量子数、角量子数和磁量子数。在其后的论文中，他分别讨论了含时的薛定谔方程式、谐振子、微扰理论，并应用这些理论解释了斯塔克效应和色散等问题。薛定谔把自己的理论称作波动力学，这成为了现代量子力学的另一种形式。特别是，薛定谔的理论是以一个偏微分方程式为基础的，这种波动方程式对人们而言相当熟悉，相比之下海森堡的矩阵力学所采用的数学形式则不那么易懂。因此一开始波动力学比矩阵力学要更受科学界的青睐，爱因斯坦、埃伦费斯特等人对薛定谔的工作都非常赞赏。直到1926年薛定谔在研究海森堡的理论之后，发表了《论海森堡、玻恩与约尔当和我的量子力学之间的关系》，证明了两种理论的等价性；不过，对当时大多数的物理学家而言，波动力学中数学的简明性仍然是显而易见的。
qas: question: 薛定谔方程式应用于氢原子可以得到三个量子化条件，除了角量子数、轨道量子数，还有一个是?
answers: text: 磁量子数

question: 波动力学是谁自称自己的理论?
answers: text: 薛定谔

question: 《论海森堡、玻恩与约尔当和我的量子力学之间的关系》于何年问世?
answers: text: 1926年

context: 1921年，德国物理学家阿尔弗雷德·朗德指出反常塞曼效应意味着电子的磁量子数只能为半整数。1924年，奥地利物理学家沃尔夫冈·包立提出这个半整数代表着电子的第四个自由度，并在此基础上提出了包立不相容原理。包立最初未能对这第四个自由度的物理意义作出解释，但其后美国物理学家拉尔夫·克罗尼格提出这个自由度可以看作是电子的一种内禀角动量，相当于电子在沿自己的轴旋转，然而包立对此不以为然，他很反对将这种古典力学模型引入量子力学中。不过仅半年后，埃伦费斯特的两个学生：乌伦贝克和古兹米特再次提出了类似的自旋假说，两人在埃伦费斯特的推荐下投稿给《自然》杂志。尽管劳仑兹从这种假说得出电子表面速度将远远大于光速，但其后由于波耳、海森堡和英国物理学家卢埃林·托马斯等人在相对论力学下的计算都支持这一理论，海森堡和约尔当用矩阵对自旋做了充分的描述，自旋模型最终得到了充分肯定。不过，包立始终反对这种“电子自转”的古典模型，而他最终也真正做到了将电子自旋和自转严格区别：自旋并不是电子做的古典的自转，它应当理解为电子的一种内禀属性，这种属性被包立用量子化的矩阵来描述。包立后来将自旋的概念引入薛定谔方程式中，得到了在外加电磁场作用下考虑电子自旋的量子力学波动方程式，即包立方程式。
qas: question: 阿尔弗雷德·朗德是哪国人?
answers: text: 德国

question: 谁提出了包立不相容原理?
answers: text: 沃尔夫冈·包立

question: 埃伦费斯特的两个学生提出了类似的自旋假说，一位是古兹米特，另一位是?
answers: text: 乌伦贝克

question: 何人不认同“电子自转”的古典模型?
answers: text: 包立

context: 1687年，英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家艾萨克·牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书，这部里程碑式的著作标志着古典力学体系的正式建立。牛顿在人类历史上首次用一组普适性的基础数学原理——牛顿三大运动定律和万有引力定律——来描述宇宙间所有物体的运动。牛顿放弃了物体的运动轨迹是自然本性的观点，相反，他指出，任何现在可观测到的运动、以及任何未来将发生的运动，都能够通过它们已知的运动状态、物体质量和外加作用力并使用相应原理进行数学推导计算得出。牛顿的原理引起了欧洲大陆哲学家们的争议，他们认为牛顿的理论对物体运动和重力缺乏一个形而上学的解释从而是不可接受的。从1700年左右开始，大陆哲学和英国传统哲学之间产生的矛盾开始升级，裂痕开始增大，这主要是根源于牛顿与莱布尼兹各自的追随者就谁最先发展了微积分所展开的唇枪舌战。起初莱布尼兹的学说在欧洲大陆更占上风，而牛顿个人则一直为重力缺乏一个哲学意义的解释而困扰，但他在笔记中坚持认为不再需要附加任何东西就可以推论出重力的实在性。十八世纪之后，大陆的自然哲学家逐渐接受了牛顿的这种观点，对于用数学描述的运动，开始放弃作出本体论的形而上学解释。
qas: question: 《自然哲学的数学原理》是谁的作品?
answers: text: 艾萨克·牛顿

question: 牛顿使用万有引力定律和哪一定律解释宇宙间所有物体的运动?
answers: text: 牛顿三大运动定律

question: 大陆的自然哲学家在哪一世纪后逐渐接受了牛顿的观点?
answers: text: 十八世纪

context: 1928年，英国物理学家保罗·狄拉克在包立方程式的基础上，试图建立一个满足劳仑兹协变性并能够描述自旋为1/2粒子的薛定谔方程式，这么做的部分动机也是试图解决描述自旋为零的相对论性波方程式——克莱因-戈尔登方程式所出现的负值几率密度和负能量的问题。狄拉克考虑到薛定谔方程式只含对时间的一阶导数而不具有劳仑兹协变性，他从而引入了一组对空间的一阶导数的线性叠加，这组叠加的系数是满足劳仑兹协变性的矩阵。由于系数是矩阵，则原有的波函数必须改为向量函数，狄拉克将这些向量函数称作旋量。如此得到的波动方程式被称作狄拉克方程式，它成为了相对论量子力学的基本方程式，同时它在量子场论中也是描述自旋为1/2粒子的基本旋量场方程式。在此项工作中狄拉克首创了“量子电动力学”一词，他从而被看作是量子电动力学的创始人。狄拉克发现，虽然旋量的几率密度可以保证为正值，方程式的本征值却仍然会出现负能量。在理论上如果电子可以拥有能级低至静止能量负值的负能量态，则所有的电子都能通过辐射光子而跃迁到这一能级，狄拉克由此推算出在这种情形下整个宇宙会在一百亿分之一秒内毁灭。狄拉克对这一问题的解释是著名的狄拉克之海：真空中排满了具有负能量的电子，在包立不相容原理的制约下正能量的电子无法跃迁到负能量态。同时，狄拉克还由此提出了反电子的存在，它同时具有负能量态电子的所有相反属性，即具有正能量和正电荷。1932年狄拉克关于反物质存在的预言通过美国物理学家卡尔·安德森使用宇宙射线制造出正电子的实验得到了证实。
qas: question: 保罗·狄拉克是哪国的物理学家?
answers: text: 英国

question: “量子电动力学”一词是由谁所创?
answers: text: 狄拉克

question: 卡尔·安德森是哪国人?
answers: text: 美国

context: 1927年的第五次索尔维会议上双方爆发了公开的论战。德布罗意在会中发表了他原创的导航波理论，其可以对于波函数的统计诠释给出另一种替代诠释，然而这理论遭到波耳与薛定谔等人大肆抨击。德布罗意因此期望爱因斯坦给予支持，但是爱因斯坦选择保持沉默。其后玻恩和海森堡发表了他们关于矩阵力学与的观点，并在最后陈述说：“我们主张，量子力学是一种完备的理论，它的基本物理假说和数学假设是不能进一步被修改的。”爱因斯坦除了对于统计诠释发表一些简单的反对意见以外，并没有在会议中发表什么意见，但在住宿旅馆的餐厅里，他与波耳等人进行了多次激荡的研讨，爱因斯坦提出一个理想实验：爱因斯坦狭缝，用来质疑位置-动量不确定性原理的正确性。后来波耳和海森堡等人对爱因斯坦的理想实验做了批判，但爱因斯坦并没有因此改变自己的观点。于是在三年后的第六次索尔维会议上，爱因斯坦再次提出了另一个理想实验：爱因斯坦光盒，用来说明时间-能量不确定性原理的不正确。这一理想实验起初让波耳非常困扰，但经过一天的思索，他发现爱因斯坦忽略了测量时的广义相对论效应导致的时间不确定性，从而不确定性原理仍然成立。
qas: question: 第五次索尔维会议在哪一年举行?
answers: text: 1927年

question: “我们主张，量子力学是一种完备的理论，它的基本物理假说和数学假设是不能进一步被修改的。”此话是两个人的陈述，一个是玻恩，另一个人是?
answers: text: 海森堡

question: 爱因斯坦与波耳等人进行了多次激荡的研讨并提出哪一个理想实验?
answers: text: 爱因斯坦狭缝

context: 两次挑战不确定性原理的失败尝试，迫使爱因斯坦认识到量子力学理论本身是自洽的，他从而转向讨论量子力学的完备性。1935年爱因斯坦和美国物理学家鲍里斯·波多尔斯基、纳森·罗森联合发表了论文《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗？》，提出量子力学对物理实在的描述是不完备的。为了说明这一点，他们提出了一个著名的理想实验：爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论并从这个实验得到结论：或者，在量子力学中波函数对物理实在的描述是不完备的；或者，两个对应于不可对易算符的物理量不能同时是实在的。而后他们通过分析指出，如果否定第一点则也必须否定第二点，从而波函数对物理实在的描述是不完备的。不过在波耳看来，从实证主义的意义上说这种悖论根本不成立，因为哥本哈根学派认为只有可观测才意味着物理实在。尽管如此，爱因斯坦和波耳两个人终生都没有被对方说服。同年，爱因斯坦和薛定谔就EPR悖论在书信中交换了意见。薛定谔为了进一步显示量子力学的不完备性，将量子力学应用到宏观效应中，从而构思了著名的薛定谔猫思想实验。1953年，英国物理学家大卫·玻姆同样认为哥本哈根诠释对物理实在的解释是不完备的，需要附加的参量来描述，他从而提出隐变量理论；1965年，北爱尔兰物理学家约翰·贝尔在此基础上提出贝尔不等式，这为隐变量理论提供了实验验证方法。从二十世纪七十年代至今，对贝尔不等式的验证给出的大多数结果是否定的；即使如此，波耳-爱因斯坦论战的结果至今还未有最终的定论。
qas: question: 《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗？》这篇论文于何年发表?
answers: text: 1935年

question: 何人认为从实证主义的意义上说这种悖论根本不成立?
answers: text: 波耳

question: 约翰·贝尔是哪国人?
answers: text: 北爱尔兰

question: 贝尔不等式于何年被提出?
answers: text: 1965年

context: 量子电动力学起源于1927年保罗·狄拉克将量子理论应用于电磁场量子化的研究工作。他将电荷和电磁场的交互作用处理为引起能级跃迁的微扰，能级跃迁造成了发射光子数量的变化，但总体上系统满足能量和动量守恒。狄拉克成功地从第一性原理导出了爱因斯坦系数的形式，并证明了光子的玻色-爱因斯坦统计是电磁场量子化的自然结果。现在人们发现，能够精确描述这类过程是量子电动力学最重要的应用之一。另一方面，狄拉克所发展的相对论量子力学是量子电动力学的前奏，狄拉克方程式作为狭义相对论框架下量子力学的基本方程式，所描述的电子等费米子的旋量场的正则量子化是由匈牙利-美国物理学家尤金·维格纳和约尔当完成的。狄拉克方程式所预言的粒子的产生和湮没过程能用正则量子化的语言重新加以描述。量子电动力学是迄今为止建立的最精确的物理理论：量子电动力学的实验验证的主要方法是对精细结构常数的测量，至今在不同的测量方法中最精确的是测量电子的反常磁矩。量子电动力学中建立了电子的无因次旋磁比和精细结构常数的关系，磁场中电子的回旋频率和它的自旋进动频率的差值正比于朗德g因子。从而将电子回旋轨道的量子化能量的极高精度测量值和电子两种可能的自旋方向的量子化能量相比较，就可从中测得电子自旋g因子，这项工作是由哈佛大学的物理学家于2006年完成的，实验测得的g因子和理论值相比误差仅为一万亿分之一，而进一步得到的精细结构常数和理论值的误差仅为十亿分之一。对芮得柏常量的测量到目前为止是精度仅次于测量反常磁矩的方法，但它的精确度仍要低一个数量级以上。
qas: question: 量子电动力学的起源和谁有关?
answers: text: 保罗·狄拉克

question: 何人证明了光子的玻色-爱因斯坦统计是电磁场量子化的自然结果?
answers: text: 狄拉克

question: 将电子回旋轨道的量子化能量的极高精度测量值和电子两种可能的自旋方向的量子化能量比较实验是在哪一年完成的?
answers: text: 2006年

context: 经历了早期取得的成功之后，量子电动力学遭遇了理论上一系列严重的困难：很多原本看上去平常的物理量，例如在外界电场作用下电子的能态变化，在量子场论的计算方法下会发散为无穷大。到了二十世纪四十年代，这一问题被美国物理学家理察·费曼、朱利安·施温格、日本物理学家朝永振一郎等人突破性地解决了，他们所用的方法被称为重整化。尽管他们各自研究所用的数学方法不同，美籍英裔物理学家弗里曼·戴森于1949年证明了费曼所用的路径积分方法和施温格与朝永振一郎所用的算符方法的等价性。量子电动力学的研究在这时达到了顶峰，费曼所创造的费曼图成为了研究交互作用场的微扰理论的基本工具，从费曼图可直接导出粒子散射的S矩阵。费曼图中的内部连线对应着交互作用中交换的虚粒子的传播子，连线相交的顶点对应着拉格朗日量中的交互作用项，入射和出射的线则对应初态和末态粒子的能量、动量和自旋。由此，量子电动力学成为了第一个能够令人满意地描述电子与反电子和光子以及粒子产生和湮没的量子理论。
qas: question: 理察·费曼是哪国人?
answers: text: 美国

question: 在哪一年的时候，弗里曼·戴森证明了费曼所用的路径积分方法和施温格与朝永振一郎所用的算符方法的等价性?
answers: text: 1949年

question: 研究交互作用场的微扰理论的基本工具是?
answers: text: 费曼图

context: 二十世纪五十年代气泡室和火花室的发明，使实验高能物理学家发现了一批种类数量庞大并仍在不断增长的粒子——强子，种类如此繁多的一批粒子应当不会是基本粒子。维格纳和海森堡起初按电荷和同位旋对这些强子进行了分类，1953年美国物理学家默里·盖尔曼和日本物理学家西岛和彦在分类时又考虑了奇异数。1961年，盖尔曼和以色列物理学家尤瓦尔·奈曼进一步提出了强子分类的八重态模型。盖尔曼和苏联物理学家乔治·茨威格于1963年修正了由日本物理学家阪田昌一早先提出的理论，并提出强子的分类情形可以用强子内部存在的具有三种味的更基本粒子——夸克来解释。苏联物理学家尼古拉·博戈柳博夫和他的学生在1965年提出，对于由三个反对称的奇夸克组成的Ω重子，由于这种情形违反包立不相容原理，夸克应当具有一个另外的量子数。同样的情形也出现在Δ++重子中，在夸克模型中它由三个反对称的上夸克组成。同年，日本物理学家南部阳一郎等人分别独立提出夸克应当具有一个额外的SU(3)规范对称的自由度，这种自由度后来被称作色荷。南部等人还进一步提出了传递夸克之间交互作用的媒介子模型，这种媒介子是一组八种色的规范玻色子：胶子。
qas: question: 强子在哪一个世纪被发现?
answers: text: 二十世纪

question: 默里·盖尔曼是哪国人?
answers: text: 美国

question: 在哪一年的时候，盖尔曼和乔治·茨威格修正了由日本物理学家阪田昌一早先提出的理论?
answers: text: 1963年

context: 实验中对自由夸克的检测总是以失败告终，这使得盖尔曼一再声称夸克只是存在于数学上的结构，不代表真实的粒子；不过他的意思实际是指夸克是被禁闭的。费曼认为高能实验已经证明了夸克是物理实在的粒子，并按他的习惯称之为部分子。盖尔曼和费曼的不同观点在理论物理学界产生了深刻的分歧，费曼坚持认为夸克和其他粒子一样具有位置和动量的分布，盖尔曼则认为虽然特定的夸克电荷是可以定域化的，但夸克本身则有可能是无法定域化的。美国物理学家詹姆斯·比约肯指出如果夸克真的像部分子那样是实在的点粒子，则电子和质子的深度非弹性散射将满足特定关系，这一实验由史丹佛直线加速器中心于1968年证实。1973年，美国物理学家戴维·格娄斯和他的学生弗朗克·韦尔切克，以及美国物理学家休·波利策发现了强交互作用中的渐近自由性质，这使得物理学家能够利用量子场论中的微扰方法对很多高能实验作出相当精确的预言。1979年，德国电子加速器中心的正电子-电子串联环形加速器发现了胶子存在的直接证据。与高能下的渐进自由相对的是低能下的色禁闭：由于色荷之间的作用力不随距离增大而减小，现在普遍认为夸克和胶子永远无法从强子中释放。这一理论已经在格点量子色动力学的计算中被证实，但没有数学上的严格分析。克雷数学研究所悬赏一百万美元的“千禧年大奖难题”之一正是严格证明色禁闭的存在。
qas: question: 费曼认为哪一项实验已经证明了夸克是物理实在的粒子?
answers: text: 高能实验

question: 戴维·格娄斯是哪国人?
answers: text: 美国

question: 德国电子加速器中心在哪一年发现了胶子存在的直接证据?
answers: text: 1979年

question: “千禧年大奖难题”的奖金有多少?
answers: text: 一百万美元

context: 欧内斯特·拉塞福在1911年在拉塞福模型里提议，在原子的中心存在着原子核，之后，他的学生汉斯·盖革和欧内斯特·马士登做实验证实这划时代理论，从此开启了一门新的物理学分支——原子核物理学。在这之前的几个代表性发现包括：1896年法国物理学家亨利·贝可勒尔发现天然放射性；居礼夫妇于1898年发现放射性元素钋、1902年发现放射性元素镭；1899年，从铀的放射线中，拉塞福发现了α射线和β射线隔年，法国物理学家保罗·维拉德发现γ射线，而拉塞福和贝可勒尔等人又通过多个实验进一步判断了这几种射线的本质。1919年，拉塞福使用α粒子轰击氮原子，将氮原子的一个质子击走，首次通过人工核嬗变制成氧-17。二十世纪二十年代，量子力学的建立给原子核物理带来了崭新的面貌。1932年密立根的学生卡尔·安德森在不了解狄拉克理论的情况下通过观测云室中的宇宙射线发现了正电子。同年，查德威克在拉塞福提出的原子核内具有中子的假说的基础上，在卡文迪许实验室进行了一系列粒子撞击实验，并计算了相应粒子的能量。查德威克的实验证实了原子核内中子的存在，并测定了中子的质量。中子的发现改变了原子核原有的质子-电子模型，维尔纳·海森堡提出新的质子-中子模型，在这模型里，除了氢原子核以外，所有原子核都是由质子与中子组成。
qas: question: 汉斯·盖革是谁的学生?
answers: text: 欧内斯特·拉塞福

question: 天然放射性是在哪一年被发现的?
answers: text: 1896年

question: 保罗·维拉德是哪国人?
answers: text: 法国

question: 正电子在哪一年被发现?
answers: text: 1932年

context: 1934年，法国的约里奥-居礼夫妇通过用放射性钋所产生的α射线轰击硼、镁、铝等轻元素，会发射出很多粒子产物，尽管之后移开放射性钋，仍旧会继续发射粒子产物，这个现象导致了他们发现了人工放射性。1934年，意大利物理学家恩里科·费米在用中子轰击当时已知的最重元素——92号元素铀时，得到了一种半衰期为13分钟的放射性元素，但它不属于任何一种已知的重元素。费米等人怀疑它是一种未知的原子序数为93的超铀元素，但在当时的条件下他无法做出判断。同年，费米又通过用中子和氢核碰撞获得了慢中子，慢中子的产生大大加强了中子在原子核实验中的轰击效果。1938年德国化学家奥托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼用慢中子轰击铀，从中得到了较轻的元素：镧和钡。哈恩将这一结果发信给当时受纳粹迫害而流亡中的好友，奥利地-瑞典物理学家莉泽·迈特纳，称自己发现了一种“破裂”的现象。迈特纳次年在波耳的肯定下发表了论文《中子导致的铀的裂体：一种新的核反应》，将这种现象称作核分裂，并为裂变提供了理论上的解释。迈特纳所用的解释就是爱因斯坦的狭义相对论中的质能等价关系，从而解释了裂变中产生的巨大能量的来源。她计算出每个裂变的原子核会释放2亿电子伏特的能量，这一理论解释奠定了应用原子能的基础。同年，德国-美国物理学家汉斯·贝特解释了恒星内部的核融合循环。
qas: question: 人工放射性是在哪一年被发现?
answers: text: 1934年

question: 奥托·哈恩是哪国的化学家?
answers: text: 德国

question: 《中子导致的铀的裂体：一种新的核反应》是谁的作品?
answers: text: 迈特纳

context: 粒子物理学是原子物理和原子核物理在高能领域的一个重要分支，相对于偏重于实验观测的原子核物理学，粒子物理更注重对基本粒子的物理本性的研究。就实验方面而言，研究粒子物理所需的能量往往要比原子核物理所需的高得多，在回旋加速器发明以前，很多新粒子都是在宇宙射线中发现的，如正电子。1935年，日本物理学家汤川秀树提出了第一个重要的核子间强交互作用的理论，从而解释了原子核内的质子和中子如何束缚在一起的。在汤川的理论中，核子间的作用力是靠一种虚粒子——介子来完成的。介子所传递的强交互作用能够解释原子核为何不在质子间相对较弱的电磁斥力下崩塌，而介子本身具有的两百多倍电子静止质量也能解释为什么强交互作用相比于电磁交互作用具有短很多的作用范围。1937年，安德森等人在宇宙射线中发现了质量约为电子静止质量207倍的新粒子——缈子，人们起初以为缈子正是汤川预言的介子，从而称之为μ介子。然而随着研究发现，缈子和原子核的交互作用非常微弱，事实证明它只是一种轻子。1947年，英国布里斯托大学的物理学家塞西尔·鲍威尔等人通过对宇宙射线照相发现了质量约为电子静止质量273倍的π介子，从而证实了汤川的预言。
qas: question: 哪一种物理学更注重对基本粒子的物理本性的研究?
answers: text: 粒子物理

question: 汤川秀树在哪一年提出了第一个重要的核子间强交互作用的理论?
answers: text: 1935年

question: 塞西尔·鲍威尔是哪国人?
answers: text: 英国

context: 热学起源于人们对热现象的概念和本性的研究，热和温度的概念是在伽利略发明了温度计之后逐渐理清的。而人们最初对热的本性的认知可以用所谓“热质说”来概括，即热是一种会从高温物体流向低温物体的物质，同时根据实验结果，热这种物质没有质量，它被称作“卡路里”。热质说能解释很多热现象，但到了十八世纪末，英国的伦福德伯爵在慕尼黑兵工厂领导钻制大炮的工作时，发现“铜炮在钻了很短一段时间后就会发生大量的热；而被钻头从炮上钻出来的铜屑更热。”伦福德认为“在这些实验中由摩擦所生的热的来源似乎是无穷无尽的”，因此他认为热“绝不能是具体的物质”。在当时力学的发展已经使人们对能量的转化与守恒有了初步的理解，特别是笛卡尔的运动不灭理论和莱布尼兹的“活力守恒原理”，他认为这个代表“活力”的量在运动中是守恒的。德国医生、物理学家尤利乌斯·冯·迈尔在工作中受到启发，在1841年发表了他关于热是机械能的一种形式的猜测，他还进一步将这个理论推广到不同形式能量之间的转化中，归纳出能量的守恒性。他的陈述“能量既不能被产生也不能被消灭”在今天被看作是热力学第一定律最早的表述形式之一。而与此同时，英国实验物理学家、酿酒师詹姆斯·焦耳则从实验上验证了热是能量的一种形式的猜想，并在1843年给出了热功当量的实验测得值。德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹同样从“活力守恒原理”出发，进而将能量的转化与守恒推广到机械运动以外的各种过程中，这些研究成果发表在1847年的论文《力的守恒》中。在这些理论和实验研究的基础上，德国物理学家鲁道夫·克劳秀士于1850年给出了热力学第一定律的数学形式，其后这一定律在英国物理学家克耳文勋爵等人的修订下成为物理学中的一条基本定律。
qas: question: “卡路里”指的是?
answers: text: 热

question: 伦福德伯爵是哪国人?
answers: text: 英国

question: “活力守恒原理”是谁所发表的?
answers: text: 莱布尼兹

question: 《力的守恒》于何年问世?
answers: text: 1847年

context: 1914年詹姆斯·查德威克发现β衰变的谱线是连续谱，这表明在β衰变中存在一部分未知的能量损失。为此，沃尔夫冈·包立于1930年提出微中子假说：在β衰变过程中，伴随每一个电子有一个轻的中性粒子一起被发射出来，包立当时将这种粒子称作中子。但随后查德威克于1932年发现了“真正”的大质量中子后，这种中性粒子后来被费米改成了现在具有意大利文风格的名字，称作微中子。1934年，费米在此基础上将产生电子和微中子的过程和产生光子的过程进行了类比，提出中子和质子只是核子的两种状态，β衰变即这两种状态之间的跃迁过程，从中会释放出电子和微中子；而相对于电磁交互作用释放的光子，释放电子和微中子的交互作用被称作弱交互作用。意大利物理学家维克和汉斯·贝特后来用费米的衰变理论预言了第三种β衰变的形式：电子俘获，这一预言后来也被实验证实。1953年，洛斯阿拉莫斯国家实验室的克莱德·科温和弗雷德里克·莱因斯等人利用核反应炉的β衰变产生的反微中子对质子进行散射，通过测量得到的中子和正电子的散射截面直接证实了反微中子的存在。相关论文《自由微中子的探测：一个证实》于1956年发表在《科学》杂志上，这一结果获得了1995年的诺贝尔物理学奖。
qas: question: 詹姆斯·查德威克在哪一年发现β衰变的谱线是连续谱?
answers: text: 1914年

question: 微中子假说是谁提出的?
answers: text: 沃尔夫冈·包立

question: 《自由微中子的探测：一个证实》刊登于哪一本杂志?
answers: text: 《科学》

context: 1968年，在史丹佛直线加速器中心进行的非弹性电子散射实验表明质子具有更小的点粒子结构，不是一种基本粒子。当时的物理学家并不倾向于将这些更小的粒子称为夸克，而是按费曼的习惯称之为部分子parton。后来这个实验的产物被判断为上夸克和下夸克，但部分子这一名称仍被沿用至今，它被用于强子的组成部分的统称。深度非弹性散射实验还间接证实了奇夸克的存在，奇夸克的证实为1947年在宇宙射线中发现的K介子和π介子提供了解释。1970年，格拉肖等人再次撰文论证了魅夸克的存在性。1973年，夸克的味增加到六种，这是由日本物理学家小林诚和益川敏英在实验上观察到CP破坏并认为这一对夸克可以对此加以解释而提出的。这两种新夸克被称作顶夸克和底夸克。1974年11月，两组团队几乎在同一时间观测到了魅夸克，他们是伯顿·里克特领导的史丹佛直线加速器中心和丁肇中领导的布鲁克海文国家实验室。实验中观测到的魅夸克是和反魅夸克一起束缚在介子中的，而这两个研究小组分别给了这种介子不同的符号标记：J和ψ，从而这种介子后来被称作J/ψ介子。这个发现终于使夸克模型得到了物理学界的普遍公认。1977年，费米实验室的利昂·莱德曼领导的研究小组发现了底夸克，这为顶夸克的存在提供了强烈暗示。
qas: question: 史丹佛直线加速器中心在哪一年的时候进行了非弹性电子散射实验?
answers: text: 1968年

question: 日本物理学家小林诚和益川敏英观察到两种新夸克，一个是顶夸克，另一个是?
answers: text: 底夸克

question: 利昂·莱德曼于何年发现了底夸克?
answers: text: 1977年

context: 二十世纪五十年代人们在加速器实验中观测到为数众多的“奇异粒子”，它们具有协同产生，非协同衰变的特性。盖尔曼为此引入了一个新的量子数：奇异数，来解释这一特性，即在强交互作用下奇异数守恒，而在弱交互作用下奇异数不守恒。其中在K介子的衰变过程中，人们发现有两种质量、寿命和电荷都相同的粒子：θ介子和τ介子，它们唯一的区别是衰变后产物不同：一个衰变为两个π介子，另一个衰变为三个π介子。其中π介子具有负的宇称，从而衰变为两个π介子意味着这种粒子具有正的宇称，而衰变为三个则意味着有负的宇称。如果宇称守恒定律成立，则表明这两种粒子虽然其他性质都相同却不是同一种粒子，果真如此为何θ介子和τ介子的性质如此相同？这一难题当时被称作θ-τ之谜。1956年，当时在美国的物理学者李政道和杨振宁发表了著名论文《弱交互作用中的宇称守恒质疑》，在这篇文章中他们认为，θ-τ之谜所带来的宇称不守恒问题不是一个孤立事件，宇称不守恒很可能就是一个普遍性的基础科学原理。在电磁交互作用及强交互作用中，宇称确实守恒，因此在那时期的科学家猜想在弱交互作用中宇称也守恒，但这一点尚未得到实验验证。李杨二人的理论研究结果显示出，在弱交互作用中，宇称并不守恒。他们提出了一个在实验室中验证宇称守恒性的实验方案。李政道随即请求吴健雄对于这一点进行实验验证。吴健雄选择了具有放射性的钴-60样品进行该实验，成功证实了宇称在弱交互作用中确实不守恒。宇称不守恒是粒子物理学领域一项重要发现，其对于标准模型的建立非常重要。为了表彰李杨二人做出的理论贡献，他们于1957年被授以诺贝尔物理学奖。
qas: question: 许多的“奇异粒子”在哪一个世纪被观测到?
answers: text: 二十世纪

question: 《弱交互作用中的宇称守恒质疑》于何年被发表?
answers: text: 1956年

question: 1957年诺贝尔物理学奖得主是李政道还有谁?
answers: text: 杨振宁

context: 按美国物理学家史蒂文·温伯格的说法，在五六十年代粒子物理学产生了三个“出色的想法”：盖尔曼的夸克模型、1954年杨振宁和罗伯特·米尔斯将规范对称性推广至非阿贝尔群来解释强交互作用和弱交互作用、自发对称性破缺。二十世纪六十年代，人们对这些发展之间的联系有了更深刻的理解，谢尔登·格拉肖开始了将电磁理论和弱交互作用理论统一起来的尝试。1967年，温伯格和巴基斯坦物理学家阿卜杜勒·萨拉姆试图在杨-米尔斯理论的基础上将规范场论应用到强交互作用，但仍然遇到了杨-米尔斯理论无法解释粒子的静止质量在规范理论中为零及不可重整化等问题。后来温伯格在反思中发现可以将规范场论应用到格拉肖的电弱理论中，因为在那里可以引入自发对称性破缺的希格斯机制，希格斯机制能够为所有的基本粒子赋予非零静止质量。结果证明这一理论非常之成功，它不仅能够给出规范玻色子的质量，还能给出电子及其他轻子的质量。特别地，电弱理论还预言了一种可观测的实纯量粒子——希格斯玻色子。温伯格和萨拉姆都认为这个理论应当是可重整化的，但他们没有证明这一点。1973年欧洲核子研究组织发现了中性流，后来史丹佛直线加速中心于1978年在电子-核子散射中观测到了中性流的宇称破缺，至此电弱理论被物理学界完全接受了。
qas: question: 史蒂文·温伯格是哪国人?
answers: text: 美国

question: 阿卜杜勒·萨拉姆是哪个国家的物理学家?
answers: text: 巴基斯坦

question: 中性流于何年被发现?
answers: text: 1973年

context: 电弱理论的成功重新唤起了人们对规范场论的研究兴趣，1973年，美国物理学家戴维·格娄斯和他的学生弗朗克·韦尔切克，以及美国物理学家休·波利策发现了非阿贝尔规范场中的渐近自由性质。而他们也给出了对于观察不到静止质量为零的胶子的解释：胶子如同夸克一样，由于色荷的存在而受到色禁闭的约束从而无法独立存在。在统合了电弱理论和量子色动力学的基础上，粒子物理学建立了一个能够描述除重力以外的三种基本交互作用及所有基本粒子的规范理论——标准模型，二十世纪中叶以来高能物理的所有实验成果都符合标准模型的预言。然而，标准模型不但无法将重力，以及近年来提出的暗物质与暗能量包含在内，它所预言的希格斯玻色子的存在还没有确凿的实验证实，它也没有解释微中子振荡中的非零质量问题。2008年起在欧洲核子研究组织开始运行的大型强子对撞机的主要实验目的之一，就是对希格斯玻色子的存在性进行验证；2013年3月14日，欧洲核子研究组织发表新闻稿正式宣布探测到希格斯玻色子。
qas: question: 戴维·格娄斯是哪国人?
answers: text: 美国

question: 休·波利策在哪一年发现了非阿贝尔规范场中的渐近自由性质?
answers: text: 1973年

question: 在哪一年的时候，欧洲核子研究组织正式探测到希格斯玻色子?
answers: text: 2013年

context: 凝聚体物理学成为了目前物理学最为活跃的领域之一。仅在美国，该领域的研究者就占到该国物理学者整体的近三分之一，凝聚体物理学部也是美国物理学会最大的部门。早期的凝聚体物理是基于古典或半古典理论的，例如在金属电子论中服从波兹曼统计的自由电子气体模型，后来包立在此基础上引入了由费米和狄拉克各自独立建立的费米-狄拉克统计使之成为一种半古典理论，建立了金属电子的费米能级等概念；以及彼得·德拜改进了固体比热容的爱因斯坦模型，建立了更符合实际情形的德拜模型。1912年，劳厄、威廉·亨利·布拉格爵士和其子威廉·劳伦斯·布拉格爵士从晶体的X射线绕射提出了晶格理论，这成为了晶格结构分析的基础，也标志着近代固态物理学的开端。二十世纪二十年代量子力学的诞生使凝聚体物理学具有了坚实的理论基础，其立竿见影的成果是海森堡在1928年建立了铁磁性的量子理论，不过对固态物理学界更有影响力的是同年他的学生、美籍瑞士裔物理学家费利克斯·布洛赫建立的能带理论。虽然布洛赫是海森堡的学生，他建立能带理论的基础却是薛定谔方程式。他从薛定谔方程式的解得到启发，推导出在周期势场中运动电子的波函数是一个调幅平面波，调幅因子具有和晶格势场相同的周期性，这一定理后来被称作布洛赫定理。
qas: question: 美国物理学会最大的部门是?
answers: text: 凝聚体物理学部

question: 晶格理论在哪一年被提出?
answers: text: 1912年

question: 在哪一年的时候，海森堡建立了铁磁性的量子理论?
answers: text: 1928年

context: 布洛赫的能带理论解释了很多以往固态物理学无法解释的现象，如金属电阻率、正霍尔系数等，后来在英国物理学家A.H.威尔逊、法国物理学家莱昂·布里元等人的完善下，能带理论还进一步解释了金属的导电性、提出了费米面的概念，它对二十世纪三十年代的凝聚体物理学影响非常深远。第二次世界大战后，能带理论在实际应用中发挥了重要作用，贝尔实验室的威廉·肖克利、约翰·巴丁等人于1947年12月23日制造出世界上第一只晶体管。凝聚体物理学发展的另一个活跃领域是低温方向：1911年，荷兰物理学家卡末林·昂内斯发现水银在4.2K的低温时电阻率消失为零，这被称作超导电性。对超导电性本质的解释始终是物理学家难以解决的一个问题，即使是在布洛赫建立能带理论之后。1933年，德国物理学家瓦尔特·迈斯纳在实验中发现超导体内部的磁场总保持为零，这被称作迈斯纳效应。人们从中发现，超导体的这种完全抗磁性实际来自固体本身的一种热力学态，这种热力学态正是具有超导电性和完全抗磁性这两种属性。为了进一步解释超导电性，人们曾提出过一系列唯象理论，如二流体模型、伦敦方程式、金兹堡-朗道方程式。直到1956年，美国物理学家利昂·库珀利用量子场论方法建立了库珀对的概念，当电子能量低于费米能时，库珀对由两个动量和自旋都大小相等方向相反的电子结合而形成。1957年，库珀和巴丁、约翰·施里弗三人在此基础上共同提出了超导的微观理论，又称作BCS理论，至此在微观上解释了超导电性。1962年，剑桥大学的布赖恩·约瑟夫森应用BCS理论计算出基于量子隧道效应的约瑟夫森效应。
qas: question: 莱昂·布里元是哪一国人?
answers: text: 法国

question: 能带理论于哪一个战争后，在实际应用中发挥了重要作用?
answers: text: 第二次世界大战

question: 卡末林·昂内斯在哪一年发现水银在4.2K的低温时电阻率消失为零?
answers: text: 1911年

question: 布赖恩·约瑟夫森于何年计算出基于量子隧道效应的约瑟夫森效应?
answers: text: 1962年

context: 天体物理学是一门相当新近发展的科学领域。在十九世纪，研究重心逐渐从天文学转变至天体物理学，这可以归功于三项重要科技突破：几何视差、光谱学与天体摄影。使用几何视差方法，天体物理学者可以准确地测量恒星距离。光谱学技术的发展使得检试天体的物理与化学性质成为可能。天体摄影增进天文学者通过可见光观测与探索天体现象的能力。这些突破加上新一代望远镜，以及对于包括量子力学、广义相对论在内的基本科学的深切了解，导致了二十世纪天体物理学的快速发展。爱因斯坦建立广义相对论之初，由于场方程式的复杂性他一时还无法找到场方程式的任何一种精确解。在他研究水星近日点进动的问题中，他在近似计算了无转动无电荷的球形质量的重力场。然而就在广义相对论建立的同时，1915年12月德国物理学家卡尔·史瓦西给了他一个惊喜，史瓦西使用了球座标求得了这个问题的精确解。史瓦西解预言了在重力场非常强的情形下光也无法逸出的可能性，从而在理论上证明了黑洞的存在。
qas: question: 研究重心于哪一个世纪逐渐从天文学转变至天体物理学?
answers: text: 十九世纪

question: 天体物理学逐渐崛起和三项重要科技突破有关，除了光谱学与天体摄影，还有哪一项?
answers: text: 几何视差

question: 卡尔·史瓦西是哪国人?
answers: text: 德国

context: 1930年，印度物理学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡根据广义相对论计算出质量大于1.4倍太阳质量的非转动星体会因重力塌缩成为电子简并态。爱丁顿虽然在理论上支持黑洞存在的可能性，但同时认为钱德拉塞卡的观点事实上不能成立，他认为“应当有某种自然定律阻止恒星出现这种荒唐的行为”。当时的物理学家如波耳、亨利·罗素等人都赞同钱德拉塞卡的理论，但出于爱丁顿声望的原因，他们并没有公开对钱德拉塞卡表示支持。不过从某种意义上说，爱丁顿也是正确的，当恒星质量大于钱德拉塞卡极限后，确实仍然会有中子简并压力阻止恒星继续塌缩。到了1939年，美国物理学家罗伯特·欧本海默等人推算了这种情形的恒星质量上限，这个极限被称作托尔曼-欧本海默-沃尔科夫极限。当今的天体物理学家普遍认为，除非有如未知的夸克简并压力一类因素的存在，质量大于托尔曼-欧本海默-沃尔科夫极限的恒星将最终会塌缩为钱德拉塞卡所预言的黑洞。即使如此，史瓦西解作为当时能够描述黑洞行为的唯一精确解，由于具有一些让人看似不大优美的性质以及难以与实验观测相联系，一直没有进入主流物理学研究的视野，关于黑洞的理论乃至整个广义相对论领域的研究由此搁置了二十年之久。
qas: question: 苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡是哪一个国家的物理学家?
answers: text: 印度

question: 罗伯特·欧本海默是哪国人?
answers: text: 美国

question: 罗伯特·欧本海默等人在哪一年推算出托尔曼-欧本海默-沃尔科夫极限?
answers: text: 1939年

context: 直到1958年，美国物理学家大卫·芬克尔斯坦从史瓦西度规中引入了视界的概念，并建立了相应的爱丁顿-芬克尔斯坦座标系，座标奇异点本身不具有真正意义的奇性。1963年，新西兰物理学家罗伊·克尔得到了场方程式在旋转黑洞情形的精确解——克尔度规，并证明克尔黑洞具有几何上环状的奇异点；1964年，英国物理学家罗杰·潘洛斯和史蒂芬·霍金全局几何的基础上提出了著名的关于黑洞的潘洛斯–霍金奇性定理，指出任何有质量的实体发生重力塌缩并达到一个特定阶段后都会形成奇异点。1967年，天文学家在实验上发现了脉冲星，并随之证明了脉冲星是在高速旋转的中子星，直到此时中子星才真正从理论中脱离，成为了被人们承认的实在。中子星的发现使人们的兴趣转移回这些重力塌缩导致的高致密天体上，这时的广义相对论才真正进入了理论物理和天体物理主流研究的视野，这一时期被称作广义相对论的黄金时代。
qas: question: 视界的概念于何年被提出?
answers: text: 1958年

question: 罗伊·克尔是哪国人?
answers: text: 新西兰

question: 脉冲星在哪一年被发现?
answers: text: 1967年

context: 热力学第二定律的建立起源于人们试图提升热机效率的探索。法国物理学家、工程学家尼古拉·卡诺研究了一个由两个等温过程和两个绝热过程组成的理想可逆热力学循环，并得出结论：“热机的效率只与两个热源的温差有关，而与热机的工质无关。任何热机的效率都不能高于可逆热机的效率。”卡诺的结论被看作是热力学第二定律的前身，这一成果后来被克耳文采用，利用卡诺热机只与温差有关而与工质无关的特性建立了绝对温标。克劳秀士在研究卡诺循环中发现，在循环中有一部分热量能转化成机械能，而大部分热量则是从高温热源传递到低温热源，这两部分热量和产生的功有着确定的关系。他在1850年发表了《论热的移动力及可能由此得出的热定律》。
qas: question: 尼古拉·卡诺是哪国人?
answers: text: 法国

question: 谁的结论被认为是热力学第二定律的前身?
answers: text: 卡诺

question: 《论热的移动力及可能由此得出的热定律》在哪一年被发表?
answers: text: 1850年

context: 在实验观测方面，二十世纪天体物理学的重要进展在于扩展了观测的电磁波谱，观测手段的进步使观测天文学从原有的可见光观测扩展到基于无线电、微波、红外线、紫外线、X射线和伽玛射线的完整电磁波谱观测。1931年，贝尔实验室的卡尔·央斯基用天线阵接收到了来自银河系中心的无线电波。随后美国天文学家格罗特·雷伯在自家的后院建造了一架口径9.5米的天线，并在1939年接收到了来自银河系中心的无线电波，并且于1941年根据观测结果绘制了第一张无线电天图。无线电天文学的建立极大地开阔了人们观测宇宙的窗口，其著名成果就是二十世纪六十年代天文学的四大发现：脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射和星际有机分子。其中贝尔实验室的阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊于1965年发现的宇宙微波背景辐射更是对大爆炸理论具有非常重要的意义。在传统的电磁波天文学之外，赫尔斯和泰勒于1974年发现的脉冲双星PSR1913+16则揭开了现代重力波天文学观测的序幕，他们对PSR1913+16长达三十年的观测结果表明这一对脉冲双星正如广义相对论所精确预言的那样在进行重力辐射。这项工作不仅是对广义相对论的直接验证，也是人们首次实现的对重力波的间接观测。除像黑洞这样不会产生任何古典电磁辐射的天体外，现代宇宙模型表明宇宙中还存在比例高达96%的不辐射任何电磁波的暗物质和暗能量，有希望对这些天体进行直接观测正是发展重力波天文学的重要意义之一。
qas: question: 卡尔·央斯基在哪一年接收到了来自银河系中心的无线电波?
answers: text: 1931年

question: 第一张无线电天图于何年诞生?
answers: text: 1941年

question: 两位科学家揭开了现代重力波天文学观测的序幕，一位是赫尔斯，另一位是?
answers: text: 泰勒

context: 物理意义上的宇宙学是从广义相对论的建立才真正开始的。在此之前，宇宙在人们头脑中的观念是静态且无限的，德国天文学家海因里希·奥伯斯因此提出了著名的奥伯斯悖论。1917年爱因斯坦将广义相对论应用于整个宇宙，发表了标志着物理宇宙学建立的论文《根据广义相对论对宇宙学所做的考察》。考虑到同时期的宇宙学研究中静态宇宙的学说仍被广为接受，爱因斯坦在场方程式中添加了一个新的常数，这被称作宇宙常数项，以求得和当时的“观测”相符合。然而，场方程式所预言的宇宙并不是静态的：1922年苏联物理学家亚历山大·弗里德曼将广义相对论应用至流体力学，从场方程式推导出了弗里德曼方程式。而比利时牧师、物理学家乔治·勒梅特在1927年利用弗里德曼方程式给出了第一个膨胀宇宙模型的解，这个解后来被称作弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。勒梅特提出了宇宙在不断膨胀并起源于一个“原生原子”的爆炸的观点，这成为现代大爆炸理论的雏形。1929年，美国天文学家埃德温·哈伯通过实验支持了勒梅特的观点，哈伯证明了观测到的旋涡星云实质属于星系，并通过观测造父变星测量了这些星系的距离。他得出了星系的红移和光度之间的关系，并将它解释为哈伯定律：星系在各个方向上都在退行，其相对地球的退行速度大小正比于它们距地球的距离。
qas: question: 奥伯斯悖论是哪国的天文学家提出的?
answers: text: 德国

question: 《根据广义相对论对宇宙学所做的考察》是谁的作品?
answers: text: 爱因斯坦

question: 弗里德曼方程式在哪一年被推导出?
answers: text: 1922年

question: 埃德温·哈伯是哪国人?
answers: text: 美国

context: 考虑到宇宙学原理：宇宙在大尺度上是均一且各向同性的，哈伯定律意味着宇宙正在膨胀。虽然在第二次世界大战结束后膨胀宇宙的事实已经基本得到公认，却仍然存在两种截然不同的理论来描述宇宙：一种是勒梅特的“爆炸”假说，这一理论后来被美籍俄裔物理学家乔治·伽莫夫支持并发展，伽莫夫提出宇宙起源于高温高密的原始物质，他和他的学生拉尔夫·阿尔菲提出了大爆炸核合成的理论，阿尔菲和罗伯特·赫尔曼还预言了残余的背景辐射的存在；另一种是英国天文学家弗雷德·霍伊尔、托马斯·戈尔德和赫尔曼·邦迪创立的稳态宇宙模型，这种模型认为随着宇宙的膨胀，新的物质会不断创生，从而使宇宙在任何时候看起来各处都相同。长久以来这两种观点的受支持程度都不相上下，1949年3月霍伊尔在BBC的广播节目中首次将勒梅特和伽莫夫等人的理论称作“这个大爆炸的观点”，这成为了这一理论名称的由来。
qas: question: 宇宙正在膨胀是根据谁的定律?
answers: text: 哈伯定律

question: 弗雷德·霍伊尔是哪国人?
answers: text: 英国

question: “这个大爆炸的观点”这个词来自哪一年?
answers: text: 1949年

context: 二十世纪六十年代发现的遥远的类星体和无线电星系开始成为不支持稳恒态宇宙模型的证据，而1965年阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现的宇宙微波背景辐射明确反驳了稳恒态理论。大爆炸理论由此被认为是最能解释宇宙起源和演化的理论，唯一让物理学家不满的是其中奇异点的存在。后来，潘洛斯和霍金的奇异点定理证明了奇异点的存在是广义相对论的必然结果，这使得大多数物理学家都接受了大爆炸理论，并认为我们所观测到的宇宙起源于一个有限的时间。二十世纪九十年代，大爆炸理论得到了宇宙学实验观测的有力验证。随着几个重要的空间望远镜：宇宙背景探测者、哈伯太空望远镜和威尔金森微波各向异性探测器的发射和数据采集，物理学家有能力对大爆炸理论中的参数进行精确的测量。不仅如此，他们还意外地发现宇宙的膨胀速度在不断增长：爱因斯坦曾经将他引入的宇宙常数项称为“他一生中的最大错误”，然而实验观测表明宇宙常数项仍然是有用的：为了解释宇宙的加速膨胀，物理学家结合对相关超新星的观测提出了暗物质和暗能量理论。当今宇宙学最为认可的模型——ΛCDM模型——结合了宇宙微波背景辐射、宇宙大尺度结构和宇宙加速膨胀，这是能够构建一个自洽的物理宇宙模型的最简单的假设。
qas: question: 宇宙微波背景辐射在哪一年被发现?
answers: text: 1965年

question: 哪一个理论被认为是最能解释宇宙起源和演化的理论?
answers: text: 大爆炸理论

question: 大爆炸理论在哪一个世纪的时候，得到了宇宙学实验观测的有力验证?
answers: text: 二十世纪

context: 从伽利略的时代算起，物理学发展的四百多年历史中已经经历了几次大的统一：牛顿统一了“天上的”和“地上的”力学，马克士威统一了电磁理论，格拉肖等人统一了弱交互作用和电磁交互作用。而尝试将电弱交互作用和强交互作用统一起来的理论统称为大一统理论，大一统理论将统一标准模型中的四种规范玻色子和传递强交互作用的八种胶子规范玻色子。当前被建议的大一统理论有很多，一般来说这些理论都做出了如下的关键性预言：磁单极子、宇宙弦、质子衰变等，时至今日还没有上述的任何一种现象得到实验的证实。如要通过实验验证大一统理论，粒子所需的能量要达到，这已经远远超过现有的任何粒子加速器所能达到的范围。在大一统理论以外，还存在着如何将重力纳入量子理论的问题。二十世纪中叶之前爱因斯坦等人所做的古典统一场论工作试图在古典理论的框架下将电磁场和重力场统一起来，事实证明这些理论都是不成功的。标准模型中没有描述万有引力交互作用，在现有的量子场论手段下重力场的量子化会带来不可重整化；而物质的量子化和时空的几何化两者没有任何相容性，广义相对论中不可避免地有曲率无穷大的微观奇异点存在，这些情况都要求有一个量子化的重力理论的建立。根据估计，对于这样一个能够将大一统理论和重力理论统一起来的万有理论，实验验证所需的能量将达到普朗克能量的量级：1019百万电子伏特。
qas: question: “天上的”和“地上的”力学是由谁统一的?
answers: text: 牛顿

question: 电磁理论是谁统一的?
answers: text: 马克士威

question: 哪一个理论中不可避免地有曲率无穷大的微观奇异点存在?
answers: text: 广义相对论

context: 当前被提议的主流万有理论是超弦理论及M理论；而对圈量子重力的研究可能也会对建立万有理论产生基础性的影响，但这并不是圈量子重力论的主要目标。弦理论的雏形起源于1968年，麻省理工学院的意大利物理学家加布里埃尔·威尼采亚诺发现用Β函数描述强交互作用粒子的散射振幅时正满足强交互作用粒子所具有的对偶性。后来人们发现这个函数能够被解释为弦与弦之间的散射振幅，从而这个数学公式就成为了弦理论的起源。犹太裔美国物理学家约翰·施瓦茨是现代弦论的创始人之一，他自1972年起开始研究弦论，并由于和英国物理学家麦可·格林合作研究的I型弦理论中的反常相消而引发了所谓第一次超弦革命。在1984年至1986年间发生的第一次超弦革命中，弦论正式开始流行，物理学家认识到弦论能够描述所有的基本粒子以及彼此间的交互作用，从而期望弦论能够成为一种终极理论：欧洲核子研究组织的约翰·埃利斯就是由此提出了“万有理论”一词。第二次超弦革命是在1994年至1997年间，其影响更为深远。1995年美国数学物理学家爱德华·维腾猜测在强耦合极限下十维的超弦、以及广义相对论与超对称的统一即所谓超重力，能够构成一个猜想的十一维模型的一部分，这种模型在施瓦茨的建议下被叫做M理论。同年十月，加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的约瑟夫·泡尔钦斯基发现超弦理论中产生的孤子正是他们于1989年发现的D-膜。
qas: question: 哪一年是弦理论的起源?
answers: text: 1968年

question: 约翰·施瓦茨从何年开始研究弦论?
answers: text: 1972年

question: 爱德华·维腾是哪国人?
answers: text: 美国

context: 最早尝试建立分子运动论的人是瑞士数学家欧拉，他于1729年曾假设空气由大量旋转的球形分子构成，并且在任意温度下分子速率都相同。从这个假设出发他推导出气体压力和密度成正比，也就相当于在理论上证明了波义耳定律。而荷兰-瑞士物理学家丹尼尔·白努利在1738年出版的《水力学》一书中，认为气体中存在大量沿不同方向运动的分子，这些分子对容器表面的冲击效应构成了宏观上的气体压力，他同样从分子运动得到了更具普遍意义的压力公式。然而这些观点在当时并未被接受，原因之一是在当时能量的转化与守恒定律还没有广为人知。这种情况一直持续到1856年，德国化学家奥古斯特·克罗尼格创建了一个简单的气体分子平动模型，由此可以导出理想气体状态方程式。1857年，克劳秀士在独立于克里尼希理论的情况下，用自己的语言建立了一个相似但更为复杂的分子运动理论，这里不但考虑了气体分子的平动，同时还考虑了转动和振动。在这一理论中克劳秀士引入了研究分子运动论的统计思想，建立了气体分子的平均自由径这一概念。不过，克劳秀士的理论只是使用了分子的平均速率，没有考虑到实际气体分子的速率实则呈现出一个分布函数。1859年，英国物理学家詹姆斯·马克士威在阅读了克劳秀士的论文后，在论文《气体动力理论的说明》一文中建立了气体分子速率的马克士威分布，这一分布函数描述了在特定速率范围内分子数量所占比例。这一定律是物理学中第一个基于统计规律的物理定律。
qas: question: 《水力学》是谁的作品?
answers: text: 丹尼尔·白努利

question: 奥古斯特·克罗尼格是哪一国的化学家?
answers: text: 德国

question: 《气体动力理论的说明》是谁发表的论文?
answers: text: 詹姆斯·马克士威

context: 在马克士威发表分子速率分布理论之后，奥地利物理学家路德维希·波兹曼受其启发开始了对分子运动论的研究。他指出分子运动理论必须依靠统计手段来建立，并通过修订马克士威分布于1871年得到了气体分子在势场中的速率分布函数，这被称作波兹曼分布或马克士威-波兹曼分布，是古典统计力学中最基本的分布函数。1872年，波兹曼在论文《气体分子热平衡的进一步研究》中证明，非马克士威分布的气体分子随着时间的推移必将趋向马克士威分布，这也就是所谓H定理，是熵增原理在非平衡态下的推广。H定理指出了过程的方向性，从而引出了所谓“可逆性悖论”的争议：微观上分子的碰撞是可逆的，为何宏观上的整体效果却是不可逆的？波兹曼针对这个问题研究了热力学第二定律的统计诠释：他指出如果能把所有分子的微观运动同时反向，则确实可以回到初始状态；然而在实际中这种可能性几乎为零，绝大多数状态都是平衡态，因此在宏观统计规律上表现为熵总是增加的。也就是说，热力学第二定律是一条几率的定律，它的结论不能由一条动力学方程式来检验。波兹曼证明了熵和系统的热力学几率的自然对数成正比，这成为了波兹曼熵的定义。热力学第二定律在统计诠释下可表述为：“孤立系统的熵对应着系统分子的热力学几率，并总是趋向最大值。”
qas: question: 路德维希·波兹曼是哪国人?
answers: text: 奥地利

question: 《气体分子热平衡的进一步研究》发表于何年?
answers: text: 1872年

question: “孤立系统的熵对应着系统分子的热力学几率，并总是趋向最大值。”是哪一个定律的主张?
answers: text: 热力学第二定律