地球物理論文范文10篇

摘要：面波勘探是近年發展起來的一種新的淺層地球物理勘探方法，具有簡便、快速、經濟、分辨率高、成果直觀、適用場地小等優點，已在許多領域得到應用，并取得了良好的應用效果。文章介紹了面波勘探技術的發展概況、探測原理、主要特點及其野外測試方法，對其應用范圍及目前存在的問題作了說明，并給出一個應用實例。

關鍵詞：瑞利面波地震勘探瞬態法頻散曲線

1前言

面波勘探，也稱彈性波頻率測深，是國內外近幾年發展起來的一種新的淺層地震勘探方法。面波分為瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振動波組中能量最強、振幅最大、頻率最低，容易識別也易于測量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。

人們根據激振震源的不同，又把面波勘探分為①穩態法、②瞬態法、③無源法。它們的測試原理是相同的，只是產生面波的震源不同罷了。

1938年德國土力學協會首次嘗試用穩態振動來檢測巖土的各種彈性力學參數。1960年美國密西西比陸軍工程隊水陸試驗所開始開發類似的技術方法，但由于當時技術條件的限制，均未獲得成功。70年代初美國F·K·Chang等人利用瞬態激振產生的瑞利波來研究淺部地質問題，并于1973年在第42屆國際地球物理勘探年會上發表了“RayleighWaveDispersionTechniqueforRapidSubsurfaceExploration”（瞬態面波在淺層勘探中的應用）論文，報道了有關的研究成果。在穩態方面，直到80年代初，日本的VIC株式會社經過多年的研究試制，推出了GR－810佐藤式全自動地下勘探機，才使該項物探技術在淺層工程勘察工作中得以應用。通過幾年的實踐和初步研究，R波在巖土工程勘察中的應用大致分為以下幾個方面：

地質類專業以地球作為研究對象，以礦產資源勘查與開發、建筑物地基及地下工程的施工、地質災害的治理和地下深部科學探測為服務領域，涉及到資源和環境兩大主題。人類一直在進行著四大科學探索工程——“上天、入地、下海、登極”，它們都與地球科學技術有深厚的聯系。到2020年我國將實現全面建設小康社會的奮斗目標，要走新型工業化道路，大力實施科教興國戰略和可持續發展戰略。實現上述目標，離不開資源與環境問題。資源是人類社會活動文明的物質基礎，是人類可持續發展的重要支柱，也是國家安全的重要保障因素。而環境問題關注的焦點已經從局部地方的工業公害轉移到全球和區域的環境問題上來，成為地球科學研究的重要內容。資源的枯竭，迫使人類去勘探開發埋藏更深、條件更艱苦的新型資源；環境的惡化，則需要人類探索更深層次的原因，從根本上規避或消除影響因素。這些工作都需要科學家們利用地質的技術手段來了解最直接的信息。因此，在未來，培養滿足社會可持續發展需要的地質類專業人才，是高等教育的重要任務。地質工程專業發展戰略的根本問題主要是培養什么樣的人才、怎樣培養和培養多少人才的問題。

一、地質工程專業人才培養的戰略目標

1．我國地質工程專業辦學現狀

2O世紀9O年代，我國設有地質類專業的學校共有61所，分別屬于15個部委、8個行業公司和省市政府。其中，工科類地質專業15個。1993年，國家教委頒布《普通高等學校本科專業目錄和專業簡介》，工科類地質及相關專業也有1O多個，主要有：礦產地質勘查、水文地質與工程地質、應用地球物理、應用地球化學、勘察工程、石油工程、石油與天然氣地質勘查等專業。1998年國家教委頒發的引導性目錄中，將所有工科地質類專業合并成一個大專業——地質工程專業。目前，國內辦有“地質工程”專業的大學有：中南大學、西南科技大學、西安科技學院、長安大學、安徽理工大學、山東科技大學、焦作工學院、河海大學、華北水利水電學院、中國礦業大學、西南交通大學、石油大學、同濟大學、南京大學、蘭州大學等；辦有“勘查技術與工程”專業的大學有：中國地質大學、成都理工大學、吉林大學、石油大學等2O所；辦有“資源勘查工程”專業的大學有：中國地質大學、貴州大學、昆明理工大學、吉林大學、長安大學等24所。由于這些學校原屬于不同的行業部委，其側重點不同，為了保持原行業的需要和特色，在這個地質工程專業名稱下，各學校根據需要各有不同側重面，有的側重煤炭，有的側重石油，有的側重有色金屬，有的側重工程等方面。因此，同一個專業，各學校設置的課程就有很大差異，培養規格也不一樣，這對于專業評估、管理等方面都造成了困難。

2．國外地質類專業教育現狀

第二次世界大戰后，各國都積極致力于經濟發展，世界經濟出現了空前的繁榮，但隨之產生了諸如人口膨脹、資源枯竭、能源危機、環境惡化、生態失衡和災害頻繁等嚴重的社會問題。特別是資源和環境問題，是國際上共同面臨的重大問題。它涉及政治、經濟、科學技術、文化、社會價值觀念與倫理道德、法律和政府政策等方方面面，十分錯綜復雜，這單靠科技進步和工程創新是無法解決的。必須從可持續發展的需要出發，由自然科學和社會科學聯手方能解決。因此，國外在培養地質工程師時，強調學會綜合運用多學科的知識去研究和解決問題。嚴格說來，國外的高等院校內沒有地質工程專業，地質工科教育一般在工程領域，所設的地質類專業大多沒有細分，只設“地質學”或“地球科學”專業所設課程除了數、理、化等基礎課外，主要是地質學科的基本原理類課程，如構造地質學、巖石學、礦物學、地層學、地球物理學、地球化學、地質學、環境地質學、古氣候學、結晶學等，方法技術類課程較少。從設立的課程可以看出，他們培養的學生主要側重于地質學基本原理的掌握和社會可持續發展的需要。且招生規模較小，一般一個專業每年只招收1O余名學生。但是，要求學生對地質工作方法有全面的掌握，在高年級學習了一定的專業課程后，一般要求學生利用假期參加地質工程實習，因此，培養出來的學生一般仍然具有較強的科研實際工作能力，在走向社會后很快能適應自己的工作。

中國礦業大學(北京)地球科學與測繪工程學院成立于2009年5月18日．下設能源地質系、地質工程與環境系、地球物理與信息系、測繪與土地利用系、遙感與地理信息系。在編教師47人。目前在籍學生分布在地質工程、測繪工程、資源環境與城鄉規劃管理和地理信息系統四個專業，2008—2009學年度學院教師共開設本科生考試、考查課程6l門共計2604學時，其中含實驗和上機環節的課程38門，實驗課234學時，上機課230學時；集中實踐教學環節(不包括畢業實習)共開課21門計51周。眾所周知，地測類專業實踐性強，教學過程中除了課堂講授外還要有大量的實驗和集中實踐與之相配合．以鞏固和驗證所學理論知識．達到理論與實踐相結合，提高學生實際動手能力和解決實際問題能力的目的。本文從實驗室建設與制度建設、校外實習基地建設、大學生創新性實驗計劃的實施、教學改革和質量工程建設、結合科研選題并加強畢業論文指導等方面介紹學院的經驗與探索。

1教學改革與經驗

1．1實驗室建設與制度建設

按照學校“十一五”實驗室建設規劃．學員從實驗教學體系、實驗隊伍、管理模式、設備與環境等方面人手，有計劃、有步驟地進行實驗教學的研究、探索、改革與優化。2009年重點建設了地質綜合實驗室、煤田地質勘探實驗室、數字空間信息綜合分析實．驗室和空間信息采集與數字測繪實驗室，累計建設資金356．9萬元。實驗條件的改善，更新了實驗教學內容，改進了實驗教學方法，優化了實驗教學環境。綜合性、設計型和創新性實驗項目比例達到了90％。為本科生的集中實踐、科研訓練、專業綜合設計、畢業設計等的順利開展提供了條件保障。為加大實驗室開放力度，充分發揮儀器設備效能，逐步實現實驗室的規范化管理，學院成立了地測實驗中心，與系級機構平級，由學院統一管理，打通使用。目前已初步制定了實驗室開放制度(試行)、實驗教學管理辦法(試行)、學生實驗守則(試行)、實驗教學規范(試行)等制度外，還初步制定了實習報銷制度與原則、實驗設備管理和賠償制度(試行)、實驗室危險化學品應急預案(試行)等規范管理文件。通過實驗條件建設和管理制度建設，保證了實踐教學的有序、規范運行。

1．2加強實習基地建設。拓展校外實踐渠道

建立健全校外實習基地管理制度。明確實習基地承擔的義務和指導教師的崗位職責，實現基地的穩定運行．是專業實習、畢業實習的時間和質量以及適應不斷更新的實踐教學內容的保障。2009年學院根據人才需求和新形勢的要求，本著互利互惠的原則．經協商建立了9個校外實踐教學基地，分別為湖南省煤田地質局、中國煤炭地質總局青海煤炭地質局、云南煤炭地質勘察院、河南煤炭地質勘探研究院、北京三鼎光電儀器有限公司、北京城建集團地鐵地基市政工程有限公司、北京城建勘察設計研究院有限責任公司和京煤集團等；此外，學院與神華(北京)遙感勘查有限責任公司達成了全面合作協議，在學生實習與就業方面，神華(北京)遙感勘查有限責任公司將優先接收學院學生到單位進行專業實踐和安排就業。實習基地的建設，不僅使實驗教學內容與科研、工程和社會應用實踐緊密結合，而且拓寬了實踐辦學途徑，彌補了校內實驗條件的不足，保證了實踐教學的有序運行，也拓展了學生就業渠道和空間。學院重視地質類和測繪類專業的實習和集中實踐教學，在實習任務下達之初，學院和各系統一安排部署，指定有經驗的帶隊教師，結合實習基地條件和特點，確定實習內容和要求，準備相應的實習指導書；實習前再召開動員大會，強調實習的意義、明確實習的內容、要求和注意事項；實習過程中及時了解和掌握學生的思想、動態和實習進度，努力解決存在的學習和生活問題：實習后一周內提交符合格式要求的實習報告，根據實習報告質量、實習表現、出勤情況等給出成績。并召開總結和講評會，指出取得的成績、存在的不足和后續有待改進的地方．實習報告全部在學院歸檔保存。從目前的運行結果看總體效果良好，達到了理論與實踐相結合、鍛煉學生分析解決實際問題的能力。

提要

等效原理是愛因斯坦廣義相對論理論的基本出發點，但是還有它的錯誤。牛頓力學的理論結構需要重新調整，也就是需要重新建立“公理化”體系。我的“慣性力學三定律”就是此新的公理化體系的嘗試。

一、等效原理的對與錯

有人說“等效原理”違背了力學的知識，這話不假。問題是對這個認識有兩個結果：一是全盤否定等效原理，而原來的力學知識是不可動搖的；二是這正說明了目前力學知識的局限性及不完整性，正是說明力學知識需要變革。（“等效原理”是獨立于牛頓三定律與引力定律之外的。）

從我的角度來看，等效原理所包含的客觀現象事實方面是不可否定的，是原來力學知識（牛頓力學）所沒有涉及到的客觀事實。所以，力學知識需要變革。愛因斯坦的偉大功績就在于看到了此客觀事實，且力圖變革牛頓力學的知識，從而建立了他的“廣義相對論”。愛因斯坦思想的精髓就是他在他的《狹義與廣義相對論淺說》一書中說的：“物體的同一性質按照不同的處境或表現為‘慣性’，或表現為‘重量’（字面意義是‘重性’）。”（注：讀者看一看！就連翻譯此文的譯者都回避“重性”這一詞，可見原來的力學知識的“慣性”。愛因斯坦在寫此話的時候是用加重號的，由此可見這是愛因斯坦思想的精髓。）如果說“蘋果自己落地”是由于它的“重性”，這等于白說，而愛因斯坦的偉大功績的偉大就在于把“重性”與“慣性”聯系了起來，認識到了它們是同一性質。把許多人看來是毫不相關的不同客觀現象聯系起來，認識到是同一的性質，這也許就是科學研究真正價值的最重要的體現。牛頓的偉大功績不在于“發現了萬有引力”，而是發現了“蘋果落地”現象與天體的公轉“向心加速度”屬于同一性質。我們不能怪牛頓把這同一性質歸于“引力”，因為在牛頓時代還沒有“演化”的觀念，沒有“場”的概念。牛頓作為一位嚴謹及嚴肅的科學家，僅肯定了在此問題上的自己的兩點成就：1.肯定了地球上的“重力”與天體“向心力”在性質上具有同一性；2.用數學方法表示了這個“引力”。而牛頓本人也一直懷疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛頓以后的人們至今，還把“萬有引力”當作牛頓的偉大發現。更可悲的是，從牛頓時代至今，許許多多的人把解決引力的“超距作用”變為“直接作用”問題當作畢生的研究方向。“引力”呀！“引”無數英雄競折腰。如果說牛頓把這個“同一性質”用“引力”一詞來表達是出于他的無奈，今天的人們可以原諒他的這種無奈，然而，今天的許多人還要承認這個“無奈”是偉大的發現，且絞盡腦汁去虛構什么“微粒子”（不管是什么名稱）來實現“直接作用”，那實在是太可悲了。我想起了中世紀教會里的教士們在爭論“一個針尖上能站住幾個天使”故事，今天的人們一定覺得這樣的“研究課題”實在是沒有意義。那我也可以說，“引力為什么會超距作用”的研究課題，對于后來的人們來說，也同樣是沒有任何意義的問題。既然是“引力”，依照“對立”思維，又依然有人弄出個什么“斥力子”，那實在是更可悲了。當然，我并不掩蓋我對他們的敬意，因為他們畢竟是“舍生忘死獻身于科學事業”的人們，而不是只為自己活著的人們。我們不得不反思我們人類思維的缺陷了。然而，用帶有缺陷的思維去探索思維的缺陷，那實在是太難了。我們為什么不轉換一下我們的思維方式！

我在給我的東北師范大學物理系同一屆畢業的校友說：物體的自由下落是由于物體的“重性”，不是由于“外力”作用的結果，當然不是“地心引力”作用的結果了。此校友又說了：那為什么物體會自己“下落”？我回答道：那為什么不可以認為物體不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此會笑話我，如果物體自己下落，那我們還要研究它干嗎！是啊！僅僅如此認識還要研究它干嗎。我在上面不是說了嗎。僅僅把“自由落體”的原因歸于“重性”，不是科學。而重要的是，愛因斯坦把“重性”與“慣性”聯系了起來，認識到是同一的性質，那才是科學，才是科學的真正的價值。再下一步，就是怎樣改變原來力學知識結構的問題了。然而遺憾的是愛因斯坦有了正確的出發點，卻沒有完成改變原來力學知識結構（也就是力學理論結構的重組問題）任務。那為什么愛因斯坦沒有完成呢！當然是由于他的認識上的缺陷所造成的了，從而走了很大的彎路。愛因斯坦說卓別林的幽默能被全世界的人所理解，而卓別林說愛因斯坦的理論在這個世界上只有幾個人“理解”。依我看來，愛因斯坦的理論只有幾個人“理解”，正說明愛因斯坦本人也沒有真正“理解”，那更談不上那幾個人的“理解”了。真理應該是簡單明了的。然而遺憾的是，一些人把本來是一本“糊涂帳”的東西，自己不理解（也沒法理解）卻怪別人不理解，然后，又把它變得“高深莫測”，“高深莫測”了，才認為是真理，這是什么邏輯！愛因斯坦的“處境”（見前面的那句話）語言是非科學化的語言。而愛因斯坦對“等效原理”的“科學化”的描述，則是走向“彎路”的開始。

提要

等效原理是愛因斯坦廣義相對論理論的基本出發點，但是還有它的錯誤。牛頓力學的理論結構需要重新調整，也就是需要重新建立“公理化”體系。我的“慣性力學三定律”就是此新的公理化體系的嘗試。

一、等效原理的對與錯

有人說“等效原理”違背了力學的知識，這話不假。問題是對這個認識有兩個結果：一是全盤否定等效原理，而原來的力學知識是不可動搖的；二是這正說明了目前力學知識的局限性及不完整性，正是說明力學知識需要變革。（“等效原理”是獨立于牛頓三定律與引力定律之外的。）

從我的角度來看，等效原理所包含的客觀現象事實方面是不可否定的，是原來力學知識（牛頓力學）所沒有涉及到的客觀事實。所以，力學知識需要變革。愛因斯坦的偉大功績就在于看到了此客觀事實，且力圖變革牛頓力學的知識，從而建立了他的“廣義相對論”。愛因斯坦思想的精髓就是他在他的《狹義與廣義相對論淺說》一書中說的：“物體的同一性質按照不同的處境或表現為‘慣性’，或表現為‘重量’（字面意義是‘重性’）。”（注：讀者看一看！就連翻譯此文的譯者都回避“重性”這一詞，可見原來的力學知識的“慣性”。愛因斯坦在寫此話的時候是用加重號的，由此可見這是愛因斯坦思想的精髓。）如果說“蘋果自己落地”是由于它的“重性”，這等于白說，而愛因斯坦的偉大功績的偉大就在于把“重性”與“慣性”聯系了起來，認識到了它們是同一性質。把許多人看來是毫不相關的不同客觀現象聯系起來，認識到是同一的性質，這也許就是科學研究真正價值的最重要的體現。牛頓的偉大功績不在于“發現了萬有引力”，而是發現了“蘋果落地”現象與天體的公轉“向心加速度”屬于同一性質。我們不能怪牛頓把這同一性質歸于“引力”，因為在牛頓時代還沒有“演化”的觀念，沒有“場”的概念。牛頓作為一位嚴謹及嚴肅的科學家，僅肯定了在此問題上的自己的兩點成就：1.肯定了地球上的“重力”與天體“向心力”在性質上具有同一性；2.用數學方法表示了這個“引力”。而牛頓本人也一直懷疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛頓以后的人們至今，還把“萬有引力”當作牛頓的偉大發現。更可悲的是，從牛頓時代至今，許許多多的人把解決引力的“超距作用”變為“直接作用”問題當作畢生的研究方向。“引力”呀！“引”無數英雄競折腰。如果說牛頓把這個“同一性質”用“引力”一詞來表達是出于他的無奈，今天的人們可以原諒他的這種無奈，然而，今天的許多人還要承認這個“無奈”是偉大的發現，且絞盡腦汁去虛構什么“微粒子”（不管是什么名稱）來實現“直接作用”，那實在是太可悲了。我想起了中世紀教會里的教士們在爭論“一個針尖上能站住幾個天使”故事，今天的人們一定覺得這樣的“研究課題”實在是沒有意義。那我也可以說，“引力為什么會超距作用”的研究課題，對于后來的人們來說，也同樣是沒有任何意義的問題。既然是“引力”，依照“對立”思維，又依然有人弄出個什么“斥力子”，那實在是更可悲了。當然，我并不掩蓋我對他們的敬意，因為他們畢竟是“舍生忘死獻身于科學事業”的人們，而不是只為自己活著的人們。?頤遣壞貌環此嘉頤僑死嗨嘉娜畢萘恕H歡么腥畢蕕乃嘉ヌ剿魎嘉娜畢藎鞘翟謔翹蚜恕N頤俏裁床蛔灰幌攣頤塹乃嘉絞劍?nbsp;

我在給我的東北師范大學物理系同一屆畢業的校友說：物體的自由下落是由于物體的“重性”，不是由于“外力”作用的結果，當然不是“地心引力”作用的結果了。此校友又說了：那為什么物體會自己“下落”？我回答道：那為什么不可以認為物體不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此會笑話我，如果物體自己下落，那我們還要研究它干嗎！是啊！僅僅如此認識還要研究它干嗎。我在上面不是說了嗎。僅僅把“自由落體”的原因歸于“重性”，不是科學。而重要的是，愛因斯坦把“重性”與“慣性”聯系了起來，認識到是同一的性質，那才是科學，才是科學的真正的價值。再下一步，就是怎樣改變原來力學知識結構的問題了。然而遺憾的是愛因斯坦有了正確的出發點，卻沒有完成改變原來力學知識結構（也就是力學理論結構的重組問題）任務。那為什么愛因斯坦沒有完成呢！當然是由于他的認識上的缺陷所造成的了，從而走了很大的彎路。愛因斯坦說卓別林的幽默能被全世界的人所理解，而卓別林說愛因斯坦的理論在這個世界上只有幾個人“理解”。依我看來，愛因斯坦的理論只有幾個人“理解”，正說明愛因斯坦本人也沒有真正“理解”，那更談不上那幾個人的“理解”了。真理應該是簡單明了的。然而遺憾的是，一些人把本來是一本“糊涂帳”的東西，自己不理解（也沒法理解）卻怪別人不理解，然后，又把它變得“高深莫測”，“高深莫測”了，才認為是真理，這是什么邏輯！愛因斯坦的“處境”（見前面的那句話）語言是非科學化的語言。而愛因斯坦對“等效原理”的“科學化”的描述，則是走向“彎路”的開始。

提要

等效原理是愛因斯坦廣義相對論理論的基本出發點，但是還有它的錯誤。牛頓力學的理論結構需要重新調整，也就是需要重新建立“公理化”體系。我的“慣性力學三定律”就是此新的公理化體系的嘗試。

一、等效原理的對與錯

有人說“等效原理”違背了力學的知識，這話不假。問題是對這個認識有兩個結果：一是全盤否定等效原理，而原來的力學知識是不可動搖的；二是這正說明了目前力學知識的局限性及不完整性，正是說明力學知識需要變革。（“等效原理”是獨立于牛頓三定律與引力定律之外的。）

從我的角度來看，等效原理所包含的客觀現象事實方面是不可否定的，是原來力學知識（牛頓力學）所沒有涉及到的客觀事實。所以，力學知識需要變革。愛因斯坦的偉大功績就在于看到了此客觀事實，且力圖變革牛頓力學的知識，從而建立了他的“廣義相對論”。愛因斯坦思想的精髓就是他在他的《狹義與廣義相對論淺說》一書中說的：“物體的同一性質按照不同的處境或表現為‘慣性’，或表現為‘重量’（字面意義是‘重性’）。”（注：讀者看一看！就連翻譯此文的譯者都回避“重性”這一詞，可見原來的力學知識的“慣性”。愛因斯坦在寫此話的時候是用加重號的，由此可見這是愛因斯坦思想的精髓。）如果說“蘋果自己落地”是由于它的“重性”，這等于白說，而愛因斯坦的偉大功績的偉大就在于把“重性”與“慣性”聯系了起來，認識到了它們是同一性質。把許多人看來是毫不相關的不同客觀現象聯系起來，認識到是同一的性質，這也許就是科學研究真正價值的最重要的體現。牛頓的偉大功績不在于“發現了萬有引力”，而是發現了“蘋果落地”現象與天體的公轉“向心加速度”屬于同一性質。我們不能怪牛頓把這同一性質歸于“引力”，因為在牛頓時代還沒有“演化”的觀念，沒有“場”的概念。牛頓作為一位嚴謹及嚴肅的科學家，僅肯定了在此問題上的自己的兩點成就：1.肯定了地球上的“重力”與天體“向心力”在性質上具有同一性；2.用數學方法表示了這個“引力”。而牛頓本人也一直懷疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛頓以后的人們至今，還把“萬有引力”當作牛頓的偉大發現。更可悲的是，從牛頓時代至今，許許多多的人把解決引力的“超距作用”變為“直接作用”問題當作畢生的研究方向。“引力”呀！“引”無數英雄競折腰。如果說牛頓把這個“同一性質”用“引力”一詞來表達是出于他的無奈，今天的人們可以原諒他的這種無奈，然而，今天的許多人還要承認這個“無奈”是偉大的發現，且絞盡腦汁去虛構什么“微粒子”（不管是什么名稱）來實現“直接作用”，那實在是太可悲了。我想起了中世紀教會里的教士們在爭論“一個針尖上能站住幾個天使”故事，今天的人們一定覺得這樣的“研究課題”實在是沒有意義。那我也可以說，“引力為什么會超距作用”的研究課題，對于后來的人們來說，也同樣是沒有任何意義的問題。既然是“引力”，依照“對立”思維，又依然有人弄出個什么“斥力子”，那實在是更可悲了。當然，我并不掩蓋我對他們的敬意，因為他們畢竟是“舍生忘死獻身于科學事業”的人們，而不是只為自己活著的人們。?頤遣壞貌環此嘉頤僑死嗨嘉娜畢萘恕H歡么腥畢蕕乃嘉ヌ剿魎嘉娜畢藎鞘翟謔翹蚜恕N頤俏裁床蛔灰幌攣頤塹乃嘉絞劍?nbsp;

我在給我的東北師范大學物理系同一屆畢業的校友說：物體的自由下落是由于物體的“重性”，不是由于“外力”作用的結果，當然不是“地心引力”作用的結果了。此校友又說了：那為什么物體會自己“下落”？我回答道：那為什么不可以認為物體不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此會笑話我，如果物體自己下落，那我們還要研究它干嗎！是啊！僅僅如此認識還要研究它干嗎。我在上面不是說了嗎。僅僅把“自由落體”的原因歸于“重性”，不是科學。而重要的是，愛因斯坦把“重性”與“慣性”聯系了起來，認識到是同一的性質，那才是科學，才是科學的真正的價值。再下一步，就是怎樣改變原來力學知識結構的問題了。然而遺憾的是愛因斯坦有了正確的出發點，卻沒有完成改變原來力學知識結構（也就是力學理論結構的重組問題）任務。那為什么愛因斯坦沒有完成呢！當然是由于他的認識上的缺陷所造成的了，從而走了很大的彎路。愛因斯坦說卓別林的幽默能被全世界的人所理解，而卓別林說愛因斯坦的理論在這個世界上只有幾個人“理解”。依我看來，愛因斯坦的理論只有幾個人“理解”，正說明愛因斯坦本人也沒有真正“理解”，那更談不上那幾個人的“理解”了。真理應該是簡單明了的。然而遺憾的是，一些人把本來是一本“糊涂帳”的東西，自己不理解（也沒法理解）卻怪別人不理解，然后，又把它變得“高深莫測”，“高深莫測”了，才認為是真理，這是什么邏輯！愛因斯坦的“處境”（見前面的那句話）語言是非科學化的語言。而愛因斯坦對“等效原理”的“科學化”的描述，則是走向“彎路”的開始。

提要

等效原理是愛因斯坦廣義相對論理論的基本出發點，但是還有它的錯誤。牛頓力學的理論結構需要重新調整，也就是需要重新建立“公理化”體系。我的“慣性力學三定律”就是此新的公理化體系的嘗試。

一、等效原理的對與錯

有人說“等效原理”違背了力學的知識，這話不假。問題是對這個認識有兩個結果：一是全盤否定等效原理，而原來的力學知識是不可動搖的；二是這正說明了目前力學知識的局限性及不完整性，正是說明力學知識需要變革。（“等效原理”是獨立于牛頓三定律與引力定律之外的。）

從我的角度來看，等效原理所包含的客觀現象事實方面是不可否定的，是原來力學知識（牛頓力學）所沒有涉及到的客觀事實。所以，力學知識需要變革。愛因斯坦的偉大功績就在于看到了此客觀事實，且力圖變革牛頓力學的知識，從而建立了他的“廣義相對論”。愛因斯坦思想的精髓就是他在他的《狹義與廣義相對論淺說》一書中說的：“物體的同一性質按照不同的處境或表現為‘慣性’，或表現為‘重量’（字面意義是‘重性’）。”（注：讀者看一看！就連翻譯此文的譯者都回避“重性”這一詞，可見原來的力學知識的“慣性”。愛因斯坦在寫此話的時候是用加重號的，由此可見這是愛因斯坦思想的精髓。）如果說“蘋果自己落地”是由于它的“重性”，這等于白說，而愛因斯坦的偉大功績的偉大就在于把“重性”與“慣性”聯系了起來，認識到了它們是同一性質。把許多人看來是毫不相關的不同客觀現象聯系起來，認識到是同一的性質，這也許就是科學研究真正價值的最重要的體現。牛頓的偉大功績不在于“發現了萬有引力”，而是發現了“蘋果落地”現象與天體的公轉“向心加速度”屬于同一性質。我們不能怪牛頓把這同一性質歸于“引力”，因為在牛頓時代還沒有“演化”的觀念，沒有“場”的概念。牛頓作為一位嚴謹及嚴肅的科學家，僅肯定了在此問題上的自己的兩點成就：1.肯定了地球上的“重力”與天體“向心力”在性質上具有同一性；2.用數學方法表示了這個“引力”。而牛頓本人也一直懷疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛頓以后的人們至今，還把“萬有引力”當作牛頓的偉大發現。更可悲的是，從牛頓時代至今，許許多多的人把解決引力的“超距作用”變為“直接作用”問題當作畢生的研究方向。“引力”呀！“引”無數英雄競折腰。如果說牛頓把這個“同一性質”用“引力”一詞來表達是出于他的無奈，今天的人們可以原諒他的這種無奈，然而，今天的許多人還要承認這個“無奈”是偉大的發現，且絞盡腦汁去虛構什么“微粒子”（不管是什么名稱）來實現“直接作用”，那實在是太可悲了。我想起了中世紀教會里的教士們在爭論“一個針尖上能站住幾個天使”故事，今天的人們一定覺得這樣的“研究課題”實在是沒有意義。那我也可以說，“引力為什么會超距作用”的研究課題，對于后來的人們來說，也同樣是沒有任何意義的問題。既然是“引力”，依照“對立”思維，又依然有人弄出個什么“斥力子”，那實在是更可悲了。當然，我并不掩蓋我對他們的敬意，因為他們畢竟是“舍生忘死獻身于科學事業”的人們，而不是只為自己活著的人們。?頤遣壞貌環此嘉頤僑死嗨嘉娜畢萘恕H歡么腥畢蕕乃嘉ヌ剿魎嘉娜畢藎鞘翟謔翹蚜恕N頤俏裁床蛔灰幌攣頤塹乃嘉絞劍?nbsp;

我在給我的東北師范大學物理系同一屆畢業的校友說：物體的自由下落是由于物體的“重性”，不是由于“外力”作用的結果，當然不是“地心引力”作用的結果了。此校友又說了：那為什么物體會自己“下落”？我回答道：那為什么不可以認為物體不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此會笑話我，如果物體自己下落，那我們還要研究它干嗎！是啊！僅僅如此認識還要研究它干嗎。我在上面不是說了嗎。僅僅把“自由落體”的原因歸于“重性”，不是科學。而重要的是，愛因斯坦把“重性”與“慣性”聯系了起來，認識到是同一的性質，那才是科學，才是科學的真正的價值。再下一步，就是怎樣改變原來力學知識結構的問題了。然而遺憾的是愛因斯坦有了正確的出發點，卻沒有完成改變原來力學知識結構（也就是力學理論結構的重組問題）任務。那為什么愛因斯坦沒有完成呢！當然是由于他的認識上的缺陷所造成的了，從而走了很大的彎路。愛因斯坦說卓別林的幽默能被全世界的人所理解，而卓別林說愛因斯坦的理論在這個世界上只有幾個人“理解”。依我看來，愛因斯坦的理論只有幾個人“理解”，正說明愛因斯坦本人也沒有真正“理解”，那更談不上那幾個人的“理解”了。真理應該是簡單明了的。然而遺憾的是，一些人把本來是一本“糊涂帳”的東西，自己不理解（也沒法理解）卻怪別人不理解，然后，又把它變得“高深莫測”，“高深莫測”了，才認為是真理，這是什么邏輯！愛因斯坦的“處境”（見前面的那句話）語言是非科學化的語言。而愛因斯坦對“等效原理”的“科學化”的描述，則是走向“彎路”的開始。

提要

等效原理是愛因斯坦廣義相對論理論的基本出發點，但是還有它的錯誤。牛頓力學的理論結構需要重新調整，也就是需要重新建立“公理化”體系。我的“慣性力學三定律”就是此新的公理化體系的嘗試。

一、等效原理的對與錯

有人說“等效原理”違背了力學的知識，這話不假。問題是對這個認識有兩個結果：一是全盤否定等效原理，而原來的力學知識是不可動搖的；二是這正說明了目前力學知識的局限性及不完整性，正是說明力學知識需要變革。（“等效原理”是獨立于牛頓三定律與引力定律之外的。）

從我的角度來看，等效原理所包含的客觀現象事實方面是不可否定的，是原來力學知識（牛頓力學）所沒有涉及到的客觀事實。所以，力學知識需要變革。愛因斯坦的偉大功績就在于看到了此客觀事實，且力圖變革牛頓力學的知識，從而建立了他的“廣義相對論”。愛因斯坦思想的精髓就是他在他的《狹義與廣義相對論淺說》一書中說的：“物體的同一性質按照不同的處境或表現為‘慣性’，或表現為‘重量’（字面意義是‘重性’）。”（注：讀者看一看！就連翻譯此文的譯者都回避“重性”這一詞，可見原來的力學知識的“慣性”。愛因斯坦在寫此話的時候是用加重號的，由此可見這是愛因斯坦思想的精髓。）如果說“蘋果自己落地”是由于它的“重性”，這等于白說，而愛因斯坦的偉大功績的偉大就在于把“重性”與“慣性”聯系了起來，認識到了它們是同一性質。把許多人看來是毫不相關的不同客觀現象聯系起來，認識到是同一的性質，這也許就是科學研究真正價值的最重要的體現。牛頓的偉大功績不在于“發現了萬有引力”，而是發現了“蘋果落地”現象與天體的公轉“向心加速度”屬于同一性質。我們不能怪牛頓把這同一性質歸于“引力”，因為在牛頓時代還沒有“演化”的觀念，沒有“場”的概念。牛頓作為一位嚴謹及嚴肅的科學家，僅肯定了在此問題上的自己的兩點成就：1.肯定了地球上的“重力”與天體“向心力”在性質上具有同一性；2.用數學方法表示了這個“引力”。而牛頓本人也一直懷疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛頓以后的人們至今，還把“萬有引力”當作牛頓的偉大發現。更可悲的是，從牛頓時代至今，許許多多的人把解決引力的“超距作用”變為“直接作用”問題當作畢生的研究方向。“引力”呀！“引”無數英雄競折腰。如果說牛頓把這個“同一性質”用“引力”一詞來表達是出于他的無奈，今天的人們可以原諒他的這種無奈，然而，今天的許多人還要承認這個“無奈”是偉大的發現，且絞盡腦汁去虛構什么“微粒子”（不管是什么名稱）來實現“直接作用”，那實在是太可悲了。我想起了中世紀教會里的教士們在爭論“一個針尖上能站住幾個天使”故事，今天的人們一定覺得這樣的“研究課題”實在是沒有意義。那我也可以說，“引力為什么會超距作用”的研究課題，對于后來的人們來說，也同樣是沒有任何意義的問題。既然是“引力”，依照“對立”思維，又依然有人弄出個什么“斥力子”，那實在是更可悲了。當然，我并不掩蓋我對他們的敬意，因為他們畢竟是“舍生忘死獻身于科學事業”的人們，而不是只為自己活著的人們。我們不得不反思我們人類思維的缺陷了。然而，用帶有缺陷的思維去探索思維的缺陷，那實在是太難了。我們為什么不轉換一下我們的思維方式！

我在給我的東北師范大學物理系同一屆畢業的校友說：物體的自由下落是由于物體的“重性”，不是由于“外力”作用的結果，當然不是“地心引力”作用的結果了。此校友又說了：那為什么物體會自己“下落”？我回答道：那為什么不可以認為物體不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此會笑話我，如果物體自己下落，那我們還要研究它干嗎！是啊！僅僅如此認識還要研究它干嗎。我在上面不是說了嗎。僅僅把“自由落體”的原因歸于“重性”，不是科學。而重要的是，愛因斯坦把“重性”與“慣性”聯系了起來，認識到是同一的性質，那才是科學，才是科學的真正的價值。再下一步，就是怎樣改變原來力學知識結構的問題了。然而遺憾的是愛因斯坦有了正確的出發點，卻沒有完成改變原來力學知識結構（也就是力學理論結構的重組問題）任務。那為什么愛因斯坦沒有完成呢！當然是由于他的認識上的缺陷所造成的了，從而走了很大的彎路。愛因斯坦說卓別林的幽默能被全世界的人所理解，而卓別林說愛因斯坦的理論在這個世界上只有幾個人“理解”。依我看來，愛因斯坦的理論只有幾個人“理解”，正說明愛因斯坦本人也沒有真正“理解”，那更談不上那幾個人的“理解”了。真理應該是簡單明了的。然而遺憾的是，一些人把本來是一本“糊涂帳”的東西，自己不理解（也沒法理解）卻怪別人不理解，然后，又把它變得“高深莫測”，“高深莫測”了，才認為是真理，這是什么邏輯！愛因斯坦的“處境”（見前面的那句話）語言是非科學化的語言。而愛因斯坦對“等效原理”的“科學化”的描述，則是走向“彎路”的開始。

摘要

由於在現今資訊流通普遍的社會中，影像的需求量越來越大，影像的數位化是必然的趨勢。然而在數位化過的影像所占的資料量又相當龐大，在傳輸與處理上皆有所不便。將資料壓縮是最好的方法。如今有一新的模式，在壓縮率及還原度皆有不錯的表現，為其尚未有一標準的格式，故在應用上尚未普及。但在不久的未來，其潛力不可限量。而影像之於印刷有密不可分的關系。故以此篇文章介紹小波（WAVELET）轉換的歷史淵源。小波轉換的基礎原理。現今的發展對印刷業界的沖擊。影像壓縮的未來的發展。

壹、前言

由於科技日新月異，印刷已由傳統印刷走向數位印刷。在數位化的過程中，影像的資料一直有檔案過大的問題，占用記憶體過多，使資料在傳輸上、處理上都相當的費時，現今個人擁有TrueColor的視訊卡、24-bit的全彩印表機與掃描器已不再是天方夜譚了，而使用者對影像圖形的要求，不僅要色彩繁多、真實自然，更要搭配多媒體或動畫。但是相對的高畫質視覺享受，所要付出的代價是大量的儲存空間，使用者往往只能眼睜睜地看著體積龐大的圖檔占掉硬碟、磁帶和光碟片的空間；美麗的圖檔在親朋好友之間互通有無，是天經地義的事，但是用網路傳個640X480TrueColor圖形得花3分多鐘，常使人哈欠連連，大家不禁心生疑慮，難道圖檔不能壓縮得更小些嗎？如此報業在傳版時也可更快速。所以一種好的壓縮格式是不可或缺的，可以使影像所占的記憶體更小、更容易處理。但是目前市場上所用的壓縮模式，在壓縮的比率上并不理想，失去壓縮的意義。不然就是壓縮比例過大而造成影像失真，即使數學家與資訊理論學者日以繼夜，卯盡全力地為lossless編碼法找出更快速、更精彩的演算法，都無可避免一個尷尬的事實：壓縮率還是不夠好。再說用來印刷的話就造成影像模糊不清，或是影像出現鋸齒狀的現象。皆會造成印刷輸出的問題。影像壓縮技術是否真的窮途末路？請相信人類解決難題的潛力是無限的。既然舊有編碼法不夠管用，山不轉路轉，科學家便將注意力移轉到WAVELET轉換法，結果不但發現了滿意的解答，還開拓出一條光明的坦途。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論。小波分析，無論是作為數學理論的連續小波變換，還是作為分析工具和方法的離散小波變換，仍有許多可被研究的地方，它是近幾年來在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉（Fourier）分析的重要發展，他保留了傅氏理論的優點，又能克服其不足之處。可達到完全不失真，壓縮的比率也令人可以接受。由於其數學理論早在1960年代中葉就有人提出了，而到現在才有人將其應用於實際上，其理論仍有相當大的發展空間，而其實際運用也屬剛起步，其後續發展可說是不可限量。故研究的動機便由此而生。

貳、WAVELET的歷史起源

WAVELET源起於JosephFourier的熱力學公式。傅利葉方程式在十九世紀初期由JosephFourier(1768-1830)所提出，為現代信號分析奠定了基礎。在十九到二十世紀的基礎數學研究領域也占了極重要的地位。Fourier提出了任一方程式，甚至是畫出不連續圖形的方程式，都可以有一單純的分析式來表示。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論為傅利葉方程式的延伸。

摘要

由於在現今資訊流通普遍的社會中，影像的需求量越來越大，影像的數位化是必然的趨勢。然而在數位化過的影像所占的資料量又相當龐大，在傳輸與處理上皆有所不便。將資料壓縮是最好的方法。如今有一新的模式，在壓縮率及還原度皆有不錯的表現，為其尚未有一標準的格式，故在應用上尚未普及。但在不久的未來，其潛力不可限量。而影像之於印刷有密不可分的關系。故以此篇文章介紹小波（WAVELET）轉換的歷史淵源。小波轉換的基礎原理。現今的發展對印刷業界的沖擊。影像壓縮的未來的發展。

壹、前言

由於科技日新月異，印刷已由傳統印刷走向數位印刷。在數位化的過程中，影像的資料一直有檔案過大的問題，占用記憶體過多，使資料在傳輸上、處理上都相當的費時，現今個人擁有TrueColor的視訊卡、24-bit的全彩印表機與掃描器已不再是天方夜譚了，而使用者對影像圖形的要求，不僅要色彩繁多、真實自然，更要搭配多媒體或動畫。但是相對的高畫質視覺享受，所要付出的代價是大量的儲存空間，使用者往往只能眼睜睜地看著體積龐大的圖檔占掉硬碟、磁帶和光碟片的空間；美麗的圖檔在親朋好友之間互通有無，是天經地義的事，但是用網路傳個640X480TrueColor圖形得花3分多鐘，常使人哈欠連連，大家不禁心生疑慮，難道圖檔不能壓縮得更小些嗎？如此報業在傳版時也可更快速。所以一種好的壓縮格式是不可或缺的，可以使影像所占的記憶體更小、更容易處理。但是目前市場上所用的壓縮模式，在壓縮的比率上并不理想，失去壓縮的意義。不然就是壓縮比例過大而造成影像失真，即使數學家與資訊理論學者日以繼夜，卯盡全力地為lossless編碼法找出更快速、更精彩的演算法，都無可避免一個尷尬的事實：壓縮率還是不夠好。再說用來印刷的話就造成影像模糊不清，或是影像出現鋸齒狀的現象。皆會造成印刷輸出的問題。影像壓縮技術是否真的窮途末路？請相信人類解決難題的潛力是無限的。既然舊有編碼法不夠管用，山不轉路轉，科學家便將注意力移轉到WAVELET轉換法，結果不但發現了滿意的解答，還開拓出一條光明的坦途。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論。小波分析，無論是作為數學理論的連續小波變換，還是作為分析工具和方法的離散小波變換，仍有許多可被研究的地方，它是近幾年來在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利葉（Fourier）分析的重要發展，他保留了傅氏理論的優點，又能克服其不足之處。可達到完全不失真，壓縮的比率也令人可以接受。由於其數學理論早在1960年代中葉就有人提出了，而到現在才有人將其應用於實際上，其理論仍有相當大的發展空間，而其實際運用也屬剛起步，其後續發展可說是不可限量。故研究的動機便由此而生。

貳、WAVELET的歷史起源

WAVELET源起於JosephFourier的熱力學公式。傅利葉方程式在十九世紀初期由JosephFourier(1768-1830)所提出，為現代信號分析奠定了基礎。在十九到二十世紀的基礎數學研究領域也占了極重要的地位。Fourier提出了任一方程式，甚至是畫出不連續圖形的方程式，都可以有一單純的分析式來表示。小波分析是近幾年來才發展出來的數學理論為傅利葉方程式的延伸。