德布罗意发表的学术论文

德布罗意发表的学术论文

物质波研究第一次世界大战期间，德布罗意在埃菲尔铁塔上的军用无线电报站服役。平时爱读科学著作，特别是庞加莱、洛伦兹和朗之万的著作。后来对普朗克、爱因斯坦和玻尔的工作发生了兴趣，转而研究物理学。退伍后跟随朗之万攻读物理学博士学位。他的兄长莫里斯·德布罗意是一位研究X射线的专家，路易斯·维克多·德布罗意曾随莫里斯一道研究X射线，两人经常讨论有关的理论问题。莫里斯曾在1911年第一届索尔威会议上担任秘书，负责整理文件。这次会议的主题是关于辐射和量子论。会议文件对路易·维克多·德布罗意有很大启发。莫里斯和另一位X射线专家亨利·布拉格联系密切。亨利·布拉格曾主张过X射线的粒子性。这个观点对莫里斯很有影响，所以他经常跟弟弟讨论波和粒子的关系。这些条件促使路易·维克多·德布罗意伊深入思考波粒二象性的问题。法国物理学家布里渊（M.Brillouin）在1919年——1922年间发表过一系列论文，提出了一种能解释玻尔定态轨道原子模型的理论。他设想原子核周围的“以太”会因电子的运动激发一种波，这种波互相干涉，只有在电子轨道半径适当时才能形成环绕原子核的驻波，因而轨道半径是量子化的。这一见解被德布罗意吸收了，他把以太的概念去掉，把以太的波动性直接赋予电子本身，对原子理论进行深入探讨。1923年9月至10月间，路易·维克多·德布罗意连续在《法国科学院通报》上发表了三篇有关波和量子的论文。 第一篇题目是“辐射——波与量子”，提出实物粒子也有波粒二象性，认为与运动粒子相应的还有一正弦波，两者总保持相同的位相。后来他把这种假想的非物质波称为相波。他考虑一个静质量为m0的运动粒子的相对论效应，把相应的内在能量m0c2视为一种频率为v0的简单周期性现象。他把相波概念应用到以闭合轨道绕核运动的电子，推出了玻尔量子化条件。在第三篇题为“量子气体运动理论以及费马原理’的论文中，他进一步提出：“只有满足位相波谐振，才是稳定的轨道。”在第二年的博士论文中，他更明确地写下了：“谐振条件是l=nλ，即电子轨道的周长是位相波波长的整数倍。”在第二篇题为“光学——光量子、衍射和干涉”的论文中，德布罗意提出如下设想：“在一定情形中，任一运动质点能够被衍射。穿过一个相当小的开孔的电子群会表现出衍射现象。正是在这一方面，有可能寻得我们观点的实验验证。”德布罗意在这里并没有明确提出物质波这一概念，他只是用位相波或相波的概念，认为可以假想有一种非物质波。可是究竟是一种什么波呢？在他的博士论文结尾处，他特别声明：“我特意将相波和周期现象说得比较含糊，就象光量子的定义一样，可以说只是一种解释，因此最好将这一理论看成是物理内容尚未说清楚的一种表达方式，而不能看成是最后定论的学说。”物质波是在薛定谔方程建立以后，诠释波函数的物理意义时才由薛定谔提出的。再有，德布罗意并没有明确提出波长λ和动量p之间的关系式：λ=h/p（h即普朗克常数），只是后来人们发觉这一关系在他的论文中已经隐含了，就把这一关系称为德布罗意公式。德布罗意的博士论文得到了答辩委员会的高度评价，认为很有独创精神，但是人们总认为他的想法过于玄妙，没有认真地加以对待。例如：在答辩会上，有人提问有没有办法验证这一新的观念。德布罗意答道：“通过电子在晶体上的衍射实验，应当有可能观察到这种假定的波动的效应。”在他兄长的实验室中有一位实验物理学家道威利尔（Dauvillier）曾试图用阴极射线管做这样的实验，试了一试，没有成功，就放弃了。后来分析，可能是电子的速度不够大，当作靶子的云母晶体吸收了空中游离的电荷，如果实验者认真做下去，肯定会做出结果来的。德布罗意的论文发表后，当时并没有多大反应。后来引起人们注意是由于爱因斯坦的支持。朗之万曾将德布罗意的论文寄了一份给爱因斯坦，爱因斯坦看到后非常高兴。他没有想到，自己创立的有关光的波粒二象性观念，在德布罗意手里发展成如此丰富的内容，竟扩展到了运动粒子。当时爱因斯坦正在撰写有关量子统计的论文，于是就在其中加了一段介绍德布罗意工作的内容。他写道：“一个物质粒子或物质粒子系可以怎样用一个波场相对应，德布罗意先生已在一篇很值得注意的论文中指出了。”这样一来，德布罗意的工作立即获得大家的注意。当1926年薛定谔发表他的波动力学论文时，曾明确表示：“这些考虑的灵感，主要归因于路易·维克多·德布罗意先生的独创性的论文。”1927年，美国的戴维森和革末及英国的G.P.汤姆孙通过电子衍射实验各自证实了电子确实具有波动性。至此，德布罗意的理论作为大胆假设而成功的例子获得了普遍的赞赏，从而使他获得了1929年诺贝尔物理学奖。后来，德布罗意主要从事的仍是波动力学方面的研究，他在1951年以后着重研究了“双重解理论”，想要在经典的时空概念的基础上对波动力学的几率和因果性作出解释，但这种努力未获得成功。德布罗意伊始终对现代物理学的哲学问题感兴趣，喜欢将理论物理学、科学史和自然哲学结合起来考虑，写过一些有关的论文。

路易斯·威克特·德布罗意是法国理论物理学家，出身于贵族，原来学习历史，在哥哥M·德布罗意的影响下改学物理。1905年，爱因斯坦提出的光量子假说导致了光的波粒二象性理论的建立。受此影响，德布罗意从自然界应该是对称的这一角度出发，提出了物质波的概念。1922年，德布罗意发表第一篇隐含波动思想的论文《黑体辐射和光量子》，把光量子理论应用于黑体辐射。1923年，德布罗意又陆续发表3篇论文，其指导思想都是像辐射具有粒子性一样，实物粒子也应具有波动性，且实物粒子波的波长应反比于粒子动量。1924年，德布罗意向法国巴黎大学理学院提交了一篇博士论文，题为《量子理论的研究》。论文系统地阐述了他的思想，认为19世纪人们过分地重视光的波动性而忽视了光的粒子性，而现在人们又只看到实物的粒子性而忽视了它的波动性，即实物粒子同光一样是波粒二象性的。德布罗意还认为这种实物粒子波既不是机械波，也不是电磁波，而是一种几率波。德布罗意的论文首先被爱因斯坦重视，而后被很多物理学家所重视。1927年，C·J·戴维逊和L·H革米、G·P·汤姆逊分别用电子衍射实验验证了德布罗意物质波公式，物质的波粒二象性得到了公认。德布罗意的几率波构成了建立量子力学的基础。

路易·德布罗意于1892年8月15日出生。他的家族是一个大家族，与法国王室关系很密切。这个家族在17世纪中叶，被法国国王路易十四封为公爵，并且爵位世袭。

德布罗意本来在大学学习历史，后来在他的兄长莫利斯影响下，开始研究放射线的波动性与粒子性。莫利斯是一位著名的X射线物理学家。

可能是因为学历史出身吧，他更善于历史总结。他把各种已经确认的现象加以联系思考，终于认识到粒子与波的协调性。

1922年，在一篇研究气体辐射的论文中，德布罗意运用热力学、分子运动论、光量子假设导出了维思辐射定量。在此，他已经认识到光是微粒，把它们称为“光原子”。

1923年，在爱因斯坦光量子理论的影响下，德布罗意认识到，应该推广理论，把这种波粒二象的思想扩展到一切物质粒子，电子更应该是这样。

1923年9月至10月，德布罗意连续发表了三篇论文，明确提出电子也是一种波。他还作出预言，电子束穿过小孔时也会发生衍射现象。1924年，德布罗意完成了博士论文《关于量子理论的研究》，系统地阐述了物质波理论。

德布罗意的论文公开发表之后，法国科学家朗之万建议爱因斯坦发表意见，爱因斯坦看了之后，赞叹说“揭开了巨大帷幕的一角”。

《关于量子理论的研究》认为：

“整个世纪以来，在光学上重视了波动研究方程，而过于忽视了粒子的研究方法，在物质粒子的理论上，同样也是忽略了波的研究。”

二象性是光作为实物粒子的本性，所以爱因斯坦的公式E=hv，适用于光及电子等一切粒子。电子的波长也可以求出。德布罗意提出了波长公式，被称为德布罗意关系式。

正是德布罗意第一次完善了玻尔理论并且促使薛定谔方程的诞生。

人们开始用实验检验德布罗意的理论。1927年，在美国贝尔实验室，戴维逊、革末和英国的汤姆逊(发现电子的汤姆逊之子)对晶体的电子衍射完成了实验，证实了德布罗意的理论。

德布罗意因为博士论文而直接获得了诺贝尔奖，成为世界上第一位获此奖的物理学家。1929年，德布罗意获奖。1937年，三名证实理论的实验者也获得了诺贝尔奖金。

德布罗意在1924年提出一个假说，指出波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包括电子和质子、中子，都具有波粒二象性。

他把光子的动量与波长的关系式p=h/λ推广到一切微观粒子上，指出：具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性，这种波的波长等于普朗克恒量h跟粒子动量mv的比，即λ= h/（mv），这个关系式后来就叫做德布罗意公式。

通过两个独立的电子衍射实验，德布罗意的方程被证实可用来描述电子的量子行为。在阿伯丁大学，乔治·汤姆孙将电子束照射穿过薄金属片，并且观察到预测的干涉样式。在贝尔实验室，克林顿·戴维森和雷斯特·革末做实验将低速电子入射于镍晶体，取得电子衍射图样，结果符合理论预测。

扩展资料：

爱因斯坦在波和粒子上的发现

1905年，爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释，人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。

爱因斯坦将光束描述为一群离散的量子，现称为光子，而不是连续性波动。从普朗克黑体辐射定律，爱因斯坦推论，组成光束的每一个光子所拥有的能量等于频率乘以一个常数，即普朗克常数，他提出了“爱因斯坦光电效应方程”，其中， Wo是逃逸电子的最大动能， 是逸出功。

1916年，美国物理学者罗伯特·密立根做实验证实了爱因斯坦关于光电效应的理论。从麦克斯韦方程组，无法推导出普朗克与爱因斯坦分别提出的这两个非经典论述。物理学者被迫承认，除了波动性质以外，光也具有粒子性质。

参考资料来源：百度百科-波粒二象性

德布罗意论文发表

德布罗意。德布罗意的博士论文共分七章。第一章详细阐述了他在以前发表的几篇论文中已经提出的量子领域中所有实物粒子都具有波动性的假设，这个猜想是他最先提出的。路易·维克多·德布罗意（LouisVictor·DucdeBroglie，1892年8月15日-1987年3月19日），男，出生于法国迪耶普，法国理论物理学家，物质波理论的创立者，量子力学的奠基人之一。

得布罗意几几年发表论文

我觉得20世纪的物理学，最体现人类智慧之光的实验是电子衍射实验。其不但体现在实验上，更体现了理论学家的惊人的洞察力和应变力。

大约在1923年，得布罗意最先大胆得意识到粒子也是一种波，并在博士期间发表了三篇短文关于物质波的猜想。之后在博士论文中全面阐述了物质波理论及其应用（网络上，甚至某些课上流传的得布罗意的论文只有一页纸，那是胡说八道。他的博士论文有下载的，有100多页呢）。可惜在论文中没有涉及任何的验证实验，纯粹是逻辑推理。

在当时论文答辩会上，针对物质波思想，佩兰问德布罗意：有没有办法验证这一观点？他立刻回答：“通过电子在晶体上的衍射实验，应当有可能观察到这种假定的波动 的效应。” 我是在量子力学课上听老师讲到这一节，当时就觉得简直太牛逼了。那个时候有一些X射线衍射实验，但是把电子作为一种波，然后估算波长，用晶格作为干涉体。在答辩时能把这些联系起来，简直是神了。

3年后的1927年，美国物理学家戴维孙和英国物理学家G.P.汤姆孙分别发现了晶体的电子衍射，完全证实了电子的波性。

戴维孙-革末的实验装置本身就极其精巧。整套装置仅长5英寸、高2英寸，密封在玻 璃泡里，并达到了那个时代的高真空度达10^-8 torr。一个电子枪连续地射出一束电子，电子经过54V的平行板的加速，给予了它们动能以直角角度，入射在一个镍晶体（垂直于晶体的表面）。在与镍晶体碰撞后，电子会朝各个方向散射出去。散射电子用一双层的法拉第桶收集，送到电流计测量。收集器内外两层之间用石英绝缘，加有反向电压过滤，以阻止经过非弹性碰撞的电子进入收集器；收集器可沿轨道转动，使散射角在 20°～90°的范围内改变。 这样就可以测量出来电子的散射强度与散射角度的数据关系。在散射角度为50度的方向，戴维森与革末发现散射强度特别显著。通过布拉格方程，可以得到电子的波长并转化成电子的能量。考虑了晶体的折射率后，和得布罗意公式符合得很好。

在量子力学建立的过程中，每一个进步都是极其令人激动的！那些大胆的物理学家们在人类知识的边缘直接迈出了一大步，指向了未来的发展方向。

最初的灵感纯粹是蒙的。因为爱因斯坦光电效应之前人们已经认定光是一种波了，光电效应发现了光的粒子性。德布罗意就想，人们在光的本质上一直忽略了它的粒子性，在其它粒子上是不是犯了相反的错误？于是他假定任何粒子同时也具有波动性，提出了公式，并用实验验证了。最初的灵感就是这么简单。

戴维·玻姆并未出生于科学世家，他的父亲原籍奥匈帝国，犹太血统，是一位成功的家具企业家。后迁居美国宾夕法尼亚州北部的一个矿山小城卫尓斯·巴尓镇。戴维就出生在那个小镇。少年时代戴维就对科学感兴趣，八岁时就开始阅读科学小说。一本天文学的书对其智力形成产生了巨大影响。事隔数十年，玻姆教授仍清楚记得他当时被浩瀚秩而序井然的宇宙深深迷住的情景。自那以后，戴维便与科学结下了不解之缘。大量时光都花费在阅读与思考上面。他常常迷恋于探询事务的活动机理，有时甚至设计出一些机械装置。例如，一只“不滴水的壶”就是他的得意之作。戴维的父亲开始为自己的儿子如此的迷恋科学而担忧，总觉得一个人怎能以“科学”谋生。戴维却不愿秉承父旨，操持家业。为了迎接未来生活的挑战，他设想以发明为生，为把“不滴水的壶”推向市场而奔走调查过。在接受物理学启蒙教育的高中阶段，他的抽象思维能力得到了很大的提高，甚至思考过这样的问题：物理学理论是怎样使人们构造起对实在的一种理解的？他在故乡的宾州大学第一次有一定深度地系统学习量子力学和相对论时，立即就着了迷。对于戴维来说，走科学的道路已经成为了他不可逆转的选择，他决心把自己塑造成一名理论物理学家，以物理学的认识形式去探索实在的奥秘。1939年，玻姆在宾州大学获得科学学士学位，随即来到加利福尼亚州大学的伯克利分校，成了罗伯特·奥本海默的博士生。当时，奥本海默领导着美国研制原子弹曼哈顿工程。玻姆参加了加利福尼亚大学辐射实验室有关曼哈顿工程的研究工作。他最早从事的课题是弗化钠在电弧中的电离化研究，这是曼哈顿工程中分离U238课题的子课题。1943年玻姆完成了关于中子－原子散射的理论研究，获得博士学位。这之后，他继续留在辐射实验室从事等离子体、回旋加速器与同步回旋加速器的理论研究工作。他在该实验室的大量日常工作是解决各种技术性问题。但他特别注重分析等离子体现象的物理机制。他发现，等离子体单个粒子是高度相关的。他率先认识到，等离子体理论为改进对金属电子理论的理解提供了许多实际可能性。因为他深信，用均匀分布的正电荷取代正离子就可以把金属描绘成一个高密度的等离子体。玻姆认为：在等离子体中库伦相互作用极大程度地组织化了（表现为电屏蔽效应与电磁振荡效应），因此，努力设计一种金属的等离子体理论，作为对于单电子金属理论的重大补充，是有价值的。1947年，奥本海默举荐玻姆到新泽西州的普林斯顿大学任助理教授，担任量子力学课程的教学，同时还给研究生开设等离子体物理学与高等量子力学讲座，并指导他们撰写学位论文。他与研究生潘尼斯合作，对于电子相互作用的等离子体描述所做的系统研究[1]，就是在玻姆前期研究思想指导下进行的。他们首次用集体坐标描述电子相互作用的长程行为，用粒子坐标描述电子短程行为。在无规相位近似中，集体模式完全消除了对于个别电子的耦合，剩下短程相互作用的电子系统，则可以用微绕理论处理。他们引入的无规相位近似可视为一种时间相关的平均场理论，后来被广泛应用于从原子的壳层电子到夸克物质的各种多体问题之中。在普林斯顿大学，玻姆还指导了格罗斯、外斯坦和福德等其他学生在量子等离子体物理领域作其他开拓性研究[2]。格罗斯写道：“……戴维其人过去是，现在仍然是全神贯注于对于事物本性的平静和深情地探索之中。他与世无争，毫无狡诈。玻姆给我的第一印象是：他来普林斯顿不久所做的一次等离子体物理学的学术报告。当时我正在寻找论文导师。戴维·玻姆以其独特的气派为学生选题提供了广袤的范围。显然，必须探索的问题域是巨大的。概念问题与实际问题的交织非常诱人和令人兴奋。一般的论文是按进行中的纲要作简单的下一步。有机会做一篇内容比这多得多的论文是多么幸运啊！我努力作笔记，非常细心的写成讲稿。我把它交给了戴维。于是，他选定了我作为他的学生。我们在一起度过大量的时光。我们有时在黑板上演算，但主要是交谈，戴维无需纸笔也可以探讨理论物理。数学得心应手，有意义的结果水到渠成。”玻姆早期对量子力学的理解受到玻尔互补思想的深刻影响。早在攻读博士学位期间，他就经常跟另一位悉心研究量子力学的博士生约瑟夫·温伯格讨论量子理论的哲学蕴涵。当时，玻姆自信是玻尔观点的支持者。他听从一位朋友的劝告，尚未去普林斯顿大学就着手撰写他的《量子理论》一书，试图从玻尔的观点来阐明量子力学抽象数学的内在物理意义，以达到通晓量子力学的目的。这著作于1950年完成。次年由纽约Prentice-Hall公司第一次出版，至今仍在继续重印发行。一般认为这是当时最好的量子力学教程之一。它的主要优点是：对于量子力学数学程式背后的主要物理思想给出了清晰的阐述，并且相当详细地讨论了通常被别的教程所忽视的困难问题（例如量子理论的经典极限问题、测量问题以及EPR悖论等等）。这些问题至今仍是许多基础性研究论文的主题。特别是，玻姆当时就看到了量子力学的非局域性。他用自旋系统重新表述的EPR实验，不仅有利于澄清EPR悖论的实质性争端，而且启示人们用电子偶素衰变或光子联级辐射来设计实际实验。这些现已实施的实验，使这场物理的形上学辩论转化为技术性很强的硬物理学。正值玻姆撰写《量子理论》期间，发生了玻姆生平中最不愉快的一系列事件。众所周知，战后冷战初期，美国有一段麦卡锡主义时期。这就是，美国国会参议员约瑟夫·麦卡锡领导的非美活动委员会跟美联邦调查局于40年代末与50年代初开展了一场清洗运动。这运动危及到了玻姆。1949年5月25日，玻姆被召到众议院非美活动委员会听证室，要他就二战期间与他一道在伯克利辐射实验室从事曼哈顿工程研究的部分朋友和同事对于美国的忠诚问题做出证明，因为他们被无端地指控为共产党间谍或其同情者。玻姆出于对自由的热情信奉，他拒绝作证。经过法律咨询，他决定乞求于美国宪法中关于公民权利的第五修正案，该修正案（1791年批准生效）明确规定：“不能要求案情人物对自己的犯罪作证”。一年以后，他的申辩被驳回，美国联邦调查局以蔑视国会罪对玻姆提出公诉。庆幸的是，在等待法院判决期间，最高法院规定“如果本人没有犯罪，且证词是自陷法网，则不应强迫其作证”。据此撤消了对玻姆的起诉。此间，普林斯顿大学劝玻姆不要在校园内露面，这促使他以比预料早得多地完成了《量子理论》的撰写。可是，玻姆刚完成此书，便觉得自己并没有真正理解量子力学。他尤其不满意的是，书中并没有为独立的实在（例如，原子跃迁的实际过程）这样一个合适的观念留下地盘。于是他着手考察量子现象的另一种观点，那就是：如果一个波从某个源扩展开来，那么，另一个波必定汇聚于它被观察到的那个地方；这样，一个波以某种方式产生着另一个波…，新的波会扩展到电子将被观察到的那个地方。当时，玻姆将他的书分寄给了爱因斯坦、玻尔和泡利。玻尔没有答复。泡利热情地称他写得好。爱因斯坦邀请玻姆到他寓所作深入的讨论。他们的讨论集中于批评量子力学不允许对于世界结构作任何理解。通过多次深入讨论，极大地强化玻姆这样一种信念：就物理学应该对实在做出客观而完备的描述而言，在量子理论中缺少了某种基本的东西。在爱因斯坦的直接激励下，玻姆对于是否可以找到量子理论的决定论扩展，变得极感兴趣了。这时，玻姆在普林斯顿大学的合同期满，奥本海默劝他不要在美国找工作，以免麦卡锡主义充分得势后再遇不测。1951年秋，经巴西朋友介绍，玻姆在巴西的圣·保罗大学获得教授席位。在那里从事量子理论基础与物理学中的哲学问题研究。果然不出奥本海默所料，玻姆在巴西期间，美国官方取消了他的护照，致使玻姆开始了流亡国外的学术生涯。玻姆对于现行量力理论的反思，使他确信：我们实际上还没有达到量子理论的底层。他一方面接受了爱因斯坦关于量子力学对物理实在的描述不完备的观点，把探索对物理实在更精细的描述定为研究目标；另一方面采取了玻尔关于量子现象的整体性观点，强调微观粒子对于宏观环境的全域相关性，以协调量子力学正统理论的矛盾。这种兼收并蓄的作法使他得以避开冯·诺依曼关于隐变量不可能性的论证的制约，只按哈密顿—雅可比理论的要求，将薛定谔方程变形并赋以新义，便顺利发现了他关于量子力学的本体论因果解释。值得提及的是，这一发现是玻姆利用前往圣保罗大学任教前的一段间歇时间进行他所谓的“物理概念实验”的产物。玻姆关于量子力学隐变量因果解释倡议的两篇论文发表在1952年《物理评论》上1。第一篇是针对单粒子系统的；第二篇则把因果解释推广到多粒子系统以及电磁场系统中。后者是为了回答泡利等人的非议而写的。当玻姆将他的第一篇论文预印稿向德·布罗意通告时才得知：他的倡议实质上是1927年索尔维物理学研讨会上德·布罗意曾提出过的导波理论。由于未能答复泡利的非议，又得不到对量子理论持反主流观点的爱因斯坦的支持，德·布罗意当时不得不放弃了它。现在玻姆受到了泡利的指责，说是“新瓶装老酒”，是早已被驳倒了的饿东西。玻姆的第二篇论文不仅正面抵挡住了正统观点的种种非难，而且，还把德·布罗意带回到了他原来的立场上。1953年至1956年，玻姆发表了一系列论文2，使得他的因果解释变的技术细节上无懈可击了。它不仅能导出正统观点所能说明的一切统计实验信息，而且，更重要的是，它免除了正统解释中跟量子力学迭加原理以及测量问题相关联的一切概念困扰。玻姆的量子力学因果解释的核心思想涉及两类变量：一类是粒子变量，它是有连续径迹的；二是波函数，它遵从决定论的演化方程（即薛定谔方程），不仅具有常规的几率幅含义而且决定着作用于粒子上的量子势。量子势是一切量子效应的唯一源由。当量子势远小于经典势时，量子粒子便退化为经典粒子。这样，玻姆首次为人们提供了一个自治的跟经典本体论相连贯的量子力学本体论思想。当时玻姆把量子力学描述完备的粒子变量视为量子力学的隐变量，而波函数视为量子力学的显参量。其实，粒子变量是直接显示于测量之中的，而波函数则隐含于量子测量之中。所以，这种因历史原因的用词不当被贝尔指出后，玻姆便放弃了“隐变量”一词，而把他的解释称为本体论解释或量子势因果解释。在他发表量子力学隐变量因果解释论文前后，玻姆一直力图说服爱因斯坦相信他的解释。1953年2月4日玻姆在给爱因斯坦的信中写道：“感谢您给我寄来将在玻恩纪念文集中发表的论文（这就是著名论文<上帝是不掷子的>”，文中提到玻姆更加机智地发展了德·布罗意的原始思想；然而，他们的解决方案是‘廉价的’）。您也许猜到了，我并不完全同意您关于德·布罗意和我所倡议的因果解释以及关于玻恩的通常解释所说的话。因为，如我在信中将要说明的，我并不认为玻恩理论实现了这样的条件，即作为一种极限情形，它包含了宏观系统的行为。”1953年2月17日爱因斯坦致玻姆复信写道：“十分感谢您对我的小文章的迅速反应。当然，我本不期望您同意我的观点，因为几乎没有人会愿意放弃一项他已经付诸巨大劳动的事业” 。对此，玻姆于1953年2月复信写道：“无须说，我仍然不同意您的意见，我认为这并非出于不愿意放弃一项投入巨大劳动的事业。事实上，您也许记得，在写完一本论量子理论的寻常解释的书之后，当提供了使我信服的论据之时，我就放弃了这种解释。可是，我现在认为，您的这些论点并不像以前的、有助于我考察量子理论因果解释可能性的那些论据令人信服。”经过一番辩论，爱因斯坦与玻姆的交锋大为缓和。1954年10月28日爱因斯坦答复同月18日玻姆的另一封信中写道：“……从来信中得知您身体很好，并且得知我们的努力（指让玻姆的评论文章与爱因斯坦的前述论文在玻恩纪念文集一道发表）似乎是成功的，感到非常高兴。跟您一样，最近几年我的大部分努力花在完备的量子理论上。但是，在我看来，我们离问题的完满解决还相当遥远。”1955年秋，玻姆离开巴西，前往以色列任哈法大学技术学院教授。这是玻姆生涯中最艰难的岁月，虽然，在他流亡期间，能得到挚友与学生们给予的精神支持与安慰。但是在量子理论领域中，逻辑经验主义的哲学思潮已经先入为主地占据了统治地位，一般物理学家已经对于物理学理论基础的研究不再感兴趣了。因此，他的关于量子理论的新见解受到大多数理论物理学家的冷遇。当时他深感缺乏与同行们磋商的机会。就在玻姆处于最艰辛的时刻，幸运地遇到了莎娜·沃尔夫逊小姐，她写道：“我第一次遇见戴维时，他义无反顾地去真诚地看待每一件事情的巨大勇气，深深打动了我。他随时准备正视现实，不论结局如何”。玻姆与莎娜与1957年在以色列结婚。在其学术研究处于近乎孤立的境况中，玻姆从未停止他对于科学真理的追求。他的著作《现代物理学中因果性与机遇》1，就是他在巴西与以色列期间撰写的。这本书已有法、俄、德、日、中等多种文字的译本，其原版在继续印刷了25年之后，1984年又以新版发行。玻姆在这本书中倡导并雄辩地阐述了一条崭新的自然哲学观点，即决定论与统计的机遇律是自然定律的单一结构的两个侧面，这个定律结构要比这两者更深入，更具综合性。为了支持这一观点，他建议把量子因果解释中得到的径迹视为亚量子力学层级上一种更深过程的某种平均效果。在这亚量子力学层级上存在一种遵从新型因果律和新型统计涨落的结构实体。玻姆反对一切形式的机械论，提出了自然的无穷性观念。他在强调宇宙中事物的无限多样性和无限多质性的同时，又强调宇宙事物的整体性。他认为：“基本实在就是存在于变化过程中的事物的总体。……这个总体是囊括一切的。因此，它的存在、它的意义以及它的任何特征都不依赖于它自身之外的任何别的东西。就这种意义而言，变化过程中的事物的无穷整体是绝对的。……变化过程中事物的总体只能借助于抽象序列来表征，而每一个抽象只能在有限范围内、有限条件下及适当的时间间隔内才可能近似有效。这些抽象之间有着许多可以合理地被理解的关系。因此，它们代表着处于相互倒易关系之中的种种事物；每一个用某一具体抽象所表述的理论，有助于界定用别的抽象表述的不同理论的有效域。”1957年，玻姆离开以色列来到英国，从1957年到1961年任布里斯托尔大学威尔逊物理实验室的研究员。在那里，他接纳了一位有才华的研究生阿哈罗诺夫，他们卓有成效地工作，研究过许多重要问题。其中对物理学主流研究影响最深远的是关于对电磁势在量子电动力学中的地位的系统研究2，他们首次证明了即使在没有电场与磁场的区域内，电磁势对于电荷仍有效应。物理学共同体称之为AB效应。1961年秋，玻姆获得了跟他的声望相称的学术职位，成了伦敦大学伯克贝克学院理论物理教授。虽然，在这之前，美国政府已经撤消了对他的一切指控，并最终允许他返回美国本土。但是玻姆教授选择了伯克贝克学院作为他继续从事量子理论、相对论与当代哲学问题研究的归宿地。60年代初，杰克逊和潘尼斯组织编辑了一套《物理教学笔记与增补丛书》。这套丛书具有处理问题清晰、坚实、新颖等特点，是大学物理专业高年级学生喜爱的读物。玻姆为这套丛书撰写的《狭义相对论》于1965年出版1。跟他的《量子理论》一样，玻姆的著作以注重物理概念的清晰和强调物理观念和物理理论的整体性，而有别于同类主题的许多其他专著。1983年秋，玻姆教授从伯克贝克学院物理系退休，成为伦敦大学退休名誉教授。退休后，他仍然关心并指导伯克贝克学院物理系由他开创的关于量子理论与相对论的基础研究。此间，玻姆的学术观点和科学思想在各学术界获得愈来愈多的认可、理解与支持。在玻姆70岁寿辰时，由海利与皮特主编的纪念文集《量子蕴涵》1问世。撰稿人跨越物理学、哲学、生物学、艺术、心理学等众多领域，包括一些当代最卓越的科学家。它是一部研究玻姆思想及其影响的重要文集。从60年代后期开始，玻姆从量子势及量子整体性的本性出发，认为有必要从根本上重建我们的实在观。他领悟到实现这一目标必须对于物理学惯用的、以事物可分性假设为基础的思维模式和语言表述给予根本的改造。他想要抛弃传统的连续时空中的粒子与场的观念，而以结构过程观念取代之。他称基础层次上的结构过程为完整运动（holomovement），而物理学所讨论的东西（包括时间、空间、粒子与场等等）则是这种完整运动的亚稳与半自洽的种种表现。从完整运动概念到玻姆的隐缠序观念，只需跨越很小的一步。这里值得提到三个动因。首先，追溯到玻姆与印度哲学家克里什纳默蒂在60年代的交往。这位东方哲学家的著作《第一与最后的自由》提到观察者与被观察者不可分的观点，正好是量子理论的论题，引起玻姆的强烈共鸣。不过，克里什纳默蒂指的是精神的整体。玻姆由此领悟到量子理论中的情况与精神中的有着很大的相似性。他从东方哲学家那里获得了逾越物理学去探索人类意识的真谛的巨大力量。于是，一位西方物理学家和一位东方哲学家很快成为了探索实在（包括物质与精神）的整体序的学术挚友。其次，要提到的是唤起玻姆灵感的一个实验。这是BBC电视台播放的由英国皇家研究所安排的墨水—甘油实验：在一个特制的广口瓶内装有一个由其顶部的手柄操纵的可旋转的圆柱体。在玻璃瓶与圆柱体之间的狭窄空间内盛满甘油，再从瓶的上方滴入一滴墨水。当玻姆注视着手柄旋转操作时，他猛然发现黑色墨水已“卷入”到浅色的粘滞甘油之中，散开得几乎化为乌有了。接着手柄反转，好像变戏法一样，原先的墨水滴又重新出现了，它是从甘油中“拓展”出来的。玻姆看到时，竟惊呼起来“好啦，这就是我所需要的！”此后，墨水滴—甘油实验就成了他解释他的隐缠（卷入）与显析（拓展）序理论的一种形象化比喻。再次，对于卷入—拓展观念最有意义的促进因素，也许来自量子力学的格林函数方法。因为这方法以准确的数学形式表达了前后时刻的波函数信息的卷入—拓展关系。由于格林函数方法可以代数化，所以，玻姆认为，描述隐缠序所需要的基本数学将涉及矩阵代数。玻姆的上述思想先以两篇论文形式发表，后收集在玻姆的第4部著作《整体性与隐缠序》之中2。这部力作是他在60年代和70年代里，探索整体的（普遍）实在与特殊的意识的本性的产物，代表他的自然哲学思想的新发展。玻姆雄辩的证明：科学本身要求一种新的、不分割的世界观。因为，“把世界分割为独立存在着的部分的现行研究方法在现代物理学中是很不奏效的。……业已证明：在相对论和量子理论中隐含的宇宙整体性观念，对于理解实在的普遍本性会提供一种序化程度极高的思维方法。在伯克贝克学院物理系，玻姆的研究工作得到了他的同事海利博士的充分理解与支持。自70年代开始，海利成了玻姆的亲密朋友与合作伙伴。他们在量子理论与相对论基础研究中有效地合作，发表了一系列论文3。此间，玻姆在海利的协助下，指导他们的研究生作了两方面的工作。一是将早期的量子势模型应用与双高斯缝、一维势垒（势井）散射以及自旋测量等具体情形中，通过计算机仿真数值计算，给出了这些情形中量子势与粒子径迹的空间分布。这工作是由皮里普的斯与丢德倪具体实现的1。他们工作的重要意义在于：拨开笼罩物理学大半个世纪的“波粒二象性”迷雾，使人们能直观地把握量子实在的本质特征。第二个方面的重要工作是他们对于量子力学本体解释的重新表述。在新的表述中，量子势的形式特征得到了强调，致使量子势因果解释能较好地推广到相对论领域和量子场论的情形之中2。后一工作是卡罗叶若的博士论文主题。玻姆—海利关于量子力学的本体解释，是跟玻姆的隐缠序观念相适应的。在他们看来，在非相对论量子力学因果解释中，作为显析序的粒子变量受到作为一级隐缠序的信息场（即量子势）的调控；而在相对论量子场论的因果解释中作为一级隐缠序的场变量则受到作为二级隐缠序的泛涵信息场（即超量子势）的调控。在玻姆看来，隐缠序是不可穷尽的。这里，我谈谈玻姆教授对我的影响与教诲。我在青年时代就酷爱理论物理学，对于现代物理学中的哲学问题颇感兴趣。玻姆的The Causality and Chance in Modern Physics一书深深地迷住了我。我很快把它译成中文，译文经秦克诚修改后，于1965年由商务印书馆出版。我有幸于1980年初到伦敦大学从师玻姆教授。他给我的第一印象是谦和慈祥、思维敏捷。我在自我介绍中，对未事先得到同意就翻译他的著作一事深表歉意。他宽宏大度，而且，高兴地告诉我，他的书已有德、俄、法、日四种译本。我当即把中译本赠给他。他非常高兴，随手就从书架上取出Wholeness and the Implicate Order题名赠我。根据我的情况，他建议我去帝国学院物理所听Isham的《代数拓扑》，去国王学院听Taylor的《量子引力》，这使我能更深入地理解玻姆的物理学思想。我发现：玻姆教授重视学术对话与交流，但不求闻达于社会；他作风严谨，生活简朴，爱好古典音乐。几片面包和一杯牛奶就是他的工作午餐。他基本上是步行上、下班，夫人在离校几里以外的停车场接送他。第二年二月的一天，我在图书馆偶然读到A. Hooker的一篇论文《形上学与现代物理学》，很受鼓舞，于是产生了就物理学与物理实在的主题写一本书的念头。回到系里，顿时察觉到，一个完全的物理学理论应是一个四维体系，即理论基本概念的操作定义、理论的数学结构、理论的本体解释和理论的历史延拓。当时我很兴奋。未经预约就跑到隔壁玻姆教授的办公室同他谈了自己的打算。他对于我关于物理学作形上学的探究很感兴趣并表示支持，转身在黑板上写上metaphysics一个大字。他说：“形上学是处理事物第一原理的哲学分支。人们并不知道实在的终极本性，所以许多现代哲学家和科学家都反对搞形上学。殊不知，形上学是任何人都回避不了的。问题是对形上学应采取一种正确的、开放的态度，应该不时地对旧有的形上学观念进行反思与修正，让更好的形上学观念取而代之”。他又在黑板上并排写上ontology, epistemology和 methodology三个大字，分别用线跟metaphysics相连，向我详细阐明了它们之间的关系。玻姆的这番教诲对我尔后的工作有着潜在的影响。四个月后，我的手稿The Structure of Physical theories and their Unfoldment写成了。玻姆逐章逐节审阅，连文稿中丢掉的冠词他都一一填上了。我为他的这种极端认真负责的精神深受感动。就是在审稿期间，他的心脏病发作了。7月间就住院作了心脏血管搭桥手术。术后一周，我前往医院探望他时，玻姆夫人告诉我，玻姆教授已坚持自理与独立行走了。当他得知我要在12月份回国时，出院后立即继续审阅我的手稿。最后，在11月底，玻姆与海利一起，花了整整一个下午的时间为我的书写前言。回国后，玻姆和海利一直跟我保持联系，不时地寄来他们的新作以及重要论文的预印稿。恩师对我的教诲我永不忘怀。普里高津（比利时理论物理学家、诺贝尔获奖者）写道：“……无需枚举他对于现代理论物理的基本贡献；这些是科学共同体所熟知的。然而，戴维·玻姆独到之处在于他深深地卷入到认识论问题之中”。德·斯派格纳（法国理论物理和物理哲学家）写道：“爱因斯坦断言：物理学中最基本的东西不是数学，而是基础概念集。……在我们这一代物理学家中，戴维·玻姆显然是第一个用自己的例子来阐明爱因斯坦这一格言的深刻真理的人。许多人（包括我本人）是通过阅读他的1952年论文从一种‘教条的昏迷*康德语）’中觉醒过来的。但玻姆比任何人都更强烈地告诫我们：不要从一种教条跳进另一种教条里。

1979年9月4日，华裔美籍物理学家丁肇中领导的高能物理实验小组，在西德汉堡的一台高能加速器上找到一种新粒子——胶子。现在，让我们来了解一下，为什么研究粒子都要用加速器！基本粒子是目前人们直接观察到的最小的粒子。基本粒子究竟有多么小？如果有一种放大镜能把乒乓球放大到地球那样大，按同样的放大倍数来看基本粒子，也不过像一只乒乓球那样大。把一万亿个基本粒子排成一列横队，叫这列横队齐步穿过缝衣针的小孔，也还绰绰有余。为了研究这小小的基本粒子，物理学家却动用了直径大到2千米的高能加速器，这是为什么呢？原来，在微观世界中，物质运动的规律同我们平时生活中所见到的完全不同。在宏观世界里，粒子运动的时候，总有一条明确的轨迹；波动则是以弥漫于空间的形式出现的。因此，粒子就是粒子，波就是波，谁也不会把它们混淆起来。20世纪初，当物理学家的研究深入到分子、原子以及更深的层次时，却发现这些微小的粒子，有许多奇怪的行为，不能用以往的经验来解释。法国有一位历史学家叫路易斯?徳布罗意，他受到研究实验物理学的哥哥的影响，改行研究物质结构。1924年，他向巴黎大学理学院递交了一篇博士论文，在论文中他提出了一种新观点，认为任何一个粒子的运动都有一种波和它伴随，并影响到粒子的运动。这种波的波长，和粒子的动量成反比。由于我们肉眼所看到的物体质量太大，用德布罗意的公式来计算波长就非常之短，观察不到这种波的影晌。可是，对于原子和分子世界中的粒子来讲，这种波的行为却很强烈。徳布罗意认为，只要承认这个假定，就可以解释如原子这类粒子的许多反常的行为。开始，大家对他的说法将信将疑，不久实验证实了徳布罗意的观点。这位新博士因此获得了诺贝尔奖。物理学家在探索微观世界时，经常采用的一种方法是把一束已知性质的基本粒子作为炮弹，去轰击所要研究的某种未知的基本粒子，通过观察它们之间的相互作用，来研究靶粒子的性质。在研究基本粒子的时候，为了看清它的结构，作为炮弹的基本粒子的波长，应该越短越好，或者是它们的动量越大越好；否则，由于波动的强烈干扰，很难对靶粒子作出精确的测量。可是，粒子朿的能量越大，它们就越难驯服，就是要它们转个弯也很不简单。解决的办法，只能把加速器的“跑道”弯曲的程度尽量减小，这样加速器的直径也就越来越大了。著名的意大利原子物理学家恩里科?费米，曾风趣地说过：如果人们想要制造一台能量达到宇宙射线那样的加速器，这台加速器的圆周就会大得足以套到地球的赤道上。但是，人们相信，将来利用某种新技术(如超导技术)，可以使加速器的尺寸大为缩小。不过，从目前的情况来看，物理学中研究的对象越小，使用的仪器设备确实是越来越大了。

保罗劳特布尔发表的论文

核磁共振成像 维基百科，自由的百科全书 跳转到： 导航, 搜索 人脑纵切面的核磁共振成像核磁共振成像（Nuclear Magnetic Resonance Imaging，简称NMRI），又称自旋成像（spin imaging），也称磁共振成像、磁振造影（Magnetic Resonance Imaging，简称MRI），是利用核磁共振（nuclear magnetic resonnance，简称NMR）原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。 将这种技术用于人体内部结构的成像，就产生出一种革命性的医学诊断工具。快速变化的梯度磁场的应用，大大加快了核磁共振成像的速度，使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实，极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。 从核磁共振现象发现到MRI技术成熟这几十年期间，有关核磁共振的研究领域曾在三个领域（物理、化学、生理学或医学）内获得了6次诺贝尔奖，足以说明此领域及其衍生技术的重要性。 目录 [隐藏] 1 物理原理 1.1 原理概述 1.2 数学运算 2 系统组成 2.1 NMR实验装置 2.2 MRI系统的组成 2.2.1 磁铁系统 2.2.2 射频系统 2.2.3 计算机图像重建系统 2.3 MRI的基本方法 3 技术应用 3.1 MRI在医学上的应用 3.1.1 原理概述 3.1.2 磁共振成像的优点 3.1.3 MRI的缺点及可能存在的危害 3.2 MRI在化学领域的应用 3.3 磁共振成像的其他进展 4 诺贝尔获奖者的贡献 5 未来展望 6 相关条目 6.1 磁化准备 6.2 取像方法 6.3 医学生理性应用 7 参考文献 [编辑] 物理原理 通过一个磁共振成像扫描人类大脑获得的一个连续切片的动画，由头顶开始，一直到基部。[编辑] 原理概述 核磁共振成像是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。医生考虑到患者对“核”的恐惧心理，故常将这门技术称为磁共振成像。它是利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核（即H+）发生章动产生射频信号，经计算机处理而成像的。 原子核在进动中，吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲，即外加交变磁场的频率等于拉莫频率，原子核就发生共振吸收，去掉射频脉冲之后，原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来，称为共振发射。共振吸收和共振发射的过程叫做“核磁共振”。 核磁共振成像的“核”指的是氢原子核，因为人体的约70%是由水组成的，MRI即依赖水中氢原子。当把物体放置在磁场中，用适当的电磁波照射它，使之共振，然后分析它释放的电磁波，就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。 [编辑] 数学运算 原子核带正电并有自旋运动，其自旋运动必将产生磁矩，称为核磁矩。研究表明，核磁矩μ与原子核的自旋角动量S 成正比，即 式中γ 为比例系数，称为原子核的旋磁比。在外磁场中，原子核自旋角动量的空间取向是量子化的，它在外磁场方向上的投影值可表示为 m为核自旋量子数。依据核磁矩与自旋角动量的关系，核磁矩在外磁场中的取向也是量子化的，它在磁场方向上的投影值为 对于不同的核，m分别取整数或半整数。在外磁场中，具有磁矩的原子核具有相应的能量，其数值可表示为 式中B为磁感应强度。可见，原子核在外磁场中的能量也是量子化的。由于磁矩和磁场的相互作用，自旋能量分裂成一系列分立的能级，相邻的两个能级之差ΔE = γhB。用频率适当的电磁辐射照射原子核，如果电磁辐射光子能量hν恰好为两相邻核能级之差ΔE，则原子核就会吸收这个光子，发生核磁共振的频率条件是： 式中ν为频率，ω为角频率。对于确定的核，旋磁比γ可被精确地测定。可见，通过测定核磁共振时辐射场的频率ν，就能确定磁感应强度；反之，若已知磁感应强度，即可确定核的共振频率。 [编辑] 系统组成 [编辑] NMR实验装置 采用调节频率的方法来达到核磁共振。由线圈向样品发射电磁波，调制振荡器的作用是使射频电磁波的频率在样品共振频率附近连续变化。当频率正好与核磁共振频率吻合时，射频振荡器的输出就会出现一个吸收峰，这可以在示波器上显示出来，同时由频率计即刻读出这时的共振频率值。核磁共振谱仪是专门用于观测核磁共振的仪器，主要由磁铁、探头和谱仪三大部分组成。磁铁的功用是产生一个恒定的磁场；探头置于磁极之间，用于探测核磁共振信号；谱仪是将共振信号放大处理并显示和记录下来。 [编辑] MRI系统的组成 [编辑] 磁铁系统 静磁场：当前临床所用超导磁铁，磁场强度有0.5到4.0T，常见的为1.5T和3.0T，另有匀磁线圈（shim coil）协助达到高均匀度。 梯度场：用来产生并控制磁场中的梯度，以实现NMR信号的空间编码。这个系统有三组线圈，产生x、y、z三个方向的梯度场，线圈组的磁场叠加起来，可得到任意方向的梯度场。 [编辑] 射频系统 射频（RF）发生器：产生短而强的射频场，以脉冲方式加到样品上，使样品中的氢核产生NMR现象。 射频（RF）接收器：接收NMR信号，放大后进入图像处理系统。 [编辑] 计算机图像重建系统 由射频接收器送来的信号经A/D转换器，把模拟信号转换成数学信号，根据与观察层面各体素的对应关系，经计算机处理，得出层面图像数据，再经D/A转换器，加到图像显示器上，按NMR的大小，用不同的灰度等级显示出欲观察层面的图像。 [编辑] MRI的基本方法 选片梯度场Gz 相编码和频率编码 图像重建 [编辑] 技术应用 3D MRI[编辑] MRI在医学上的应用 [编辑] 原理概述 氢核是人体成像的首选核种：人体各种组织含有大量的水和碳氢化合物，所以氢核的核磁共振灵活度高、信号强，这是人们首选氢核作为人体成像元素的原因。NMR信号强度与样品中氢核密度有关，人体中各种组织间含水比例不同，即含氢核数的多少不同，则NMR信号强度有差异，利用这种差异作为特征量，把各种组织分开，这就是氢核密度的核磁共振图像。人体不同组织之间、正常组织与该组织中的病变组织之间氢核密度、弛豫时间T1、T2三个参数的差异，是MRI用于临床诊断最主要的物理基础。 当施加一射频脉冲信号时，氢核能态发生变化，射频过后，氢核返回初始能态，共振产生的电磁波便发射出来。原子核振动的微小差别可以被精确地检测到，经过进一步的计算机处理，即可能获得反应组织化学结构组成的三维图像，从中我们可以获得包括组织中水分差异以及水分子运动的信息。这样，病理变化就能被记录下来。 人体2/3的重量为水分，如此高的比例正是磁共振成像技术能被广泛应用于医学诊断的基础。人体内器官和组织中的水分并不相同，很多疾病的病理过程会导致水分形态的变化，即可由磁共振图像反应出来。 MRI所获得的图像非常清晰精细，大大提高了医生的诊断效率，避免了剖胸或剖腹探查诊断的手术。由于MRI不使用对人体有害的X射线和易引起过敏反应的造影剂，因此对人体没有损害。MRI可对人体各部位多角度、多平面成像，其分辨力高，能更客观更具体地显示人体内的解剖组织及相邻关系，对病灶能更好地进行定位定性。对全身各系统疾病的诊断，尤其是早期肿瘤的诊断有很大的价值。 [编辑] 磁共振成像的优点 与1901年获得诺贝尔物理学奖的普通X射线或1979年获得诺贝尔医学奖的计算机层析成像（computerized tomography, CT）相比，磁共振成像的最大优点是它是目前少有的对人体没有任何伤害的安全、快速、准确的临床诊断方法。如今全球每年至少有6000万病例利用核磁共振成像技术进行检查。具体说来有以下几点： 对人体没有游离辐射损伤； 各种参数都可以用来成像，多个成像参数能提供丰富的诊断信息，这使得医疗诊断和对人体内代谢和功能的研究方便、有效。例如肝炎和肝硬化的T1值变大，而肝癌的T1值更大，作T1加权图像，可区别肝部良性肿瘤与恶性肿瘤； 通过调节磁场可自由选择所需剖面。能得到其它成像技术所不能接近或难以接近部位的图像。对于椎间盘和脊髓，可作矢状面、冠状面、横断面成像，可以看到神经根、脊髓和神经节等。能获得脑和脊髓的立体图像，不像CT（只能获取与人体长轴垂直的剖面图）那样一层一层地扫描而有可能漏掉病变部位； 能诊断心脏病变，CT因扫描速度慢而难以胜任； 对软组织有极好的分辨力。对膀胱、直肠、子宫、阴道、骨、关节、肌肉等部位的检查优于CT； 原则上所有自旋不为零的核元素都可以用以成像，例如氢（1H）、碳（13C）、氮（14N和15N）、磷（31P）等。 人类腹部冠状切面磁共振影像[编辑] MRI的缺点及可能存在的危害 虽然MRI对患者没有致命性的损伤，但还是给患者带来了一些不适感。在MRI诊断前应当采取必要的措施，把这种负面影响降到最低限度。其缺点主要有： 和CT一样，MRI也是解剖性影像诊断，很多病变单凭核磁共振检查仍难以确诊，不像内窥镜可同时获得影像和病理两方面的诊断； 对肺部的检查不优于X射线或CT检查，对肝脏、胰腺、肾上腺、前列腺的检查不比CT优越，但费用要高昂得多； 对胃肠道的病变不如内窥镜检查； 扫描时间长，空间分辨力不够理想； 由于强磁场的原因，MRI对诸如体内有磁金属或起搏器的特殊病人却不能适用。 MRI系统可能对人体造成伤害的因素主要包括以下方面： 强静磁场：在有铁磁性物质存在的情况下，不论是埋植在患者体内还是在磁场范围内，都可能是危险因素； 随时间变化的梯度场：可在受试者体内诱导产生电场而兴奋神经或肌肉。外周神经兴奋是梯度场安全的上限指标。在足够强度下，可以产生外周神经兴奋（如刺痛或叩击感），甚至引起心脏兴奋或心室振颤； 射频场（RF）的致热效应：在MRI聚焦或测量过程中所用到的大角度射频场发射，其电磁能量在患者组织内转化成热能，使组织温度升高。RF的致热效应需要进一步探讨，临床扫瞄仪对于射频能量有所谓“特定吸收率”（specific absorption rate, SAR）的限制； 噪声：MRI运行过程中产生的各种噪声，可能使某些患者的听力受到损伤； 造影剂的毒副作用：目前使用的造影剂主要为含钆的化合物，副作用发生率在2%-4%。 [编辑] MRI在化学领域的应用 MRI在化学领域的应用没有医学领域那么广泛，主要是因为技术上的难题及成像材料上的困难，目前主要应用于以下几个方面： 在高分子化学领域，如碳纤维增强环氧树脂的研究、固态反应的空间有向性研究、聚合物中溶剂扩散的研究、聚合物硫化及弹性体的均匀性研究等； 在金属陶瓷中，通过对多孔结构的研究来检测陶瓷制品中存在的砂眼； 在火箭燃料中，用于探测固体燃料中的缺陷以及填充物、增塑剂和推进剂的分布情况； 在石油化学方面，主要侧重于研究流体在岩石中的分布状态和流通性以及对油藏描述与强化采油机理的研究。 [编辑] 磁共振成像的其他进展 核磁共振分析技术是通过核磁共振谱线特征参数（如谱线宽度、谱线轮廓形状、谱线面积、谱线位置等）的测定来分析物质的分子结构与性质。它可以不破坏被测样品的内部结构，是一种完全无损的检测方法。同时，它具有非常高的分辨本领和精确度，而且可以用于测量的核也比较多，所有这些都优于其它测量方法。因此，核磁共振技术在物理、化学、医疗、石油化工、考古等方面获得了广泛的应用。 磁共振显微术（MR microscopy, MRM/μMRI）是MRI技术中稍微晚一些发展起来的技术，MRM最高空间分辨率是4μm，已经可以接近一般光学显微镜像的水平。MRM已经非常普遍地用作疾病和药物的动物模型研究。 活体磁共振能谱（in vivo MR spectroscopy, MRS）能够测定动物或人体某一指定部位的NMR谱，从而直接辨认和分析其中的化学成分。 [编辑] 诺贝尔获奖者的贡献 2003年10月6日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，2003年诺贝尔生理学或医学奖授予美国化学家保罗·劳特布尔（Paul C. Lauterbur）和英国物理学家彼得·曼斯菲尔德（Peter Mansfield），以表彰他们在医学诊断和研究领域内所使用的核磁共振成像技术领域的突破性成就。 劳特布尔的贡献是，在主磁场内附加一个不均匀的磁场，把梯度引入磁场中，从而创造了一种可视的用其他技术手段却看不到的物质内部结构的二维结构图像。他描述了怎样把梯度磁体添加到主磁体中，然后能看到沉浸在重水中的装有普通水的试管的交叉截面。除此之外没有其他图像技术可以在普通水和重水之间区分图像。通过引进梯度磁场，可以逐点改变核磁共振电磁波频率，通过对发射出的电磁波的分析，可以确定其信号来源。 曼斯菲尔德进一步发展了有关在稳定磁场中使用附加的梯度磁场理论，推动了其实际应用。他发现磁共振信号的数学分析方法，为该方法从理论走向应用奠定了基础。这使得10年后磁共振成像成为临床诊断的一种现实可行的方法。他利用磁场中的梯度更为精确地显示共振中的差异。他证明，如何有效而迅速地分析探测到的信号，并且把它们转化成图像。曼斯菲尔德还提出了极快速的梯度变化可以获得瞬间即逝的图像，即平面回波扫描成像（echo-planar imaging, EPI）技术，成为20世纪90年代开始蓬勃兴起的功能磁共振成像（functional MRI, fMRI）研究的主要手段。 雷蒙德·达马蒂安的“用于癌组织检测的设备和方法”值得一提的是，2003年诺贝尔物理学奖获得者们在超导体和超流体理论上做出的开创性贡献，为获得2003年度诺贝尔生理学或医学奖的两位科学家开发核磁共振扫描仪提供了理论基础，为核磁共振成像技术铺平了道路。由于他们的理论工作，核磁共振成像技术才取得了突破，使人体内部器官高清晰度的图像成为可能。 此外，在2003年10月10日的《纽约时报》和《华盛顿邮报》上，同时出现了佛纳（Fonar）公司的一则整版广告：“雷蒙德·达马蒂安（Raymond Damadian），应当与彼得·曼斯菲尔德和保罗·劳特布尔分享2003年诺贝尔生理学或医学奖。没有他，就没有核磁共振成像技术。”指责诺贝尔奖委员会“篡改历史”而引起广泛争议。事实上，对MRI的发明权归属问题已争论了许多年，而且争得颇为激烈。而在学界看来，达马蒂安更多是一个生意人，而不是科学家。 [编辑] 未来展望 人脑是如何思维的，一直是个谜。而且是科学家们关注的重要课题。而利用MRI的脑功能成像则有助于我们在活体和整体水平上研究人的思维。其中，关于盲童的手能否代替眼睛的研究，是一个很好的样本。正常人能见到蓝天碧水，然后在大脑里构成图像，形成意境，而从未见过世界的盲童，用手也能摸文字，文字告诉他大千世界，盲童是否也能“看”到呢？专家通过功能性MRI，扫描正常和盲童的大脑，发现盲童也会像正常人一样，在大脑的视皮质部有很好的激活区。由此可以初步得出结论，盲童通过认知教育，手是可以代替眼睛“看”到外面世界的。 快速扫描技术的研究与应用，将使经典MRI成像方法扫描病人的时间由几分钟、十几分钟缩短至几毫秒，使因器官运动对图像造成的影响忽略不计；MRI血流成像，利用流空效应使MRI图像上把血管的形态鲜明地呈现出来，使测量血管中血液的流向和流速成为可能；MRI波谱分析可利用高磁场实现人体局部组织的波谱分析技术，从而增加帮助诊断的信息；脑功能成像，利用高磁场共振成像研究脑的功能及其发生机制是脑科学中最重要的课题。有理由相信，MRI将发展成为思维阅读器。 20世纪中叶至今，信息技术和生命科学是发展最活跃的两个领域，专家相信，作为这两者结合物的MRI技术，继续向微观和功能检查上发展，对揭示生命的奥秘将发挥更大的作用。 [编辑] 相关条目 核磁共振 射频 射频线圈 梯度磁场 [编辑] 磁化准备 反转回复（inversion recovery） 饱和回覆（saturation recovery） 驱动平衡（driven equilibrium） [编辑] 取像方法 自旋回波（spin echo） 梯度回波（gradient echo） 平行成像（parallel imaging） 面回波成像（echo-planar imaging, EPI） 定常态自由进动成像（steady-state free precession imaging, SSFP） [编辑] 医学生理性应用 磁振血管摄影（MR angiography） 磁振胆胰摄影（MR cholangiopancreatogram, MRCP） 扩散权重影像（diffusion-weighted image） 扩散张量影像（diffusion tensor image） 灌流权重影像（perfusion-weighted image） 功能性磁共振成像（functional MRI, fMRI） [编辑] 参考文献 傅杰青〈核磁共振——获得诺贝尔奖次数最多的一个科学专题〉《自然杂志》, 2003, (06):357-261 别业广、吕桦〈再谈核磁共振在医学方面的应用〉《物理与工程》, 2004, (02):34, 61 金永君、艾延宝〈核磁共振技术及应用〉《物理与工程》, 2002, (01):47-48, 50 刘东华、李显耀、孙朝晖〈核磁共振成像〉《大学物理》, 1997, (10):36-39, 29 阮萍〈核磁共振成像及其医学应用〉《广西物理》, 1999, (02):50-53, 28 Lauterbur P C Nature, 1973, 242:190 黄卫华〈走近核磁共振〉《医药与保健》, 2004, (03):15 叶朝辉〈磁共振成像新进展〉《物理》, 2004, (01):12-17 田建广、刘买利、夏照帆、叶朝辉〈磁共振成像的安全性〉《波谱学杂志》, 2002, (06):505-511 蒋子江〈核磁共振成像NMRI在化学领域中的应用〉《化学世界》, 1995, (11):563-565 樊庆福〈核磁共振成像与诺贝尔奖〉《上海生物医学工程》, 2003, (04):封三 取自"

生理学(physiology)是生物科学的一个分支，是以生物机体的生命活动现象和机体各个组成部分的功能为研究对象的一门科学。 生理学是研究活机体的正常生命活动规律的生物学分支学科。活机体包括最简单的微生物到最复杂的人体。 生理学发展简史 以实验为特征的近代生理学始于17世纪。1628年英国医生哈维发表了有关血液循环的名著《动物心血运动的研究》一书，这是历史上首次以实验证明了人和高等动物血液是从左心室输出，通过体循环动脉而流向全身组织，然后汇集于静脉而回到右心房，再经过肺循环而入左心房。这样，心脏便成为血液循环的中心。 但哈维当时由于工具的限制，动脉与静脉之间是怎样连接的还只能依靠臆测，认为动脉血是穿过组织的孔隙而通向静脉。直至1661年意大利组织学家马尔皮基应用简单的显微镜发现了毛细血管之后，血液循环的全部路径才搞清楚，并确立了循环生理的基本规律。 在17世纪法国哲学家笛卡儿首先将反射概念应用于生理学，认为动物的每一活动都是对外界刺激的必要反应，刺激与反应之间有固定的神经联系，他称这一连串的活动为反射。反射概念直至19世纪初期由于脊髓背根司感觉和腹根司运动的发现，才获得结构与功能的依据。这一概念为后来神经系统活动规律的研究开辟了道路。 在18世纪，法国化学家拉瓦锡首先发现氧气和燃烧原理，指出呼吸过程同燃烧一样，都要消耗氧和产生二氧化碳，从而为机体新陈代谢的研究奠定了基础。意大利物理学家伽伐尼发现动物肌肉收缩时能够产生电流，于是开始了生物电学这一新的生理研究领域。 19世纪，生理学开始进入全盛时期。首先应提到法国的著名生理学家贝尔纳，他在生理学的多方面进行了广泛的实验研究并作出卓越贡献，特别重要的是他提出的内环境概念已成为生理学中的一个指导性理论。他指出血浆和其他细胞外液乃是动物机体的内环境，是全身细胞直接生活的环境，内环境理化因素如温度、酸碱度和渗透压等的恒定是保持生命活动的必要条件。 德国的路德维希所创造的记纹器，长期以来成为生理学实验室的必备仪器，他对血液循环的神经调节作出重要贡献，对肾脏的泌尿生理提出有价值的设想。和他同时代的德国海登海因除了对肾脏泌尿生理提出不同的设想外，还首次运用了慢性的小胃制备法以研究胃液分泌的机制，被称为海氏小胃；这小胃制备法后来经俄国的著名生理学家巴甫洛夫改良成为巴氏小胃，从而分别证明了胃液分泌的调节既有体液机制又有神经机制，他们都对消化生理作出不朽的贡献。 德国的物理学家和生理学家亥姆霍兹除运用他的丰富的物理学知识对于视觉和听觉生理作出杰出的贡献外，还创造了测量神经传导速度的简写而相当准确的方法，为后人所称道。 20世纪前半期，生理学研究在各个领域都取得了丰富的成果。1903年英国的谢灵顿出版了他的名著《神经系统的整合作用》，对于脊髓反射的规律进行了长期而精密的研究，为神经系统的生理学奠定了巩固的基础。与此同时，巴甫洛夫从消化液分泌机制的研究转到以唾液分泌为客观指标对大脑皮层的生理活动规律进行了详尽的研究，提出著名的条件反射概念和高级神经活动学说。 美国的坎农在长期研究自主神经系统生理的基础上，于1929年提出著名的稳态概念，进一步发展了贝尔纳的内环境恒定的理论，认为内环境理化因素之所以能够在狭小范围内波动而始终保持相对稳定状态，主要有赖于自主神经系统和有关的某些内分泌激素的经常性调节。 坎农的稳态概念在20世纪40年代由于控制论的结合，乃广泛地认识到机体各个部分从细胞到器官系统的活动，都依靠自身调节机制的作用而保持相对稳定状态，这些调节机制都具有负反馈作用。从此以后，控制论、系统分析和电子计算机等一系列新观念新技术的引进，使得生理学在定量研究方面迈出了一大步，出现数学生理学这一新边缘学科。 中国近代生理学的研究自20世纪20年代才开始发展。 1926年在生理学家林可胜的倡议下，成立中国生理学会翌年创刊《中国生理学杂志》，新中国成立后，改称《生理学报》。中国生理学家在这个刊物上发表了不少很有价值的研究论文，受到国际同行的重视。 生理学的研究内容 因为研究对象不同，生理学可分为微生物生理学、植物生理学、动物生理学和人体生理学。动物生理学特别是哺乳动物生理学和人体生理学的关系密切，他们之间具有许多共同点，可结合在一起研究。通常所说的生理学主要是指人体和高等脊椎动物的生理学。 动物生理学从进化角度和个体发育角度去考虑，可以分为比较生理学和发育生理学。前者对无脊椎动物各门及脊椎动物各纲的生理功能进行比较研究，探索他们的生命活动如何与其环境变化相适应。 在种类浩繁的无脊椎动物中，昆虫生理学的研究具有特别重要的位置。在脊椎动物中，鱼类、两栖类、鸟类和哺乳类动物的生理学研究具有重要意义。在发育生理学方面，哺乳动物的个体发育各阶段的生理特征的研究，除具有它自身的价值外，对于理解人体发育进程中的生理变化也很有意随着学科的相互渗透，生理学又分化出生物化学和生物物理学。 由于近代生理学一开始就运用化学的和物理学的理论和技术进行研究，因而在生理学与生物化学和生物物理学之间要作出截然的划分是不可能的。 近代生理学的研究，不仅描述生命活动的表面现象，而且在整体观点下运用实验的方法探讨机体各部分的功能及其内在的联系。 生理学的实验可分为几个层次，也就是从不同的水平进行生理学的实验研究：器官系统水平，细胞组织水平和亚细胞及分子水平。迄今为止，大量的生理学研究是集中于机体的器官系统水平，因为这在医学应用和生产实践上是最亟需的基础知识。 例如：血液循环生理包括血液运行和心脏、血管的功能；呼吸生理包括呼吸道和肺的功能以及气体在血液中的运输；消化生理包括消化管运动和消化液的分泌，以及食物的消化和养料的吸收过程；排泄生理主要讨论肾脏的泌尿过程和输尿管、膀胱的排尿过程；内分泌生理讨论各种内分泌腺的功能；神经系统是机体各部分功能的调节机构，一方面接受由各种感受器或感觉器官传来的信号而加以整合，另方面对各种器官系统的活动进行调节和控制，从而使机体对体内外环境的变化作出有规律的反应。 关于细胞组织水平的研究，乃是探索各种组织细胞的生理特性和活动特征，如神经组织、肌肉组织。上皮组织和结缔组织的生理及其相互关系。这一水平的研究在生理学发展上也很早受到重视，从而为理解各器官系统的活动机制提供必需的基础知识。 关于亚细胞和分子水平的生理研究，这是近期才发展的领域，如关于细胞膜的物质转运的机制，神经和肌内细胞膜的电位变化及其与离子通透性改变的关系，各种肌肉的超微结构的功能及其与兴奋——收缩耦联的关系，各种激素的生物合成过程及其分泌和作用机制，中枢神经细胞的递质和神经激素的研究等。以上3个层次的研究都属于分析性生理学的范围，这种分析性实验的结果对于近代生理学的发展起了重大作用。 在分析性研究发展的同时，生理学家还重视综合性生理学的研究，那就是探讨人类或动物的整体如何适应于环境的变化。生理学家对人和动物在各种自然环境中或人工模拟的环境中、整体或其某一部分的生理活动如何通过自身内部的调节，从而使机体与环境变化相适应进行研究。 例如，19世纪的生理学家就已注意到人体和动物在基础或安静情况下的能量代谢，以及不同强度的运动或劳动和不同的营养物质对能量代谢的影响。又如高空、潜水对呼吸和心血管活动的影响，也很早受到生理学家的注意。 随着工业和航天事业的发展，于是高温、低温、航天失重时的生理变化的研究，也就应运而生。此外，生理学家利用慢性手术的制备来研究动物机体在健康、清醒的情况下各种消化液分泌的调节机制以及大脑活动的变化等。 由于实验技术和生理测试手段的不断创新，使得生理学家有可能在人体或动物不受创伤的条件下研究各种生理活动的变化规律。所有这些综合性或整体生理学的研究对于检验分析性生理研究的结果和解决人体生理学在实际应用中的问题，显得特别有意义。而分析性生理研究越深入细致，对于综合性生理研究结果的认识也越深刻全面。 在研究人体正常生命活动的基础上，还要研究人体的异常生命活动的规律。这样就从生理学领域又派生了病理生理学，这对人类疾病的发生、发展和防治提供了理论依据。 无论人体生理学或动物生理学的研究课题，在初期都是为解抉实际问题的需要而由少数人自发地从事工作的。例如人体生理学一向是同医疗实践密切联系着的，因此早期进行人体生理研究的也就是直接参与医疗实践的医务工作者。只是由于医疗实践中提出的生理学问题越来越多，而且要求对这些问题的解抉越来越深入，于是才有专门的生理学工作者。 动物生理学的研究也是如此。例如畜牧业的发展需要研究家畜家禽的生理，水产业的发展需要研究鱼类和其他水生动物的生理，农作物病虫害的防治需要研究致病动物的生理，养蚕和养蜂业的发展需要研究蚕和蜜蜂的生理。所有这些实际应用问题的解决又反过来促进各有关的专业生理学的发展。 1901年 E . A . V . 贝林（德国人） 从事有关白喉血清疗法的研究 1902年 R.罗斯（英国人） 从事有关疟疾的研究 1903年 N.R.芬森（丹麦人） 发现利用光辐射治疗狼疮 1904年 I.P.巴甫洛夫（俄国人） 从事有关消化系统生理学方面的研究 1905年 R.柯赫（德国人） 从事有关结核的研究 1906年 C.戈尔季（意大利人）、S.拉蒙–卡哈尔（西班牙人） 从事有关神经系统精细结构的研究 1907年 C.L.A.拉韦朗（法国人） 发现并阐明了原生动物在引起疾病中的作用 1908年 P.埃利希（德国人）、E.梅奇尼科夫（俄国人） 从事有关免疫力方面的研究 1909年 E.T.科歇尔（瑞士人） 从事有关甲状腺的生理学、病理学以及外科学上的研究 1910年 A.科塞尔（德国人） 从事有关蛋白质、核酸方面的研究 1911年 A.古尔斯特兰德（瑞典人） 从事有关眼睛屈光学方面的研究 1912年 A.卡雷尔（法国人） 从事有关血管缝合以及脏器移植方面的研究 1913年 C.R.里谢（法国人） 从事有关抗原过敏的研究 1914年 R.巴拉尼（奥地利人） 从事有关内耳前庭装置生理学与病理学方面的研究 1915年 —— 1918年 未颁奖 1919年 J . 博尔德特（比利时人） 作出了有关免疫方面的一系列发现 1920年 S.A.S.克劳（丹麦人） 发现了有关体液和神经因素对毛细血管运动机理的调节 1921年 未颁奖 1922年 A.V.希尔（英国人） 从事有关肌肉能量代谢和物质代谢问题的研究 迈尔霍夫（德国人） 从事有关肌肉中氧消耗和乳酸代谢问题的研究 1923年 F.G.班廷（加拿大），J.J.R.麦克劳德（加拿大人） 发现胰岛素 1924年 W.爱因托文（荷兰人） 发现心电图机理 1925年 未颁奖 1926年 J.A.G.菲比格（丹麦人） 发现菲比格氏鼠癌（鼠实验性胃癌） 1927年 J.瓦格纳–姚雷格（奥地利人） 发现治疗麻痹的发热疗法 1928年 C.J.H.尼科尔（法国人） 从事有关斑疹伤寒的研究 1929年 C.艾克曼（荷兰人） 发现可以抗神经炎的维生素 F.G.霍普金斯（英国人） 发现维生素B1缺乏病并从事关于抗神经炎药物的化学研究 1930年 K.兰德斯坦纳（美籍奥地利人） 发现血型 1931年 O.H.瓦尔堡（德国人） 发现呼吸酶的性质和作用方式 1932年 C.S.谢林顿、E.D.艾德里安（英国人） 发现神经细胞活动的机制 1933年 T.H.摩尔根（美国人） 发现染色体的遗传机制，创立染色体遗传理论 1934年 G.R.迈诺特、W.P.墨菲、G.H.惠普尔（美国人） 发现贫血病的肝脏疗法 1935年 H.施佩曼（德国人） 发现胚胎发育中背唇的诱导作用 1936年 H.H.戴尔（英国人）、O.勒韦（美籍德国人） 发现神经冲动的化学传递 1937年 A.森特–焦尔季（匈牙利人） 发现肌肉收缩原理 1938年 C.海曼斯（比利时人） 发现呼吸调节中颈动脉窦和主动脉的机理 1939年 G.多马克（德国人） 研究和发现磺胺药 1940年——1942年 未颁奖 1943年 C.P.H.达姆（丹麦人） 发现维生素K E.A.多伊西（美国人） 发现维生素K的化学性质 1944年 J.厄兰格、H.S.加塞（美国人） 从事有关神经纤维机制的研究 1945年 A.弗莱明、E.B.钱恩、H.W.弗洛里（英国人） 发现表霉素以及表霉素对传染病的治疗效果 1946年 H.J.马勒（美国人） 发现用X 射线可以使基因人工诱变 1947年 C.F. 科里、G.T.科里（美国人） 发现糖代谢中的酶促反应 B.A.何赛（阿根廷人） 发现脑下垂体前叶激素对糖代谢的作用 1948年 P.H.米勒（瑞士人） 发现并合成了高效有机杀虫剂DDT 1949年 W.R.赫斯（瑞士人） 发现动物间脑的下丘脑对内脏的调节功能 1950年 E.C.肯德尔、P.S.亨奇（美国人）T.赖希施泰因（瑞士人） 发现肾上腺皮质激素及其结构和生物效应 1951年 M.蒂勒（南非人） 发现黄热病疫苗 1952年 S.A.瓦克斯曼（美国人） 发现链霉素 1953年 F.A.李普曼（英国人） 发现高能磷酸结合在代谢中的重要性，发现辅酶A H.A.克雷布斯（英国人） 发现克雷布斯循环（三羧酸循环） 1954年 J.F.恩德斯、T.H.韦勒、F.C.罗宾斯（美国人） 研究脊髓灰质炎病毒的组织培养与组织技术的应用 1955年 A.H.西奥雷尔（瑞典人） 从事过氧化酶的研究 1956年 A.F.库南德、D.W.理查兹（美国人）、W.福斯曼（德国人） 开发了心脏导管术 1957年 D.博维特（意籍瑞士人） 从事合成类箭毒化合物的研究 1958年 G.W.比德乐、E.L.塔特姆（美国人） 发现一切生物体内的生化反应都是由基因逐步控制的 J.莱德伯格（美国人） 从事基因重组以及细菌遗传物质方面的研究 1959年 S.奥乔亚、A.科恩伯格（美国人） 从事合成RNA和DNA的研究 1960年 F.M.伯内特（澳大利亚人）、P.B.梅达沃（英国人） 证实了获得性免疫耐受性 1961年 G.V.贝凯西（美国人）确立“行波学说” 发现耳蜗感音的物理机制 1962年 J.D.沃森（美国人）、F.H.C.克里克、M.H.F.威尔金斯（英国人） 发现核酸的分子结构及其对住处传递的重要性 1963年 J.C.艾克尔斯（澳大利亚人）、A.L.霍金奇、A.F.赫克斯利（英国人） 发现与神经的兴奋和抑制有关的离子机构 1964年 K.E.布洛赫（美国人）、F.吕南（德国人） 从事有关胆固醇和脂肪酸生物合成方面的研究 1965年 F.雅各布、J.L.莫诺、A.M.雷沃夫（法国人） 研究有关酶和细菌合成中的遗传调节机构 1966年 F.P. 劳斯（美国人） 发现肿瘤诱导病毒 C.B.哈金斯（美国人） 发现内分泌对于癌的干扰作用 1967年 R.A.格拉尼特（瑞典人）、H.K.哈特兰、G.沃尔德（美国人） 发现眼睛的化学及重量视觉过程 1968年 R.W.霍利、H.G.霍拉纳、M.W.尼伦伯格（美国人） 研究遗传信息的破译及其在蛋白质合成中的作用 1969年 M.德尔布吕克、A.D.赫尔、S.E.卢里亚（美国人） 发现病毒的复制机制和遗传结构 1970年 B.卡茨（英国人）、U.S.V.奥伊勒（瑞典人）J.阿克塞尔罗行（美国人） 发现神经末梢部位的传递物质以及该物质的贮藏、释放、受抑制机理 1971年 E.W.萨瑟兰（美国人） 发现激素的作用机理 1972年 G.M.埃德尔曼（美国人）、R.R.波特（英国人） 从事抗体的化学结构和机能的研究 1973年 K.V.弗里施、K.洛伦滋（奥地利人）、N.廷伯根（英国人） 发现个体及社会性行为模式（比较行为动物学） 1974年 A.克劳德、C.R.德·迪夫（比利时人）、G.E.帕拉德（美国人） 从事细胞结构和机能的研究 1975年 D.巴尔摩、H.M.特明（美国人）、R.杜尔贝科（美国人） 从事肿瘤病毒的研究 1976年 B.S.丰卢姆伯格（美国人） 发现澳大利亚抗原 D.C.盖达塞克（美国人） 从事慢性病毒感染症的研究 1977年 R.C.L.吉尔曼、A.V.沙里（美国人） 发现下丘脑激素 R.S.雅洛（美国人） 开发放射免疫分析法 1978年 W.阿尔伯（瑞士人）、H.O.史密斯、D.内森斯（美国人） 发现限制性内切酶以及在分子遗传学方面的应用 1979年 A.M.科马克（美国人）、G.N.蒙斯菲尔德（英国人） 开始了用电子计算机操纵的X 射线断层扫描仪（简称扫描仪） 1980年 B.贝纳塞拉夫、G.D.斯内尔（美国人）、J.多塞（法国人） 从事细胞表面调节免疫反应的遗传结构的研究 1981年 R.W.斯佩里（美国人） 从事大脑半球职能分工的研究 D.H.休伯尔（美国人）、T.N.威塞尔（瑞典人） 从事视觉系统的信息加工研究 1982年 S.K.贝里斯德伦、B.I.萨米埃尔松（瑞典人） J.R.范恩（英国人）发现前列腺素，并从事这方面的研究 1983年 B.麦克林托克（美国人） 发现移动的基因 1984年 N.K.杰尼（丹麦人）、G.J.F.克勒（德国人）、C.米尔斯坦（英国人） 确立有免疫抑制机理的理论，研制出了单克隆抗体 1985年 M.S.布朗、J.L.戈德斯坦（美国人） 从事胆固醇代谢及与此有关的疾病的研究 1986年 R.L.蒙塔尔西尼（意大利人）、S.科恩（美国人） 发现神经生长因子以及上皮细胞生长因子 1987年 利根川进（日本人） 阐明与抗体生成有关的遗传性原理 1988年 J.W.布莱克（英国人）、G.B.埃利昂、G.H.希钦斯（美国人） 对药物研究原理作出重要贡献 1989年 J.M.毕晓普、H.E.瓦慕斯（美国人） 发现了动物肿瘤病毒的致癌基因源出于细胞基因，即所谓原癌基因 1990年 J.E.默里、E.D.托马斯（美国人） 从事对人类器官移植、细胞移植技术和研究 1991年 E.内尔、B.萨克曼（德国人） 发明了膜片钳技术 1992年 E.H.费希尔、E.G.克雷布斯（美国人） 发现蛋白质可逆磷酸化作用 1993年 P.A.夏普、R.J.罗伯茨（美国人） 发现断裂基因 1994年 A.G.吉尔曼、M.罗德贝尔（美国人） 发现G 蛋白及其在细胞中转导信息的作用 1995年 E.B.刘易斯、E.F.维绍斯（美国人）、C.N.福尔哈德（德国人） 发现了控制早期胚胎发育的重要遗传机理，利用果蝇作为实验系统，发现了同样适用于高 等增有机体（包括人）的遗传机理 1996年 P.C.多尔蒂（澳大利亚人）、R.M.青克纳格尔（瑞士人） 发现细胞的中介免疫保护特征 1997年 S.B.普鲁西纳（美国人） 发现了一种全新的蛋白致病因子 —— 朊蛋白（PRION）并在其致病机理的研究方面做出了 杰出贡献 1998年 R.F.福尔荷格特、L.J.依格那罗和F.穆莱德 发现一氧化一氮在心血管系统中作为信号分子 1999年 Gunter Blobel 发现控制细胞运输和定位的内在信号蛋白质 2000年 阿尔维德·卡尔松（瑞典人）、保罗·格林加德（美国人）、埃里克·坎德尔（奥地利人） 在“人类脑神经细胞间信号的相互传递”方面获得的重要发现。 2001年 利兰·哈特韦尔(美国人)、蒂莫西·亨特(英国人)和保罗·纳斯(英国人) 发现了细胞周期的关键分子调节机制。 2002年 悉尼·布雷内（英国人） 他选择线虫作为新颖的实验生物模型，这种独特的方法使得基因分析能够和细胞的分裂、分化，以及器官的发育联系起来，并且能够通过显微镜追踪这一系列过程。 罗伯特·霍维茨（美国人） 他发现了线虫中控制细胞死亡的关键基因并描绘出了这些基因的特征。 约翰·苏尔斯顿（英国人） 他的贡献在于找到了可以对细胞每一个分裂和分化过程进行跟踪的细胞图谱。 2003年 保罗-劳特布尔（美国人）和彼得-曼斯菲尔德（英国人） 两人以在核磁共振成像技术领域的发现而获奖。 2004年 理查德·阿克塞尔（美国）、琳达·巴克（美国） 在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中作出贡献，揭示了人类嗅觉系统的奥秘 2005年 巴里·马歇尔（澳大利亚）、罗宾·沃伦诺贝尔（澳大利亚） 发现了导致胃炎和胃溃疡的细菌 2006年 安德鲁一费里和克拉格-米洛（美国） 他们发现了RNA干扰现象 病理生理学（Pathophysiology）主要任务是研究疾病的病因、发病机制和患病机体的代谢和机能变化，为疾病的防治提供理论和实验依据，是医学教学中的一门重要的基础课程。病理生理学是认识疾病和防治疾病的理论基础，是基础医学与临床医学间的桥梁。在临床各学科的医疗实践中，都需要用病理生理学的理论诠释疾病的发生发展规律，从而作出正确的诊断和改进防治措施。病理生理学的研究成果，使人们对疾病有更正确和更全面的认识，对疾病的防治不断改进和完善。 病理生理学以生理学、生物化学与分子生物学、免疫学、病理学、生物物理学等为基础。因此，这些基础学科在理论和方法学上的每一重大的进步，都将促进病理生理学的发展。 病理生理学理论课教学主要包括以下内容： （1）疾病概论：主要讨论疾病的概念、疾病发生发展中的普遍规律，为正确理解和掌握具体疾病的特殊规律打下基础； （2）基本病理过程：主要讨论多种疾病中可能出现的、共同的、成套的功能、代谢和结构的变化。如水、电解质代谢紊乱，酸碱平衡紊乱，缺氧，发热，应激，缺血再灌注损伤，休克等； （3）系统器官病理生理学：论述人体几个主要系统的某些疾病在发生、发展过程中可能出现的一些常见而共同的病理过程。如心功能不全、呼吸功能不全、肝功能不全，肾功能不全等。21世纪是生命科学的世纪，“认识脑、保护脑、开发脑”是生命科学工作者感兴趣而富有挑战性的课题，本学科几年来将“脑功能不全”作为本科生必修课，该章现已编入由金惠铭和王建枝教授主编，人民卫生出版社出版的《病理生理学》第六版教材。 病理生理学的教学方法是通过理论讲授、典型病例录像展示、临床见习、病例讨论和科研实验等方法进行。总学时为76学时（五年制本科生和七年制学生），其中理论课48学时，临床见习4学时，实验课24学时。在多形式的理论课教学中，主要讲解一些重要的概念、疾病的病因和发病机制及其所引起的功能代谢改变；介绍国内外相关研究的重要进展及科学成就。病理生理学的实验课教学经过几代人的不断探索和改革，目前已基本将验证性实验改为科研型，通过科研全过程培训，培养学生的基本技能，辩证的科学的思维方法和创新能力。 病理生理学理论课以金惠铭和王建枝教授主编，人民卫生出版社出版的《病理生理学》第六版为教材。实验课主要以胡还忠教授主编，科学出版社出版的《医学机能学实验教程》为指导。 摘自百度百科

1）患者的原发疾病是扁桃体炎后引起的风湿性心脏病、风湿性心瓣膜病（二尖瓣闭锁不全、二尖瓣狭窄）；引起右心衰竭的直接原因是肺动脉高压；诱因是肺部继发感染。2）二尖瓣闭锁不全、狭窄引起左心血液倒流，引起肺部充血~肺动脉高压~右心扩大~衰竭~继而引起全身静脉回流障碍（低位性水肿）、肝充血肿大~门静脉压增高~腹水。3），发生的是充血性心衰（右心衰），依据是右心扩大、低位水肿、肝充血肿大、腹水。4）水肿的发生机制：静脉回流障碍、静脉压增高。5）实验室检查结果还用我分析吗？明摆着。6）死于呼吸、心力衰竭。

曼德勃罗发表论文

1973年，曼德勃罗（B.B.Mandelbrot）在法兰西学院讲课时，首次提出了分维和分形几何的设想。分形（Fractal）一词，是曼德勃罗创造出来的，其愿意具有不规则、支离破碎等意义，分形几何学是一门以非规则几何形态为研究对象的几何学。由于不规则现象在自然界是普遍存在的，因此分形几何又称为描述大自然的几何学。分形几何建立以后，很快就引起了许多学科的关注，这是由于它不仅在理论上，而且在实用上都具有重要价值。

只能是往上舍入了吧

就是你要懂得π是圆周率，也就是圆的周长与直径的比值，小学时，老师会让我们拿一个圆在直尺上滚动一周，然后再用尺量一下直径，因为量周长时存在误差，所以比值也就不同

π不可能等于4，这种伪命题的推导必定经过了一个伪变换，也即是π等于2×2，我觉得你想的应该会是一个单位圆和他的外切正方形，然后取四角重复翻折来计算，实际上这样是能得到一个逼近于圆的图形，但他在圆这个待测图形的外测，并不是从他的内部去逼近，而是从外部去逼近，这种逼近从根本上就是错误的，是伪的，只有你想象一个发散的多边形，一直扩张，直到逐渐形成一个圆，这种逼近才是真正的