物理与艺术第10讲：量子风云录市公开课一等奖省赛课获奖PPT课件.pptx

单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,物理与艺术,(Art&Physics),南京航空航天大学理学院,施大宁,shi,量子风云录,：,量子图景/抽象主义,第2页,对,量子理论不感到吃惊人根本就没有真正了解它。,玻尔,（,Niels Bohr,，,1885-1962,）,艺术,并不描绘可见东西，而是把不可见东西创造出来。,克利,（,Paul Klee,，,1879-1940,）,第3页,“一尺之捶，日取其半，万世不竭”,庄子,1830年道尔顿,（John Dalton，1766-1844）,科学原子论,对微观世界科学认识开端,德漠克利特(,Democritus,）,哲学原子论,古希腊哲学第一个伟大时期最高峰。,1867年门捷列夫,（D.I.Mendeleev 1836-1907,）,元素周期律,一、物质结构,门捷列夫,第4页,世纪之交三大发觉：,X,射线,（1895）,第一位诺贝尔奖取得者,伦琴,（W.K.Roentgen,18451923,),一、物质结构,第5页,死与火,（克利，1940）,“我们四面客观世界并不是惟一可能世界，还有其它世界，潜在着。”,一、物质结构,第6页,放射性,（1896）,一、物质结构,第7页,“建造一切化学元素物质。”,电子发觉,（1897）,e,/,m,=10,11,图像：,一个带电微小粒子,汤,姆逊,（,J.J.Thomson,，,1856-1940,）,一、物质结构,第8页,下,一个待处理问题是原子结构：,经典,蛋糕葡萄干模型:,卢,瑟福散射试验,矛盾！,一、物质结构,第9页,卢,瑟福,（,Ernest Rutherford,，1871-1937,）,氢原子线状光谱:,一、物质结构,第10页,1913年玻尔氢原子量子理论：电子运动,轨道“量子化”,玻尔,（N.Bohr,1885-1962）,亲自设计家徽,一、物质结构,第11页,纽曼,（,Barnett Newman,，,1905-1970,）,“,Zip”,格调绘画,纽曼绘画标示物。,一、物质结构,第12页,不知道纽曼自己是否了解他“拉链”，最少他表现形式受到了艺术界和观赏者认同。,在艺术评论家那里，这道“拉链”经常被比作上帝原初创造行为；被比作光明与黑暗分离；被比作亚当形体等等,高尚半人半神（,Vir Heroicus Sublimus,）,（,1951),一、物质结构,第13页,红、黄、蓝,(,1957),第三,(1962),一、物质结构,纽曼绘画让人感受到色彩张力，试图经过对色彩分析来表现对自然和精神敬畏。,第14页,天堂,(1951,),亚当,(1951),夏娃,(1950),第一天,(1970),一、物质结构,第15页,物质波粒二重性,光辐射,量子化,光传输,量子化,不确定原理,物质波方程,物质波解释,原子结构,量子化,二、量子图像,第16页,德布罗意大胆假设：,任何实物粒子都含有波粒二重性。,粒子性,波动性,二、量子图像,德布罗意,（,Louis de Broglie,1892-1987）,第17页,圆柱就是,“圆柱”,二、量子图像,第18页,粒子性,波动性,作用特征,传输特征,光子就是,“光子”,二、量子图像,第19页,二、量子图像,人们经常使用“双重影象”来,帮助了解,微观粒子波粒二重性,少女？,老妇？,第20页,巨人时代,（马格里特，1928）,二、量子图像,矛盾组合体：,男人还是女人？,遭袭还是被袭？,是躯体还是头颅？,马格里特在许多作品中惯用表现手法,“矛盾组合体”,第21页,二、量子图像,出现在海岸边面孔与水果盘,（达利，1938）,达利在许多作品中惯用表现手法“双重影象”,第22页,G,K,U,5,10,20,15,25,0,I,戴维孙-革末试验,二、量子图像,戴维森,与,革末,(C.J.Davisson,1881-1958),(L.H.Germer,1896-1971),第23页,汤,姆逊,（,G.P.,Thomson,，,1892-1975,）,二、量子图像,第24页,二、量子图像,歌,（诺兰，1958）,靶子和四张脸,（约翰斯，1955）,第25页,二、量子图像,靶子,（约翰斯，1955）,第26页,二、量子图像,方块上同心圆,（康定斯基，1913）,第27页,二、量子图像,方块上同心圆,（康定斯基，1913）,第28页,波粒二重性造成粒子轨道,不确定性,电子束,缝,屏,幕,衍射图样,不确定原理：,二、量子图像,海森伯,（Werner Karl Heisenberg，1901-1976,）,第29页,二、量子图像,颜色？,数目？,第30页,庄园,（局部，康斯特布尔，1816）,康斯特布尔,（J.Constable，1776-1837),和,透纳,（J.M.W.Turner,1775-1851),是英国同时代、最含有创造力风景画大师。,这是一个确定世界,二、量子图像,第31页,船抵威尼斯,（透纳，1843）,无视现实,莫测改变,光色魅力,含糊世界,二、量子图像,第32页,量子方程最终确定粒子在,空间出现几率,二、量子图像,薛定谔,(Erwin Schrodinger,1887-1961),玻恩,(M.Born 1882-1970),微观粒子满足波动方程,薛定谔 方程,隧道效应,第33页,二、量子图像,隧道效应视觉想象：,第34页,二、量子图像,Scanning Tunneling Microscopy,（STM）,技术,第35页,二、量子图像,不可视世界可视化,用,STM,针尖将,48,个铁原子排成圆圈，电子无法逃出围栏，从而在栏内形成同心圆状驻波。,第36页,二、量子图像,量子艺术（,Quantum Art,）艾立克赫勒（,Eric Heller,）,哈佛大学著名量子论教授,This image shows electron waves resonating in a cavity formed by the curved and straight barriers,第37页,二、量子图像,The flow of electrons through a semiconductor gate form the basis for this print by Eric Heller,Electrons flow in two dimensions form the basis for this print by Eric Heller,第38页,二、量子图像,玻尔与爱因斯坦论战：,1927年第五次索尔维会议,爱因斯坦,洛伦兹,居里夫人,普郎克,郎之万,狄拉克,薛定谔,德布罗意,泡利,海森伯,玻恩,玻尔,德拜,布拉格,埃仑费斯特,布里渊,康普顿,第39页,二、量子图像,1905年，爱因斯坦，,26,岁（光量子理论）,1913年，玻尔，,28,岁（氢原子理论）,1923年，德布罗意，,31,岁（相波）,1925年，海森伯，,24,岁（不确定关系）,1925年，泡利，,25,岁（不相容原理）,1927年，狄拉克，,25,岁（相对论量子力学）,1925年，薛定谔，,36,岁（薛定谔方程）,1925年，乌仑贝克,25,岁,古兹密特，,23,岁（电子自旋）,1926年，费米，,25,岁（量子统计）,光阴迅逝,风华难驻,转瞬即过而立年,空悲切,狄拉克,（Paul Dirac 1902-1984）,第40页,1930年爱因斯坦,第六次索尔维会议上,提出著名著名光子箱试验，使玻尔大吃一惊。,二、量子图像,第41页,二、量子图像,玻尔经过一个不眠之夜思索，找出了爱因斯坦破绽,以其人之道还治其人之身,忽略引力红移,第42页,1866 出生,1896 开始作画,1910 第一幅抽象派作品,1922 包豪斯美术学院,1939 获法国美术界认可,1944 78岁病逝于法国。,今天，作为抽象绘画最伟大创始者而得到广泛认可,康定斯基,（W.Kandinsky，1866-1944）,，以新绘画语言概念，在20世纪掀起了立体主义之后一场艺术上革命。,二十世纪美术词典对抽象主义定义：“举凡艺术都是一个抽象，许多抽象艺术必定在观众眼中和心灵中造成详细物象联想。20世纪抽象艺术概念，乃是指不造成详细物象联想艺术，它不探求其它视觉经验。”,三、抽象主义艺术,第43页,第一幅抽象水彩,（康定斯基,1910）,标志着欧洲美术发展史上对客观形象最终突破，以及一个取而代之非具象形式诞生。,三、抽象主义艺术,第44页,三、抽象主义艺术,即兴21a,（康定斯基,1911）,从具象走向抽象不是一夜之间事情,即兴,是指突然间、无意识发自于精神内部图像。,第45页,结构4,（康定斯基,1911）,“结构”,主要是将从精神内部而来东西有意识、经过深入思索图像。,三、抽象主义艺术,第46页,结构X,（康定斯基,1938）,三、抽象主义艺术,第47页,三、抽象主义艺术,震动,（康定斯基，1925）,结构8,（康定斯基，1923）,康定斯基著作点、线、面艺术实践,第48页,三、抽象主义艺术,“热抽象”色彩抽象；“冷抽象”几何抽象,红、黄、蓝构图,（蒙德里安，1925）,红、黄、蓝正方形构图,（蒙德里安，1930）,第49页,百老汇爵士乐,（蒙德里安，1942）,三、抽象主义艺术,“只有,抽象形式,，才能防止个别性和特殊性，取得人类公通纯粹精神表现”,第50页,三、抽象主义艺术,观鱼乐有余，,方知我非鱼。,自然匿其法，,鱼知尔知乎？,鱼魔术,（克利，1925）,第51页,具象,“电子”,抽象,“电子”,三、抽象主义艺术,经典物理=具象性,量子物理=抽象性,第52页,乔托,达芬奇,毕加索,伽利略,牛顿,爱因斯坦,观察,自然,描绘,自然,思索,自然,第53页,乔托,达芬奇,毕加索,伽利略,牛顿,爱因斯坦,透视原理,参考系,现实艺术,宏观世界,艺术革命,科学革命,第54页,歌德：,“假如你想,逃避,于这个世界，没有比艺术更可靠路径；假如你想与这个世界结合，也没有比,艺术,更可靠路径。”,假如你想,超然,于这个世界，没有比艺术更可靠路径；假如你想与这个世界结合，没有比,科学,更可靠路径。”,第55页,