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选修课上找到灵感,湖南两名本科生改写向心力定律

来源:潇湘晨报作者:范典编辑: 丁蓉时间:2016-12-04 12:24:18

  汽车通过一座拱桥、轮船绕地球航行……它们所受的力是不是相同?湖南大学两位本科生解答了这个困扰科学家数百年的问题:都是向心力。LhK潇湘晨报网

  近日,湖南大学物理与微电子科学学院本科生胡樑栋、连丁坤以第一、二作者在《欧洲物理杂志C辑》(粒子与场论)在线发表论文,通讯作者为湖南大学物电院教授刘全慧教授,他们改写了向心力定律。LhK潇湘晨报网

  在物理学中,当一个物体局限在一条曲线上运动时,例如在匀速圆周运动中,会受到一个力;而当一个物体局限在曲面上运动时,例如蚂蚁绕圆球爬行、轮船绕地球航行,甚至地球绕太阳旋转等,会受到另外一个力。不同的情况下,表达这种力的公式各有不同。LhK潇湘晨报网

  对这些力的研究从十七世纪物理学的鼻祖牛顿最初研究开始,基本上一直沿两条线研究,没有人能够把它们统一到一个标准的公式之下。LhK潇湘晨报网

  在刘全慧的指导下,胡樑栋、连丁坤两位本科生将向心力的公式加以改造,发现线和面上的力是同一个力:可以统称为向心力。刘全慧说,新的向心力定律具有极大的普适性,不仅仅包括了三维空间的曲线和曲面上的运动,还包括了任意维空间中的类似运动。LhK潇湘晨报网

  “寻找规律的统一性是物理学的根本任务之一”,刘全慧说,牛顿用万有引力统一了星球的运动规律,爱因斯坦发现广义相对论同时解释了星球的运动和宇宙的演化。胡樑栋和连丁坤的成果,也在寻找规律的统一性上做出了一点贡献。LhK潇湘晨报网

  “我记得大概是今年4月的时候,当时在上一节选修课,突然有了灵感,居然在稿纸上演算出来了。”胡樑栋说,刘全慧老师后来又帮他们补上了一个漏洞,然后撰写论文。记者范典LhK潇湘晨报网

  计划LhK潇湘晨报网

  两人放弃保研,打算申请美国名校LhK潇湘晨报网

  胡樑栋来自江西上饶,20出头,就已经有不少白发,他是本次论文的主要贡献者之一。连丁坤老家在福建泉州。两三个月前,他们还是门外汉,那时候,他们缺乏理论物理的专业知识,解决这个问题所需的微分几何知识,他们甚至没有学过,只能够去数学院边蹭课、边做课题。LhK潇湘晨报网

  今年9月,论文基本成型,也到了研究生推免的时候,胡樑栋的成绩年级第四,他本来计划申请中科大或是中科院的研究生;连丁坤排在班级第五,打算申请中科大和中山大学。但他俩最后都放弃了国内保研的资格。LhK潇湘晨报网

  “申请出国留学是临时决定的,刘老师也认为我们可以尝试一下。”胡樑栋说,他们的英语都比较差,目前还没有考托福、GRE,打算明年继续留在学校跟刘全慧老师做科研,同时全力准备英语考试。LhK潇湘晨报网

  “刘老师给我们推荐了加州大学伯克利分校,但是那里的物理真的太强了,每年都有很多优秀的学生申请。”连丁坤说,他的目标学校是加州理工学院,胡樑栋的目标是普林斯顿大学,申请难度都很大。      记者范典LhK潇湘晨报网