泊松 Posong Simeon-Denis Poisson(S.-D.)

【生卒】：1781～1840

法國數學家、力學家、物理學家。1781年6月21日生于法國皮蒂維耶，1840年4月25日卒于法國索鎮。

泊松原讀醫科，1798年進巴黎綜合工科學校改學數學，受到P.-S.拉普拉斯、J.-L.拉格朗日的賞識。1800年畢業后留校任教，1802年任副教授，1806年任教授。1808年任法國經度局天文學家。1809年巴黎理學院成立，任該校數學教授。1812年被選為法國科學院院士。

泊松一生從事數學研究和教學，他的主要工作是將數學應用于力學和物理學中。他第一個用沖量分量形式寫分析力學，使用后稱為泊松括號的運算符號；他所著《力學教程》在很長時期內被作為標準教科書。在天體力學方面，他推廣了拉格朗日和拉普拉斯有關行星軌道穩定性的研究，還計算出球體和橢球體之間的引力。他用行星內部質量分布表示重力的公式對20世紀通過人造衛星軌道確定地球形狀的計算仍有實用價值。他獨立地獲得軸對稱重剛體定點轉動微分方程的積分，即通常稱為拉格朗日(工作在泊松前，發表在后)的可積情況。他在1831年發表的《彈性固體和流體的平衡和運動一般方程研究報告》一文中第一個完整地給出說明粘性流體的物理性質的方程，即本構關系。在這以前，I.牛頓在《自然哲學的數學原理》(1687)一書中曾對此給出簡單的說明，A.-L.柯西 1823年寫出用分量形式表達的本構關系，但缺靜壓力項。

在固體力學中，泊松以材料的橫向變形系數，即泊松比而知名。他在1829年發表的《彈性體平衡和運動研究報告》一文中，用分子間相互作用的理論導出彈性體的運動方程，發現在彈性介質中可以傳播縱波和橫波，并且從理論上推演出各向同性彈性桿在受到縱向拉伸時，橫向收縮應變與縱向伸長應變之比是一常數，其值為四分之一。但這一數值和實驗有差距，如1848年G.維爾泰姆根據實驗就認為這個值應是三分之一。

泊松在數學方面貢獻很多。最突出的是1837年在《關于判斷的概率之研究《 一文中提出描述隨機現象的一種常用分布，在概率論中現稱泊松分布。這一分布在公用事業、放射性現象等許多方面都有應用。他還研究過定積分、傅里葉級數、數學物理方程等。除泊松分布外，還有許多數學名詞是以他名字命名的，如泊松積分、泊松求和公式、泊松方程、泊松定理，等等。

泊松的主要著作還有《毛細管作用新理論》和《熱學的數學理論》等。

《中國大百科全書 力學》Author ：朱照宣
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普朗特 Pulangte Ludwig Prandtl(L.)

【生卒】：1875～1953

德國力學家。近代力學奠基人之一。1875年2月4日生于弗賴辛，1953年8月15日卒于格丁根。

普朗特在大學時學機械工程，后在慕尼黑工業大學A.弗普爾(1854～1924)教授指導下攻彈性力學，1900年得博士學位。1901年在一機械廠工作中，因改進用管道抽吸廢屑的裝置發現了氣流分離問題；后來在漢諾威大學任教授時，用自制水槽觀察曲面流動現象，三年后提出邊界層的理論。他在1904年海德堡國際數學大會上宣讀關于邊界層的論文(全名是《論粘性很小的流體的運動》)，受到格丁根大學數學教授F.克萊因的賞識，克萊因推薦他擔任格丁根大學應用力學系主任，后又支持他建立并主持空氣動力實驗所和威廉皇家流體力學研究所。在近半個世紀中，普朗特注意理論與實際的聯系，在力學方面取得許多開創性的成果。

19世紀末，流體力學研究有兩個互不相通的方向。一個是數學理論流體力學或水動力學，當時已達到較高水平，但計算結果與一些實驗很不相符。另一個是水力學，它主要根據實驗結果歸納出半經驗公式，應用于工程實際。普朗特的邊界層理論把理論和實驗結合起來，奠定了現代流體力學的基礎。

普朗特重視觀察和分析力學現象，養成非凡的直觀洞察能力，善于抓住物理本質，概括出數學方程。他曾說：“我只是在相信自己對物理本質已經有深入了解以后，才想到數學方程。方程的用處是說出量的大小，這是直觀得不到的，同時它也證明結論是否正確。”

普朗特在流體力學方面的主要貢獻有：①邊界層理論。他在觀察、實驗的基礎上，提出繞物體流動的小粘性邊界層方程，為計算摩擦阻力、求解分離區和熱交換等問題奠定了基礎。②風洞實驗技術。他認為研究空氣動力學必須作模型實驗。1906年建造了德國第一個風洞，1917年又建成格丁根式風洞。③機翼理論。在實驗基礎上，他于1913～1918年提出了舉力線理論和最小誘導阻力理論，后又提出舉力面理論等，為機翼理論作出了卓越的貢獻。④湍流理論。提出層流穩定性和湍流混合長度理論。此外還有亞聲速相似律和可壓縮繞角膨脹流動，后被稱為普朗特－邁耶爾流動。他在氣象學方面也有創造性論著。

普朗特在固體力學方面也有不少貢獻。他的博士論文(1899)探討了狹長矩形截面梁的側向穩定性。1903年提出了柱體扭轉問題的薄膜比擬法，后來被A.A.格里菲思和G.I.泰勒用來確定各種復雜截面形狀柱體的抗扭剛度。他繼承并推廣了 A.J.C.B.de圣維南所開創的塑性流動的研究。T.von卡門在他指導下完成的博士論文(1910)是關于柱體塑性區的屈曲問題。普朗特還解決了半無限體受狹條均勻壓力時的塑性流動分析(1921)。他在塑性力學方面也有開創性的研究。

普朗特培養了許多國際知名的力學家，除近代力學另一奠基人卡門外，還有J.阿克萊特、A.L.納戴、W.普拉格等。S.P.鐵木辛柯和J.P.鄧哈托也曾跟他作過研究工作。

普朗特在應用力學、水動力學和空氣動力學方面的全部論文匯編為《全集》，共3卷，1961年出版。他的流體力學專著《流體力學概論》，1942年出版，中譯本1974年出版，1981年出增訂本。此外，他與O.G.蒂瓊合寫《應用水動力學和空氣動力學》，1931年出版。

《中國大百科全書 力學》 Author ：陸士嘉
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卡門 Kamen Theodore von Krmn(T.von)

【生卒】：1881～1963

也譯作馮·卡門、 馮卡爾曼。美籍匈牙利力學家，近代力學奠基人之一。1881年5月11日生于匈牙利布達佩斯，1963年5月6日卒于德國亞琛。

卡門出身于奧匈帝國一個教育學教授家庭。1902年畢業于布達佩斯皇家工學院(布達佩斯工學院的前身)。1906年去德國格丁根大學求學，受到著名數學家F.克萊因、D.希耳伯特的影響，并在L.普朗特指導下，完成關于柱體塑性區內的屈曲問題的論文。1908年獲博士學位。1912年和物理學家M.玻恩合作，研究低溫下固體比熱問題，在固體點陣假設的基礎上得到與實驗相符的結果，比原先P.德拜的公式更為普遍。1911～1912年，他研究流動的流體在圓柱體后留下的兩排周期性渦旋。在卡門以前，H.貝納爾等許多學者也曾研究過這種渦旋。卡門在理論上對此作了精辟分析，這兩排渦旋后稱卡門渦街，可用來解釋機翼顫振和風激發的橋梁振動等現象。1912年，卡門離開格丁根去亞琛工學院航空系任教。第一次世界大戰期間，他應召為奧匈帝國服務四年。戰后曾任匈牙利蘇維埃共和國教育部大學副部長。以后又到亞琛任教，任亞琛空氣動力學研究所所長。在此期間，他與普朗特就研究流體力學中的湍流問題展開了友好的合作競賽，提出湍流的力學相似原理。1926～1927年，卡門應邀訪問美國，在加利福尼亞理工學院參加建設空氣動力學研究室，并去日本神戶，為日本設計第一個風洞。1929年底起定居美國，任加利福尼亞州理工學院古根海姆空氣動力學實驗室主任。他使這所學院成為當時流體力學的研究中心和培訓基地，并解決了航空工程許多技術問題。他還用力學方法解決了水壩裂縫、風車發電、天文臺大型反射望遠鏡的轉動等工程問題。他主持籌建美國噴氣工程公司(后發展為噴氣總公司)，指導一批青年科學家從事火箭技術研究，最后建立了美國火箭技術中心噴氣推進實驗室。

卡門從事過許多國際性科學技術和組織工作。1922~1926年，他組織并主持了三次國際應用力學會議，這種會議成為后來四年舉行一次的“國際純力學和應用力學聯合會”的前身。1936年他在蘇聯講學后曾來中國講學，并在此以前協助籌建南昌的風洞(后因戰爭而未成)。1949年北大西洋公約組織成立，卡門著手組織和領導這個組織的空軍航空研究和發展咨詢小組，并在比利時建立了實驗空氣動力學訓練中心(后稱為馮·卡門中心)。卡門接受過許多國家的勛章，其中包括美國的第一枚國家科學勛章。

除上述關于渦街和湍流的研究外，卡門在學術上的主要貢獻還有舉力面理論和機翼非定常流理論、超聲流中細長體近似、亞聲速流近似處理方法、跨聲速相似律(見跨聲速流動)和非線性小擾動方法、薄板和淺殼的屈曲問題等。

卡門和普朗特一樣，善于透過現象抓住事物的物理本質，提煉出數學模型，樹立了現代力學中數學理論和工程實際緊密結合的學風，奠定了現代力學的基本方向。

卡門長時期從事工程科學和力學的教育工作，他的學生遍布全世界。他在加利福尼亞理工學院的研究生中有中國學者錢學森、郭永懷、錢偉長以及美籍華人學者林家翹等，因此，卡門的學術思想對中國力學事業的發展起了積極的作用。

卡門的主要著作有：《空氣動力學的發展》(有中譯本)、《工程中的數學方法》(和M.A.畢奧合著，有中譯本)、《風及未來》(和艾德生合著)。他的科學論文匯編為《卡門論文集》，共4卷。

中國大百科全書出版社 《中國大百科全書 力學》 Author ：趙國英　朱保如
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楊振寧 Chen Ning Yang

【生卒】：1922～

理論物理學家。1922年 9月22日生于安徽省合肥縣(今合肥市)。在西南聯合大學物理學系，在吳大猷指導下完成學士論文，1942年畢業后即入研究院深造，在王竹溪指導下研究統計物理學，他的群論知識得益于楊武之。1945年赴美，入芝加哥大學做研究生，深受E.費密的熏陶，在導師E.特勒的指導下完成博士論文，1948年獲博士學位。1948～1949年任芝加哥大學教員，1949～1955年在普林斯頓高級研究院工作，1955～1966年任該所教授，1966年任紐約州立大學石溪分校的愛因斯坦物理學講座教授，并任新創辦的該校理論物理研究所所長。美國總統授予他1985年的國家科學技術獎章。

楊振寧對理論物理學的貢獻范圍很廣，包括基本粒子、統計力學和凝聚態物理學等領域。對理論結構和唯象分析他都有多方面的貢獻。他的工作有特殊的風格:獨立性與創建性強，眼光深遠。

在粒子物理學方面，他最杰出的貢獻是1954年與R.L.密耳斯共同提出楊-密耳斯場理論，開辟了非阿貝耳規范場的新研究領域，為現代規范場理論(包括電弱統一理論、量子色動力學理論、大統一理論、引力場的規范理論、……)打下了基礎。楊－密耳斯場方程最近被數學家S.唐納森引用，獲得了拓撲學上的重大突破。

楊振寧在粒子物理學方面的另一項杰出貢獻是：在1956年和李政道合作，深入研究了當時令人因惑的θ－τ之謎即后來所謂的K介子有兩種不同的衰變方式，一種衰變成偶宇稱態，一種衰變成奇宇稱態;如果弱衰變過程宇稱守恒， 則它們必定是兩種宇稱狀態不同的 K介子。但從質量和壽命來看，它們又應是同一種介子。楊振寧和李政道通過分析認識到，很可能在弱相互作用中宇稱不守恒。他們仔細檢查了過去的所有實驗，確認這些實驗并未證明弱相互作用中宇稱守恒。在此基礎上他們進一步提出了幾種檢驗弱相互作用中宇稱不守恒的實驗途徑。次年，這一理論預見得到吳健雄小組的實驗證實。因此，楊振寧和李政道的工作迅速得到了學術界的承認，并獲得1957年諾貝爾物理學獎。一項科學工作，在發表的第二年就獲得諾貝爾獎，這是第一次。

在粒子物理學方面， 楊振寧的其他貢獻包括:費密-楊模型(1949)， 與李政道合作的關于二分量中微子的理論(1957)，與李政道和 R.奧赫梅合作的關于C(電荷共軛變換)和 T(時間反演變換)不守恒的分析(1957)，與李政道合作的高能中微子實驗分析(1959)和關于 W粒子的研究(1960～1962)。與吳大峻合作的Cp(宇稱)不守恒分析(1964)，規范場的積分形式理論(1974)，與吳大峻合作的規范場與纖維叢的關系(1975)，與鄒祖德合作的高能碰撞理論(1967～1985)等。

在統計力學方面，楊振寧的貢獻包括：二維伊辛模型的自發磁化強度(1952)，與李政道合作的關于相變的理論(1952)，與楊振平合作的關于數種模型的嚴格解(1966～1969)等。

在凝聚態物理方面，楊振寧的貢獻包括：與N.拜爾斯合作的對磁通量量子化的解釋(1961)，非對角長程序觀念(1962)等。

楊振寧于1971年夏訪問中華人民共和國，是美籍知名學者訪問新中國的第一人。他回美以后，對促進中美建交、促進兩國人民的相互了解，促進中美科學技術教育交流都做了大量工作。楊振寧受聘為北京大學、復旦大學、中國科學技術大學、中山大學等校的名譽教授，中國科學院高能物理研究所學術委員會委員。

楊振寧發表過約200篇科學論文和報告。

《中國大百科全書 物理學Ⅱ》 第1136頁 作者 ：倪光烱　汪容
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楊 Thomas Young(T.)

【生卒】：1773～1829

英國物理學家、考古學家、醫生，光的波動說的奠基人之一。1773年6月13日生于米爾弗頓，1829年5月10日在倫敦逝世。

楊自幼天資過人，14歲就通曉拉丁、希臘、法、意、希伯萊、波斯、阿拉伯等多種語言，一生在物理、化學、生物、醫學、天文、哲學、語言、考古等廣泛的領域作了大量工作。楊在行醫時就開始研究感官的知覺作用，1793年寫了第一篇關于視覺的論文，發現了眼睛中晶狀體的聚焦作用，1801年發現眼睛散光的原因，由此進入了光學的研究領域。當時I.牛頓的微粒說已經統治了100多年，1800年楊在《關于聲和光的實驗與研究提綱》中，對比聲與光的性質，懷疑微粒說的正確性。1801年他讓光通過兩個靠近的針孔投射到屏上，發現兩束光被散開并重疊，出現了明暗相間的條紋。這就是物理學上著名的楊氏實驗，后來又把針孔改成縫，后稱楊氏雙縫實驗(見楊氏干涉實驗)。他用這個實驗首先引入干涉概念論證了波動說，又利用波動說解釋了牛頓環的成因和薄膜的彩色。他還第一個測量了 7種顏色光的波長。1817年他得知 A.-J.菲涅耳和D.F.J.阿喇戈關于偏振光的干涉的實驗后，提出光是橫波。

楊對人眼感知顏色的問題作了研究，他提出：只要有3種基本顏色就可以構成全部彩色，這就是三原色理論，是現代繪畫、印刷、電視、照像等技術的基本原理。楊還有一些其他的物理成就，例如首先使用運動物體的能量一詞來代替活力；描述材料彈性的楊氏模量就是以他的姓氏命名的。

1814年他開始研究考古發現的古埃及石碑，他用了幾年時間破譯了碑上的文字，對考古學作出了貢獻。

《中國大百科全書 物理學Ⅱ》 第1135頁 作者 ：李志超
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薛丁格 Erwin Schrdinger(E.)

【生卒】：1887～1961

奧地利理論物理學家，是波動力學的創始人。

薛定諤1887年 8月12日生于維也納。1906～1910年，他在維也納大學物理系學習。1910年獲得博士學位。畢業后，在維也納大學第二物理研究所工作。1913年與R.W.F.科爾勞施合寫了關于大氣中鐳 A(即218Po)含量測定的實驗物理論文，為此獲得了奧地利帝國科學院的海廷格獎金。第一次世界大戰期間，他服役于一個偏僻的炮兵要塞，利用閑暇研究理論物理學。戰后他回到第二物理研究所。1920年移居耶拿，擔任M.維恩的物理實驗室的助手。

1921年，薛定諤受聘到瑞士蘇黎士大學任數學物理學教授，在那里工作了 6年。開頭幾年，他主要研究有關熱學的統計理論問題，寫出了有關氣體和反應動力學、振動、點陣振動(及其對內能的貢獻)的熱力學以及統計等方面的論文。他還研究過色覺理論，他對有關紅-綠色盲和藍－黃色盲頻率之間的關系的解釋為生理學家們所接受。

1925年底到1926年初，薛定諤在A.愛因斯坦關于單原子理想氣體的量子理論和L.V.德布羅意的物質波假說的啟發下，從經典力學和幾何光學間的類比，提出了對應于波動光學的波動力學方程，奠定了波動力學的基礎。他最初試圖建立一個相對論性理論，得出了后來稱之為克萊因—戈登方程(見場方程)的波動方程，但由于當時還不知道電子有自旋，所以在關于氫原子光譜的精細結構的理論上與實驗數據不符。以后他又改用非相對論性波動方程以后人們稱之為薛定諤方程來處理電子，得出了與實驗數據相符的結果。1926年1～6月，他一連發表了四篇論文，題目都是《量子化就是本征值問題》，系統地闡明了波動力學理論。

在此以前，德國物理學家W.K.海森伯、M.玻恩和E.P.約旦于1925年7～9月通過另一途徑建立了矩陣力學。1926年3月，薛定諤發現波動力學和矩陣力學在數學上是等價的，是量子力學的兩種形式，可以通過數學變換，從一個理論轉到另一個理論。

薛定諤起初試圖把波函數 Ψ解釋為三維空間中的振動振幅，把ΨΨ*解釋為電荷密度，把粒子解釋為波包。但他無法解決“波包擴散”的困難。最后物理學界普遍接受了玻恩提出的波函數的幾率解釋。

1927年，薛定諤接替M.普朗克，到柏林大學擔任理論物理學教授，與普朗克建立了親密的友誼。同年在萊比錫出版了他的《波動力學論文集》。1933年，薛定諤對于納粹政權迫害杰出科學家的倒行逆施深為憤慨，同年11月初移居英國牛津，在馬格達倫學院任訪問教授。就在這一年他與P.A.M.狄喇克共同獲得諾貝爾物理學獎。

1936年冬，薛定諤回到奧地利的格拉茨。奧地利被納粹德國吞并后，他陷入了十分不利的處境。1938年9月，他在友人的協助下，回到英國牛津。1939年10月轉到愛爾蘭，在都柏林高級研究所理論物理學研究組中工作了17年。

在后期，薛定諤研究有關波動力學的應用及統計詮釋，新統計力學的數學特征以及它與通常的統計力學的關系等問題。他還探討了有關廣義相對論的問題，并對波場作相對論性的處理。此外，他還寫出了有關宇宙學問題的一些論著。與愛因斯坦一樣，薛定諤在晚年特別熱衷的是把愛因斯坦的引力理論推廣為一個統一場論，但也沒有取得成功。

薛定諤對哲學有濃厚的興趣。早在第一次世界大戰時期，他就深入研究過Β.斯賓諾莎、A.叔本華、E.馬赫、R.西蒙、R.阿芬那留斯等人的哲學著作。晚年，他致力于物理學基礎和有關哲學問題的研究，寫了《科學和人文主義當代的物理學》(英文版，1951)等哲學性著作。

1944年，薛定諤還發表了《生命是什么?活細胞的物理面貌》一書(英文版，1948；中譯本，1973)。在此書中，薛定諤試圖用熱力學、量子力學和化學理論來解釋生命的本性，引進了非周期性晶體、負熵、遺傳密碼、量子躍遷式的突變等概念。這本書使許多青年物理學家開始注意生命科學中提出的問題，引導人們用物理學、化學方法去研究生命的本性，使薛定諤成了今天蓬勃發展的分子生物學的先驅。

1956年薛定諤回奧地利，奧地利政府給予他以極大的榮譽，設立了以薛定諤的名字命名的國家獎金，由奧地利科學院授給。第一次獎金于1957年授與薛定諤本人。1957年他一度病危。1961年1月4日，他在奧地利的阿爾卑巴赫山村病逝。

本《中國大百科全書 物理學Ⅱ》 第1123頁 作者 ：范岱年
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溫伯格 Steven Weinberg(S.)

【生卒】：1933～

美國物理學家。1933年5月3日生于紐約。1954年畢業于康奈爾大學，然后到哥本哈根大學、普林斯頓大學深造，1957年獲博士學位。1969～1973年為哈佛大學教授和史密森天體物理實驗室的高級科學家。1980年去得克薩斯大學任教。

溫伯格的主要研究領域是基本粒子和量子場論。他的主要貢獻是在1967年引入對稱性自發破缺機制(黑格斯機制)，解釋了光子和中間玻色子的質量差異，在規范場理論的基礎上建立了電弱統一理論。由于A.薩拉姆也提出了這方面的理論，通常被稱為溫伯格-薩拉姆理論。這個理論的可重正化性后來被G.霍夫特等人所證明。這個理論所預言的中性弱流，于1973年首次在歐洲核子中心由實驗證實。以后有更多的實驗事實(例如溫伯格角的測定)支持了溫伯特-薩拉姆模型。

由于這項成就，溫伯格和S.L.格拉肖、薩拉姆共同獲得了1979年的諾貝爾物理學獎。

電弱統一理論中所預言的靜止質量很大的三種中間玻色子W±和Z0已由歐洲核子中心分別于1983年1月和6月正式宣布在270GeV的質子-反質子對撞機SPS實驗中找到，W±和Z0的質量分別約為82GeV和93GeV。

此外，溫伯格還對宇宙學具有濃厚的興趣，他的名著《引力和宇宙論－廣義相對論的原理和應用》1972年出版。1978年出版的得獎科普著作《最初三分鐘》已成為全世界宇宙學愛好者喜愛的讀物。

《中國大百科全書 物理學Ⅱ》 第1062頁 作者 ：殷鵬程
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