地球物理论文范文10篇

摘要：面波勘探是近年发展起来的一种新的浅层地球物理勘探方法，具有简便、快速、经济、分辨率高、成果直观、适用场地小等优点，已在许多领域得到应用，并取得了良好的应用效果。文章介绍了面波勘探技术的发展概况、探测原理、主要特点及其野外测试方法，对其应用范围及目前存在的问题作了说明，并给出一个应用实例。

关键词：瑞利面波地震勘探瞬态法频散曲线

1前言

面波勘探，也称弹性波频率测深，是国内外近几年发展起来的一种新的浅层地震勘探方法。面波分为瑞利波（R波）和拉夫波（L波），而R波在振动波组中能量最强、振幅最大、频率最低，容易识别也易于测量，所以面波勘探一般是指瑞利面波勘探。

人们根据激振震源的不同，又把面波勘探分为①稳态法、②瞬态法、③无源法。它们的测试原理是相同的，只是产生面波的震源不同罢了。

1938年德国土力学协会首次尝试用稳态振动来检测岩土的各种弹性力学参数。1960年美国密西西比陆军工程队水陆试验所开始开发类似的技术方法，但由于当时技术条件的限制，均未获得成功。70年代初美国F·K·Chang等人利用瞬态激振产生的瑞利波来研究浅部地质问题，并于1973年在第42届国际地球物理勘探年会上发表了“RayleighWaveDispersionTechniqueforRapidSubsurfaceExploration”（瞬态面波在浅层勘探中的应用）论文，报道了有关的研究成果。在稳态方面，直到80年代初，日本的VIC株式会社经过多年的研究试制，推出了GR－810佐藤式全自动地下勘探机，才使该项物探技术在浅层工程勘察工作中得以应用。通过几年的实践和初步研究，R波在岩土工程勘察中的应用大致分为以下几个方面：

地质类专业以地球作为研究对象，以矿产资源勘查与开发、建筑物地基及地下工程的施工、地质灾害的治理和地下深部科学探测为服务领域，涉及到资源和环境两大主题。人类一直在进行着四大科学探索工程——“上天、入地、下海、登极”，它们都与地球科学技术有深厚的联系。到2020年我国将实现全面建设小康社会的奋斗目标，要走新型工业化道路，大力实施科教兴国战略和可持续发展战略。实现上述目标，离不开资源与环境问题。资源是人类社会活动文明的物质基础，是人类可持续发展的重要支柱，也是国家安全的重要保障因素。而环境问题关注的焦点已经从局部地方的工业公害转移到全球和区域的环境问题上来，成为地球科学研究的重要内容。资源的枯竭，迫使人类去勘探开发埋藏更深、条件更艰苦的新型资源；环境的恶化，则需要人类探索更深层次的原因，从根本上规避或消除影响因素。这些工作都需要科学家们利用地质的技术手段来了解最直接的信息。因此，在未来，培养满足社会可持续发展需要的地质类专业人才，是高等教育的重要任务。地质工程专业发展战略的根本问题主要是培养什么样的人才、怎样培养和培养多少人才的问题。

一、地质工程专业人才培养的战略目标

1．我国地质工程专业办学现状

2O世纪9O年代，我国设有地质类专业的学校共有61所，分别属于15个部委、8个行业公司和省市政府。其中，工科类地质专业15个。1993年，国家教委颁布《普通高等学校本科专业目录和专业简介》，工科类地质及相关专业也有1O多个，主要有：矿产地质勘查、水文地质与工程地质、应用地球物理、应用地球化学、勘察工程、石油工程、石油与天然气地质勘查等专业。1998年国家教委颁发的引导性目录中，将所有工科地质类专业合并成一个大专业——地质工程专业。目前，国内办有“地质工程”专业的大学有：中南大学、西南科技大学、西安科技学院、长安大学、安徽理工大学、山东科技大学、焦作工学院、河海大学、华北水利水电学院、中国矿业大学、西南交通大学、石油大学、同济大学、南京大学、兰州大学等；办有“勘查技术与工程”专业的大学有：中国地质大学、成都理工大学、吉林大学、石油大学等2O所；办有“资源勘查工程”专业的大学有：中国地质大学、贵州大学、昆明理工大学、吉林大学、长安大学等24所。由于这些学校原属于不同的行业部委，其侧重点不同，为了保持原行业的需要和特色，在这个地质工程专业名称下，各学校根据需要各有不同侧重面，有的侧重煤炭，有的侧重石油，有的侧重有色金属，有的侧重工程等方面。因此，同一个专业，各学校设置的课程就有很大差异，培养规格也不一样，这对于专业评估、管理等方面都造成了困难。

2．国外地质类专业教育现状

第二次世界大战后，各国都积极致力于经济发展，世界经济出现了空前的繁荣，但随之产生了诸如人口膨胀、资源枯竭、能源危机、环境恶化、生态失衡和灾害频繁等严重的社会问题。特别是资源和环境问题，是国际上共同面临的重大问题。它涉及政治、经济、科学技术、文化、社会价值观念与伦理道德、法律和政府政策等方方面面，十分错综复杂，这单靠科技进步和工程创新是无法解决的。必须从可持续发展的需要出发，由自然科学和社会科学联手方能解决。因此，国外在培养地质工程师时，强调学会综合运用多学科的知识去研究和解决问题。严格说来，国外的高等院校内没有地质工程专业，地质工科教育一般在工程领域，所设的地质类专业大多没有细分，只设“地质学”或“地球科学”专业所设课程除了数、理、化等基础课外，主要是地质学科的基本原理类课程，如构造地质学、岩石学、矿物学、地层学、地球物理学、地球化学、地质学、环境地质学、古气候学、结晶学等，方法技术类课程较少。从设立的课程可以看出，他们培养的学生主要侧重于地质学基本原理的掌握和社会可持续发展的需要。且招生规模较小，一般一个专业每年只招收1O余名学生。但是，要求学生对地质工作方法有全面的掌握，在高年级学习了一定的专业课程后，一般要求学生利用假期参加地质工程实习，因此，培养出来的学生一般仍然具有较强的科研实际工作能力，在走向社会后很快能适应自己的工作。

中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院成立于2009年5月18日．下设能源地质系、地质工程与环境系、地球物理与信息系、测绘与土地利用系、遥感与地理信息系。在编教师47人。目前在籍学生分布在地质工程、测绘工程、资源环境与城乡规划管理和地理信息系统四个专业，2008—2009学年度学院教师共开设本科生考试、考查课程6l门共计2604学时，其中含实验和上机环节的课程38门，实验课234学时，上机课230学时；集中实践教学环节(不包括毕业实习)共开课21门计51周。众所周知，地测类专业实践性强，教学过程中除了课堂讲授外还要有大量的实验和集中实践与之相配合．以巩固和验证所学理论知识．达到理论与实践相结合，提高学生实际动手能力和解决实际问题能力的目的。本文从实验室建设与制度建设、校外实习基地建设、大学生创新性实验计划的实施、教学改革和质量工程建设、结合科研选题并加强毕业论文指导等方面介绍学院的经验与探索。

1教学改革与经验

1．1实验室建设与制度建设

按照学校“十一五”实验室建设规划．学员从实验教学体系、实验队伍、管理模式、设备与环境等方面人手，有计划、有步骤地进行实验教学的研究、探索、改革与优化。2009年重点建设了地质综合实验室、煤田地质勘探实验室、数字空间信息综合分析实．验室和空间信息采集与数字测绘实验室，累计建设资金356．9万元。实验条件的改善，更新了实验教学内容，改进了实验教学方法，优化了实验教学环境。综合性、设计型和创新性实验项目比例达到了90％。为本科生的集中实践、科研训练、专业综合设计、毕业设计等的顺利开展提供了条件保障。为加大实验室开放力度，充分发挥仪器设备效能，逐步实现实验室的规范化管理，学院成立了地测实验中心，与系级机构平级，由学院统一管理，打通使用。目前已初步制定了实验室开放制度(试行)、实验教学管理办法(试行)、学生实验守则(试行)、实验教学规范(试行)等制度外，还初步制定了实习报销制度与原则、实验设备管理和赔偿制度(试行)、实验室危险化学品应急预案(试行)等规范管理文件。通过实验条件建设和管理制度建设，保证了实践教学的有序、规范运行。

1．2加强实习基地建设。拓展校外实践渠道

建立健全校外实习基地管理制度。明确实习基地承担的义务和指导教师的岗位职责，实现基地的稳定运行．是专业实习、毕业实习的时间和质量以及适应不断更新的实践教学内容的保障。2009年学院根据人才需求和新形势的要求，本着互利互惠的原则．经协商建立了9个校外实践教学基地，分别为湖南省煤田地质局、中国煤炭地质总局青海煤炭地质局、云南煤炭地质勘察院、河南煤炭地质勘探研究院、北京三鼎光电仪器有限公司、北京城建集团地铁地基市政工程有限公司、北京城建勘察设计研究院有限责任公司和京煤集团等；此外，学院与神华(北京)遥感勘查有限责任公司达成了全面合作协议，在学生实习与就业方面，神华(北京)遥感勘查有限责任公司将优先接收学院学生到单位进行专业实践和安排就业。实习基地的建设，不仅使实验教学内容与科研、工程和社会应用实践紧密结合，而且拓宽了实践办学途径，弥补了校内实验条件的不足，保证了实践教学的有序运行，也拓展了学生就业渠道和空间。学院重视地质类和测绘类专业的实习和集中实践教学，在实习任务下达之初，学院和各系统一安排部署，指定有经验的带队教师，结合实习基地条件和特点，确定实习内容和要求，准备相应的实习指导书；实习前再召开动员大会，强调实习的意义、明确实习的内容、要求和注意事项；实习过程中及时了解和掌握学生的思想、动态和实习进度，努力解决存在的学习和生活问题：实习后一周内提交符合格式要求的实习报告，根据实习报告质量、实习表现、出勤情况等给出成绩。并召开总结和讲评会，指出取得的成绩、存在的不足和后续有待改进的地方．实习报告全部在学院归档保存。从目前的运行结果看总体效果良好，达到了理论与实践相结合、锻炼学生分析解决实际问题的能力。

提要

等效原理是爱因斯坦广义相对论理论的基本出发点，但是还有它的错误。牛顿力学的理论结构需要重新调整，也就是需要重新建立“公理化”体系。我的“惯性力学三定律”就是此新的公理化体系的尝试。

一、等效原理的对与错

有人说“等效原理”违背了力学的知识，这话不假。问题是对这个认识有两个结果：一是全盘否定等效原理，而原来的力学知识是不可动摇的；二是这正说明了目前力学知识的局限性及不完整性，正是说明力学知识需要变革。（“等效原理”是独立于牛顿三定律与引力定律之外的。）

从我的角度来看，等效原理所包含的客观现象事实方面是不可否定的，是原来力学知识（牛顿力学）所没有涉及到的客观事实。所以，力学知识需要变革。爱因斯坦的伟大功绩就在于看到了此客观事实，且力图变革牛顿力学的知识，从而建立了他的“广义相对论”。爱因斯坦思想的精髓就是他在他的《狭义与广义相对论浅说》一书中说的：“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重量’（字面意义是‘重性’）。”（注：读者看一看！就连翻译此文的译者都回避“重性”这一词，可见原来的力学知识的“惯性”。爱因斯坦在写此话的时候是用加重号的，由此可见这是爱因斯坦思想的精髓。）如果说“苹果自己落地”是由于它的“重性”，这等于白说，而爱因斯坦的伟大功绩的伟大就在于把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到了它们是同一性质。把许多人看来是毫不相关的不同客观现象联系起来，认识到是同一的性质，这也许就是科学研究真正价值的最重要的体现。牛顿的伟大功绩不在于“发现了万有引力”，而是发现了“苹果落地”现象与天体的公转“向心加速度”属于同一性质。我们不能怪牛顿把这同一性质归于“引力”，因为在牛顿时代还没有“演化”的观念，没有“场”的概念。牛顿作为一位严谨及严肃的科学家，仅肯定了在此问题上的自己的两点成就：1.肯定了地球上的“重力”与天体“向心力”在性质上具有同一性；2.用数学方法表示了这个“引力”。而牛顿本人也一直怀疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛顿以后的人们至今，还把“万有引力”当作牛顿的伟大发现。更可悲的是，从牛顿时代至今，许许多多的人把解决引力的“超距作用”变为“直接作用”问题当作毕生的研究方向。“引力”呀！“引”无数英雄竞折腰。如果说牛顿把这个“同一性质”用“引力”一词来表达是出于他的无奈，今天的人们可以原谅他的这种无奈，然而，今天的许多人还要承认这个“无奈”是伟大的发现，且绞尽脑汁去虚构什么“微粒子”（不管是什么名称）来实现“直接作用”，那实在是太可悲了。我想起了中世纪教会里的教士们在争论“一个针尖上能站住几个天使”故事，今天的人们一定觉得这样的“研究课题”实在是没有意义。那我也可以说，“引力为什么会超距作用”的研究课题，对于后来的人们来说，也同样是没有任何意义的问题。既然是“引力”，依照“对立”思维，又依然有人弄出个什么“斥力子”，那实在是更可悲了。当然，我并不掩盖我对他们的敬意，因为他们毕竟是“舍生忘死献身于科学事业”的人们，而不是只为自己活着的人们。?颐遣坏貌环此嘉颐侨死嗨嘉娜毕萘恕H欢么腥毕莸乃嘉ヌ剿魉嘉娜毕荩鞘翟谑翘蚜恕N颐俏裁床蛔灰幌挛颐堑乃嘉绞剑?nbsp;

我在给我的东北师范大学物理系同一届毕业的校友说：物体的自由下落是由于物体的“重性”，不是由于“外力”作用的结果，当然不是“地心引力”作用的结果了。此校友又说了：那为什么物体会自己“下落”？我回答道：那为什么不可以认为物体不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此会笑话我，如果物体自己下落，那我们还要研究它干吗！是啊！仅仅如此认识还要研究它干吗。我在上面不是说了吗。仅仅把“自由落体”的原因归于“重性”，不是科学。而重要的是，爱因斯坦把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到是同一的性质，那才是科学，才是科学的真正的价值。再下一步，就是怎样改变原来力学知识结构的问题了。然而遗憾的是爱因斯坦有了正确的出发点，却没有完成改变原来力学知识结构（也就是力学理论结构的重组问题）任务。那为什么爱因斯坦没有完成呢！当然是由于他的认识上的缺陷所造成的了，从而走了很大的弯路。爱因斯坦说卓别林的幽默能被全世界的人所理解，而卓别林说爱因斯坦的理论在这个世界上只有几个人“理解”。依我看来，爱因斯坦的理论只有几个人“理解”，正说明爱因斯坦本人也没有真正“理解”，那更谈不上那几个人的“理解”了。真理应该是简单明了的。然而遗憾的是，一些人把本来是一本“糊涂帐”的东西，自己不理解（也没法理解）却怪别人不理解，然后，又把它变得“高深莫测”，“高深莫测”了，才认为是真理，这是什么逻辑！爱因斯坦的“处境”（见前面的那句话）语言是非科学化的语言。而爱因斯坦对“等效原理”的“科学化”的描述，则是走向“弯路”的开始。

提要

等效原理是爱因斯坦广义相对论理论的基本出发点，但是还有它的错误。牛顿力学的理论结构需要重新调整，也就是需要重新建立“公理化”体系。我的“惯性力学三定律”就是此新的公理化体系的尝试。

一、等效原理的对与错

有人说“等效原理”违背了力学的知识，这话不假。问题是对这个认识有两个结果：一是全盘否定等效原理，而原来的力学知识是不可动摇的；二是这正说明了目前力学知识的局限性及不完整性，正是说明力学知识需要变革。（“等效原理”是独立于牛顿三定律与引力定律之外的。）

从我的角度来看，等效原理所包含的客观现象事实方面是不可否定的，是原来力学知识（牛顿力学）所没有涉及到的客观事实。所以，力学知识需要变革。爱因斯坦的伟大功绩就在于看到了此客观事实，且力图变革牛顿力学的知识，从而建立了他的“广义相对论”。爱因斯坦思想的精髓就是他在他的《狭义与广义相对论浅说》一书中说的：“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重量’（字面意义是‘重性’）。”（注：读者看一看！就连翻译此文的译者都回避“重性”这一词，可见原来的力学知识的“惯性”。爱因斯坦在写此话的时候是用加重号的，由此可见这是爱因斯坦思想的精髓。）如果说“苹果自己落地”是由于它的“重性”，这等于白说，而爱因斯坦的伟大功绩的伟大就在于把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到了它们是同一性质。把许多人看来是毫不相关的不同客观现象联系起来，认识到是同一的性质，这也许就是科学研究真正价值的最重要的体现。牛顿的伟大功绩不在于“发现了万有引力”，而是发现了“苹果落地”现象与天体的公转“向心加速度”属于同一性质。我们不能怪牛顿把这同一性质归于“引力”，因为在牛顿时代还没有“演化”的观念，没有“场”的概念。牛顿作为一位严谨及严肃的科学家，仅肯定了在此问题上的自己的两点成就：1.肯定了地球上的“重力”与天体“向心力”在性质上具有同一性；2.用数学方法表示了这个“引力”。而牛顿本人也一直怀疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛顿以后的人们至今，还把“万有引力”当作牛顿的伟大发现。更可悲的是，从牛顿时代至今，许许多多的人把解决引力的“超距作用”变为“直接作用”问题当作毕生的研究方向。“引力”呀！“引”无数英雄竞折腰。如果说牛顿把这个“同一性质”用“引力”一词来表达是出于他的无奈，今天的人们可以原谅他的这种无奈，然而，今天的许多人还要承认这个“无奈”是伟大的发现，且绞尽脑汁去虚构什么“微粒子”（不管是什么名称）来实现“直接作用”，那实在是太可悲了。我想起了中世纪教会里的教士们在争论“一个针尖上能站住几个天使”故事，今天的人们一定觉得这样的“研究课题”实在是没有意义。那我也可以说，“引力为什么会超距作用”的研究课题，对于后来的人们来说，也同样是没有任何意义的问题。既然是“引力”，依照“对立”思维，又依然有人弄出个什么“斥力子”，那实在是更可悲了。当然，我并不掩盖我对他们的敬意，因为他们毕竟是“舍生忘死献身于科学事业”的人们，而不是只为自己活着的人们。?颐遣坏貌环此嘉颐侨死嗨嘉娜毕萘恕H欢么腥毕莸乃嘉ヌ剿魉嘉娜毕荩鞘翟谑翘蚜恕N颐俏裁床蛔灰幌挛颐堑乃嘉绞剑?nbsp;

我在给我的东北师范大学物理系同一届毕业的校友说：物体的自由下落是由于物体的“重性”，不是由于“外力”作用的结果，当然不是“地心引力”作用的结果了。此校友又说了：那为什么物体会自己“下落”？我回答道：那为什么不可以认为物体不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此会笑话我，如果物体自己下落，那我们还要研究它干吗！是啊！仅仅如此认识还要研究它干吗。我在上面不是说了吗。仅仅把“自由落体”的原因归于“重性”，不是科学。而重要的是，爱因斯坦把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到是同一的性质，那才是科学，才是科学的真正的价值。再下一步，就是怎样改变原来力学知识结构的问题了。然而遗憾的是爱因斯坦有了正确的出发点，却没有完成改变原来力学知识结构（也就是力学理论结构的重组问题）任务。那为什么爱因斯坦没有完成呢！当然是由于他的认识上的缺陷所造成的了，从而走了很大的弯路。爱因斯坦说卓别林的幽默能被全世界的人所理解，而卓别林说爱因斯坦的理论在这个世界上只有几个人“理解”。依我看来，爱因斯坦的理论只有几个人“理解”，正说明爱因斯坦本人也没有真正“理解”，那更谈不上那几个人的“理解”了。真理应该是简单明了的。然而遗憾的是，一些人把本来是一本“糊涂帐”的东西，自己不理解（也没法理解）却怪别人不理解，然后，又把它变得“高深莫测”，“高深莫测”了，才认为是真理，这是什么逻辑！爱因斯坦的“处境”（见前面的那句话）语言是非科学化的语言。而爱因斯坦对“等效原理”的“科学化”的描述，则是走向“弯路”的开始。

提要

等效原理是爱因斯坦广义相对论理论的基本出发点，但是还有它的错误。牛顿力学的理论结构需要重新调整，也就是需要重新建立“公理化”体系。我的“惯性力学三定律”就是此新的公理化体系的尝试。

一、等效原理的对与错

有人说“等效原理”违背了力学的知识，这话不假。问题是对这个认识有两个结果：一是全盘否定等效原理，而原来的力学知识是不可动摇的；二是这正说明了目前力学知识的局限性及不完整性，正是说明力学知识需要变革。（“等效原理”是独立于牛顿三定律与引力定律之外的。）

从我的角度来看，等效原理所包含的客观现象事实方面是不可否定的，是原来力学知识（牛顿力学）所没有涉及到的客观事实。所以，力学知识需要变革。爱因斯坦的伟大功绩就在于看到了此客观事实，且力图变革牛顿力学的知识，从而建立了他的“广义相对论”。爱因斯坦思想的精髓就是他在他的《狭义与广义相对论浅说》一书中说的：“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重量’（字面意义是‘重性’）。”（注：读者看一看！就连翻译此文的译者都回避“重性”这一词，可见原来的力学知识的“惯性”。爱因斯坦在写此话的时候是用加重号的，由此可见这是爱因斯坦思想的精髓。）如果说“苹果自己落地”是由于它的“重性”，这等于白说，而爱因斯坦的伟大功绩的伟大就在于把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到了它们是同一性质。把许多人看来是毫不相关的不同客观现象联系起来，认识到是同一的性质，这也许就是科学研究真正价值的最重要的体现。牛顿的伟大功绩不在于“发现了万有引力”，而是发现了“苹果落地”现象与天体的公转“向心加速度”属于同一性质。我们不能怪牛顿把这同一性质归于“引力”，因为在牛顿时代还没有“演化”的观念，没有“场”的概念。牛顿作为一位严谨及严肃的科学家，仅肯定了在此问题上的自己的两点成就：1.肯定了地球上的“重力”与天体“向心力”在性质上具有同一性；2.用数学方法表示了这个“引力”。而牛顿本人也一直怀疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛顿以后的人们至今，还把“万有引力”当作牛顿的伟大发现。更可悲的是，从牛顿时代至今，许许多多的人把解决引力的“超距作用”变为“直接作用”问题当作毕生的研究方向。“引力”呀！“引”无数英雄竞折腰。如果说牛顿把这个“同一性质”用“引力”一词来表达是出于他的无奈，今天的人们可以原谅他的这种无奈，然而，今天的许多人还要承认这个“无奈”是伟大的发现，且绞尽脑汁去虚构什么“微粒子”（不管是什么名称）来实现“直接作用”，那实在是太可悲了。我想起了中世纪教会里的教士们在争论“一个针尖上能站住几个天使”故事，今天的人们一定觉得这样的“研究课题”实在是没有意义。那我也可以说，“引力为什么会超距作用”的研究课题，对于后来的人们来说，也同样是没有任何意义的问题。既然是“引力”，依照“对立”思维，又依然有人弄出个什么“斥力子”，那实在是更可悲了。当然，我并不掩盖我对他们的敬意，因为他们毕竟是“舍生忘死献身于科学事业”的人们，而不是只为自己活着的人们。?颐遣坏貌环此嘉颐侨死嗨嘉娜毕萘恕H欢么腥毕莸乃嘉ヌ剿魉嘉娜毕荩鞘翟谑翘蚜恕N颐俏裁床蛔灰幌挛颐堑乃嘉绞剑?nbsp;

我在给我的东北师范大学物理系同一届毕业的校友说：物体的自由下落是由于物体的“重性”，不是由于“外力”作用的结果，当然不是“地心引力”作用的结果了。此校友又说了：那为什么物体会自己“下落”？我回答道：那为什么不可以认为物体不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此会笑话我，如果物体自己下落，那我们还要研究它干吗！是啊！仅仅如此认识还要研究它干吗。我在上面不是说了吗。仅仅把“自由落体”的原因归于“重性”，不是科学。而重要的是，爱因斯坦把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到是同一的性质，那才是科学，才是科学的真正的价值。再下一步，就是怎样改变原来力学知识结构的问题了。然而遗憾的是爱因斯坦有了正确的出发点，却没有完成改变原来力学知识结构（也就是力学理论结构的重组问题）任务。那为什么爱因斯坦没有完成呢！当然是由于他的认识上的缺陷所造成的了，从而走了很大的弯路。爱因斯坦说卓别林的幽默能被全世界的人所理解，而卓别林说爱因斯坦的理论在这个世界上只有几个人“理解”。依我看来，爱因斯坦的理论只有几个人“理解”，正说明爱因斯坦本人也没有真正“理解”，那更谈不上那几个人的“理解”了。真理应该是简单明了的。然而遗憾的是，一些人把本来是一本“糊涂帐”的东西，自己不理解（也没法理解）却怪别人不理解，然后，又把它变得“高深莫测”，“高深莫测”了，才认为是真理，这是什么逻辑！爱因斯坦的“处境”（见前面的那句话）语言是非科学化的语言。而爱因斯坦对“等效原理”的“科学化”的描述，则是走向“弯路”的开始。

提要

等效原理是爱因斯坦广义相对论理论的基本出发点，但是还有它的错误。牛顿力学的理论结构需要重新调整，也就是需要重新建立“公理化”体系。我的“惯性力学三定律”就是此新的公理化体系的尝试。

一、等效原理的对与错

有人说“等效原理”违背了力学的知识，这话不假。问题是对这个认识有两个结果：一是全盘否定等效原理，而原来的力学知识是不可动摇的；二是这正说明了目前力学知识的局限性及不完整性，正是说明力学知识需要变革。（“等效原理”是独立于牛顿三定律与引力定律之外的。）

从我的角度来看，等效原理所包含的客观现象事实方面是不可否定的，是原来力学知识（牛顿力学）所没有涉及到的客观事实。所以，力学知识需要变革。爱因斯坦的伟大功绩就在于看到了此客观事实，且力图变革牛顿力学的知识，从而建立了他的“广义相对论”。爱因斯坦思想的精髓就是他在他的《狭义与广义相对论浅说》一书中说的：“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重量’（字面意义是‘重性’）。”（注：读者看一看！就连翻译此文的译者都回避“重性”这一词，可见原来的力学知识的“惯性”。爱因斯坦在写此话的时候是用加重号的，由此可见这是爱因斯坦思想的精髓。）如果说“苹果自己落地”是由于它的“重性”，这等于白说，而爱因斯坦的伟大功绩的伟大就在于把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到了它们是同一性质。把许多人看来是毫不相关的不同客观现象联系起来，认识到是同一的性质，这也许就是科学研究真正价值的最重要的体现。牛顿的伟大功绩不在于“发现了万有引力”，而是发现了“苹果落地”现象与天体的公转“向心加速度”属于同一性质。我们不能怪牛顿把这同一性质归于“引力”，因为在牛顿时代还没有“演化”的观念，没有“场”的概念。牛顿作为一位严谨及严肃的科学家，仅肯定了在此问题上的自己的两点成就：1.肯定了地球上的“重力”与天体“向心力”在性质上具有同一性；2.用数学方法表示了这个“引力”。而牛顿本人也一直怀疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛顿以后的人们至今，还把“万有引力”当作牛顿的伟大发现。更可悲的是，从牛顿时代至今，许许多多的人把解决引力的“超距作用”变为“直接作用”问题当作毕生的研究方向。“引力”呀！“引”无数英雄竞折腰。如果说牛顿把这个“同一性质”用“引力”一词来表达是出于他的无奈，今天的人们可以原谅他的这种无奈，然而，今天的许多人还要承认这个“无奈”是伟大的发现，且绞尽脑汁去虚构什么“微粒子”（不管是什么名称）来实现“直接作用”，那实在是太可悲了。我想起了中世纪教会里的教士们在争论“一个针尖上能站住几个天使”故事，今天的人们一定觉得这样的“研究课题”实在是没有意义。那我也可以说，“引力为什么会超距作用”的研究课题，对于后来的人们来说，也同样是没有任何意义的问题。既然是“引力”，依照“对立”思维，又依然有人弄出个什么“斥力子”，那实在是更可悲了。当然，我并不掩盖我对他们的敬意，因为他们毕竟是“舍生忘死献身于科学事业”的人们，而不是只为自己活着的人们。我们不得不反思我们人类思维的缺陷了。然而，用带有缺陷的思维去探索思维的缺陷，那实在是太难了。我们为什么不转换一下我们的思维方式！

我在给我的东北师范大学物理系同一届毕业的校友说：物体的自由下落是由于物体的“重性”，不是由于“外力”作用的结果，当然不是“地心引力”作用的结果了。此校友又说了：那为什么物体会自己“下落”？我回答道：那为什么不可以认为物体不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此会笑话我，如果物体自己下落，那我们还要研究它干吗！是啊！仅仅如此认识还要研究它干吗。我在上面不是说了吗。仅仅把“自由落体”的原因归于“重性”，不是科学。而重要的是，爱因斯坦把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到是同一的性质，那才是科学，才是科学的真正的价值。再下一步，就是怎样改变原来力学知识结构的问题了。然而遗憾的是爱因斯坦有了正确的出发点，却没有完成改变原来力学知识结构（也就是力学理论结构的重组问题）任务。那为什么爱因斯坦没有完成呢！当然是由于他的认识上的缺陷所造成的了，从而走了很大的弯路。爱因斯坦说卓别林的幽默能被全世界的人所理解，而卓别林说爱因斯坦的理论在这个世界上只有几个人“理解”。依我看来，爱因斯坦的理论只有几个人“理解”，正说明爱因斯坦本人也没有真正“理解”，那更谈不上那几个人的“理解”了。真理应该是简单明了的。然而遗憾的是，一些人把本来是一本“糊涂帐”的东西，自己不理解（也没法理解）却怪别人不理解，然后，又把它变得“高深莫测”，“高深莫测”了，才认为是真理，这是什么逻辑！爱因斯坦的“处境”（见前面的那句话）语言是非科学化的语言。而爱因斯坦对“等效原理”的“科学化”的描述，则是走向“弯路”的开始。

提要

等效原理是爱因斯坦广义相对论理论的基本出发点，但是还有它的错误。牛顿力学的理论结构需要重新调整，也就是需要重新建立“公理化”体系。我的“惯性力学三定律”就是此新的公理化体系的尝试。

一、等效原理的对与错

有人说“等效原理”违背了力学的知识，这话不假。问题是对这个认识有两个结果：一是全盘否定等效原理，而原来的力学知识是不可动摇的；二是这正说明了目前力学知识的局限性及不完整性，正是说明力学知识需要变革。（“等效原理”是独立于牛顿三定律与引力定律之外的。）

从我的角度来看，等效原理所包含的客观现象事实方面是不可否定的，是原来力学知识（牛顿力学）所没有涉及到的客观事实。所以，力学知识需要变革。爱因斯坦的伟大功绩就在于看到了此客观事实，且力图变革牛顿力学的知识，从而建立了他的“广义相对论”。爱因斯坦思想的精髓就是他在他的《狭义与广义相对论浅说》一书中说的：“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重量’（字面意义是‘重性’）。”（注：读者看一看！就连翻译此文的译者都回避“重性”这一词，可见原来的力学知识的“惯性”。爱因斯坦在写此话的时候是用加重号的，由此可见这是爱因斯坦思想的精髓。）如果说“苹果自己落地”是由于它的“重性”，这等于白说，而爱因斯坦的伟大功绩的伟大就在于把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到了它们是同一性质。把许多人看来是毫不相关的不同客观现象联系起来，认识到是同一的性质，这也许就是科学研究真正价值的最重要的体现。牛顿的伟大功绩不在于“发现了万有引力”，而是发现了“苹果落地”现象与天体的公转“向心加速度”属于同一性质。我们不能怪牛顿把这同一性质归于“引力”，因为在牛顿时代还没有“演化”的观念，没有“场”的概念。牛顿作为一位严谨及严肃的科学家，仅肯定了在此问题上的自己的两点成就：1.肯定了地球上的“重力”与天体“向心力”在性质上具有同一性；2.用数学方法表示了这个“引力”。而牛顿本人也一直怀疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛顿以后的人们至今，还把“万有引力”当作牛顿的伟大发现。更可悲的是，从牛顿时代至今，许许多多的人把解决引力的“超距作用”变为“直接作用”问题当作毕生的研究方向。“引力”呀！“引”无数英雄竞折腰。如果说牛顿把这个“同一性质”用“引力”一词来表达是出于他的无奈，今天的人们可以原谅他的这种无奈，然而，今天的许多人还要承认这个“无奈”是伟大的发现，且绞尽脑汁去虚构什么“微粒子”（不管是什么名称）来实现“直接作用”，那实在是太可悲了。我想起了中世纪教会里的教士们在争论“一个针尖上能站住几个天使”故事，今天的人们一定觉得这样的“研究课题”实在是没有意义。那我也可以说，“引力为什么会超距作用”的研究课题，对于后来的人们来说，也同样是没有任何意义的问题。既然是“引力”，依照“对立”思维，又依然有人弄出个什么“斥力子”，那实在是更可悲了。当然，我并不掩盖我对他们的敬意，因为他们毕竟是“舍生忘死献身于科学事业”的人们，而不是只为自己活着的人们。我们不得不反思我们人类思维的缺陷了。然而，用带有缺陷的思维去探索思维的缺陷，那实在是太难了。我们为什么不转换一下我们的思维方式！

我在给我的东北师范大学物理系同一届毕业的校友说：物体的自由下落是由于物体的“重性”，不是由于“外力”作用的结果，当然不是“地心引力”作用的结果了。此校友又说了：那为什么物体会自己“下落”？我回答道：那为什么不可以认为物体不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此会笑话我，如果物体自己下落，那我们还要研究它干吗！是啊！仅仅如此认识还要研究它干吗。我在上面不是说了吗。仅仅把“自由落体”的原因归于“重性”，不是科学。而重要的是，爱因斯坦把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到是同一的性质，那才是科学，才是科学的真正的价值。再下一步，就是怎样改变原来力学知识结构的问题了。然而遗憾的是爱因斯坦有了正确的出发点，却没有完成改变原来力学知识结构（也就是力学理论结构的重组问题）任务。那为什么爱因斯坦没有完成呢！当然是由于他的认识上的缺陷所造成的了，从而走了很大的弯路。爱因斯坦说卓别林的幽默能被全世界的人所理解，而卓别林说爱因斯坦的理论在这个世界上只有几个人“理解”。依我看来，爱因斯坦的理论只有几个人“理解”，正说明爱因斯坦本人也没有真正“理解”，那更谈不上那几个人的“理解”了。真理应该是简单明了的。然而遗憾的是，一些人把本来是一本“糊涂帐”的东西，自己不理解（也没法理解）却怪别人不理解，然后，又把它变得“高深莫测”，“高深莫测”了，才认为是真理，这是什么逻辑！爱因斯坦的“处境”（见前面的那句话）语言是非科学化的语言。而爱因斯坦对“等效原理”的“科学化”的描述，则是走向“弯路”的开始。

摘要

由於在现今资讯流通普遍的社会中，影像的需求量越来越大，影像的数位化是必然的趋势。然而在数位化过的影像所占的资料量又相当庞大，在传输与处理上皆有所不便。将资料压缩是最好的方法。如今有一新的模式，在压缩率及还原度皆有不错的表现，为其尚未有一标准的格式，故在应用上尚未普及。但在不久的未来，其潜力不可限量。而影像之於印刷有密不可分的关系。故以此篇文章介绍小波（WAVELET）转换的历史渊源。小波转换的基础原理。现今的发展对印刷业界的冲击。影像压缩的未来的发展。

壹、前言

由於科技日新月异，印刷已由传统印刷走向数位印刷。在数位化的过程中，影像的资料一直有档案过大的问题，占用记忆体过多，使资料在传输上、处理上都相当的费时，现今个人拥有TrueColor的视讯卡、24-bit的全彩印表机与扫描器已不再是天方夜谭了，而使用者对影像图形的要求，不仅要色彩繁多、真实自然，更要搭配多媒体或动画。但是相对的高画质视觉享受，所要付出的代价是大量的储存空间，使用者往往只能眼睁睁地看着体积庞大的图档占掉硬碟、磁带和光碟片的空间；美丽的图档在亲朋好友之间互通有无，是天经地义的事，但是用网路传个640X480TrueColor图形得花3分多钟，常使人哈欠连连，大家不禁心生疑虑，难道图档不能压缩得更小些吗？如此报业在传版时也可更快速。所以一种好的压缩格式是不可或缺的，可以使影像所占的记忆体更小、更容易处理。但是目前市场上所用的压缩模式，在压缩的比率上并不理想，失去压缩的意义。不然就是压缩比例过大而造成影像失真，即使数学家与资讯理论学者日以继夜，卯尽全力地为lossless编码法找出更快速、更精彩的演算法，都无可避免一个尴尬的事实：压缩率还是不够好。再说用来印刷的话就造成影像模糊不清，或是影像出现锯齿状的现象。皆会造成印刷输出的问题。影像压缩技术是否真的穷途末路？请相信人类解决难题的潜力是无限的。既然旧有编码法不够管用，山不转路转，科学家便将注意力移转到WAVELET转换法，结果不但发现了满意的解答，还开拓出一条光明的坦途。小波分析是近几年来才发展出来的数学理论。小波分析，无论是作为数学理论的连续小波变换，还是作为分析工具和方法的离散小波变换，仍有许多可被研究的地方，它是近几年来在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利叶（Fourier）分析的重要发展，他保留了傅氏理论的优点，又能克服其不足之处。可达到完全不失真，压缩的比率也令人可以接受。由於其数学理论早在1960年代中叶就有人提出了，而到现在才有人将其应用於实际上，其理论仍有相当大的发展空间，而其实际运用也属刚起步，其後续发展可说是不可限量。故研究的动机便由此而生。

贰、WAVELET的历史起源

WAVELET源起於JosephFourier的热力学公式。傅利叶方程式在十九世纪初期由JosephFourier(1768-1830)所提出，为现代信号分析奠定了基础。在十九到二十世纪的基础数学研究领域也占了极重要的地位。Fourier提出了任一方程式，甚至是画出不连续图形的方程式，都可以有一单纯的分析式来表示。小波分析是近几年来才发展出来的数学理论为傅利叶方程式的延伸。

摘要

由於在现今资讯流通普遍的社会中，影像的需求量越来越大，影像的数位化是必然的趋势。然而在数位化过的影像所占的资料量又相当庞大，在传输与处理上皆有所不便。将资料压缩是最好的方法。如今有一新的模式，在压缩率及还原度皆有不错的表现，为其尚未有一标准的格式，故在应用上尚未普及。但在不久的未来，其潜力不可限量。而影像之於印刷有密不可分的关系。故以此篇文章介绍小波（WAVELET）转换的历史渊源。小波转换的基础原理。现今的发展对印刷业界的冲击。影像压缩的未来的发展。

壹、前言

由於科技日新月异，印刷已由传统印刷走向数位印刷。在数位化的过程中，影像的资料一直有档案过大的问题，占用记忆体过多，使资料在传输上、处理上都相当的费时，现今个人拥有TrueColor的视讯卡、24-bit的全彩印表机与扫描器已不再是天方夜谭了，而使用者对影像图形的要求，不仅要色彩繁多、真实自然，更要搭配多媒体或动画。但是相对的高画质视觉享受，所要付出的代价是大量的储存空间，使用者往往只能眼睁睁地看着体积庞大的图档占掉硬碟、磁带和光碟片的空间；美丽的图档在亲朋好友之间互通有无，是天经地义的事，但是用网路传个640X480TrueColor图形得花3分多钟，常使人哈欠连连，大家不禁心生疑虑，难道图档不能压缩得更小些吗？如此报业在传版时也可更快速。所以一种好的压缩格式是不可或缺的，可以使影像所占的记忆体更小、更容易处理。但是目前市场上所用的压缩模式，在压缩的比率上并不理想，失去压缩的意义。不然就是压缩比例过大而造成影像失真，即使数学家与资讯理论学者日以继夜，卯尽全力地为lossless编码法找出更快速、更精彩的演算法，都无可避免一个尴尬的事实：压缩率还是不够好。再说用来印刷的话就造成影像模糊不清，或是影像出现锯齿状的现象。皆会造成印刷输出的问题。影像压缩技术是否真的穷途末路？请相信人类解决难题的潜力是无限的。既然旧有编码法不够管用，山不转路转，科学家便将注意力移转到WAVELET转换法，结果不但发现了满意的解答，还开拓出一条光明的坦途。小波分析是近几年来才发展出来的数学理论。小波分析，无论是作为数学理论的连续小波变换，还是作为分析工具和方法的离散小波变换，仍有许多可被研究的地方，它是近几年来在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利叶（Fourier）分析的重要发展，他保留了傅氏理论的优点，又能克服其不足之处。可达到完全不失真，压缩的比率也令人可以接受。由於其数学理论早在1960年代中叶就有人提出了，而到现在才有人将其应用於实际上，其理论仍有相当大的发展空间，而其实际运用也属刚起步，其後续发展可说是不可限量。故研究的动机便由此而生。

贰、WAVELET的历史起源

WAVELET源起於JosephFourier的热力学公式。傅利叶方程式在十九世纪初期由JosephFourier(1768-1830)所提出，为现代信号分析奠定了基础。在十九到二十世纪的基础数学研究领域也占了极重要的地位。Fourier提出了任一方程式，甚至是画出不连续图形的方程式，都可以有一单纯的分析式来表示。小波分析是近几年来才发展出来的数学理论为傅利叶方程式的延伸。