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2021年12月08日 09:15

李政道与统计力学

李政道与统计力学

撰文 | 欧阳钟灿(中国科学院理论物理研究所)

值李政道先生九十五华诞之际,《现代物理知识》杂志邀请笔者介绍李先生在统计力学方面的贡献。作为李先生一手倡导并建立的国内博士后制度的首批受益人,笔者深感荣幸。李先生是20世纪后半叶国际高能物理学界备受尊崇的领袖之一,他在宇称不守恒等方面的伟大研究成就已载入物理学史册,不仅被学界、也为一般读者所熟知。对李先生在物理学其他方向的贡献,国内大众媒体或一般科普读物上则...

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2021年12月07日 11:10

硬核摄影科普:要拍好星空哪些器件必不可少?

硬核摄影科普:要拍好星空哪些器件必不可少?

撰文 | 邱鹏(中国科学院国家天文台工程师)

1、CCD的诞生与工作原理

电荷耦合器件(Charge-coupled Device, CCD)是由贝尔实验室的威拉德·波伊尔和乔治·史密斯发明的。CCD是一种在光电效应基础上发展起来的半导体光电器件,自20世纪70年代后期开始广泛应用于天文观测,相较照相底片和光电倍增管,它具有量子效率高、动态范围大、线性好等优点。

图1. CCD的发明人威拉德·波伊尔(左)和乔治·史密斯(右),二人因此工作获...

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2021年12月07日 11:00

玻姆力学——教科书之外的量子理论

玻姆力学——教科书之外的量子理论

众所周知,量子力学是物理学专业必修的一门课程。在众多经典教科书中,人们学习到的量子理论,几乎全部源于上世纪20年代诞生的波动力学和矩阵力学,其解释基于哥本哈根诠释。当然,也有许多人听说过其他的诠释,比如多世界诠释或者本文将要介绍的玻姆力学。

作为一种与一般教科书中截然不同的量子力学理论,玻姆力学其实已经发展多年,甚至在近些年相关研究者在实验检验和理论预言方面都做出了很好的工作,展现了这一理论的“威力...

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2021年12月06日 11:00

伽利略是如何奠定近代科学的?| 贤说八道

伽利略是如何奠定近代科学的?| 贤说八道

本文为曹则贤著《磅礴为一》第一章。

《磅礴为一》一书的内容简介:本书为继《一念非凡》和《惊艳一击》之后的“曹则贤科学教育一字系列”第三本,书名语出庄子《逍遥游》“旁礴万物以为一”,副标题 “通才型学者的风范”则明确了本书的主角为科学史上一些被称为polymath的人。本书正文十二篇,每篇介绍一位通才学者,内容包括小传、主要学术成就及其在科学史上的影响等,涉及人物有伽利略、帕斯卡、欧拉、杨、克里福德、格拉...

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2021年12月06日 09:00

纯数学领域,AI也有用武之地

纯数学领域,AI也有用武之地

机器学习工具已被用于辅助数学研究中通常依赖人类直觉和创造力的部分,并在两个不同的数学领域中各产生了重要结果。

撰文 | Christian Stump

自古以来,数学家会通过研究个例来提出新的理论。例如,观察过立方体和棱锥之后,人们会发现顶点数、边数和面数是相关联的。数学家辨认出这种规律后,将其推广到更普遍的形状,然后开始思考这种关系为什么可能成立。这个过程部分涉及计算,自从1960年代数学软件出现之后就在这方面派上了...

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2021年12月05日 13:20

科学与哲思没有国界:阿拉伯百年翻译运动 | 展卷

科学与哲思没有国界:阿拉伯百年翻译运动 | 展卷

科学的传播,特别是数学和天文学(历史学家称为“精确科学”)的传播,是不同文明之间建立联系的最有效方式。而人类思想的其他方面,如宗教和哲学,则传播得较慢,它们只会缓慢渗入特定的文化中并对其产生影响。

本文经授权节选自《寻路者:阿拉伯科学的黄金时代(中国画报出版社)第三章。标题为编辑所加。点击文末“阅读原文”可购买此书。点击“在看”并发表您的感想至留言区,截至2021年12月12日中午12点,我们会选出2条...

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2021年12月05日 13:00

巨人阴影下的巨人——斜杠青年胡克

巨人阴影下的巨人——斜杠青年胡克

撰文 | Ember、阿怪 

提起中学课本里的胡克定律,你大概是以一副迷惑表情作为回应。但提到F=-k·x这条公式,你可能或多或少会保留一些关于它的记忆。胡克定律作为力学弹性理论中的一条基本定律,表示固体受力时,其中的应力与应变之间呈线性关系。能够出现在课本里,就已经足以说明罗伯特·胡克(Robert Hooke)的学术成就不一般。有多不一般?毫不夸张地说,他的成就几乎能与牛顿(Isaac Newton)、惠更斯(Christiaan Huyg(h)...

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2021年12月04日 11:20

都说不唯论文,那我们发表论文是为了什么

都说不唯论文,那我们发表论文是为了什么

Undergraduate: I want papers, more papers, more more papers.

Graduate: I want papers, more papers, JACS papers.Postdoc: I want HIJ (High Impact Factor Journal) papers.如果你也学化学,如果你也搞科研,看到这样的心路历程,是不是代入感很强?这是西湖大学工学院材料科学讲席教授黄嘉兴,在成为一名独立PI之前对于发表论文这件事的心态变化。在西湖大学,不管是遴选学术人才还是面试博士新生,我们都曾强调“不唯论文...

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2021年12月04日 11:00

罗维利的物理学与哲学

罗维利的物理学与哲学

中国科学院哲学研究所(CASIP)和复旦大学智能科学与智能哲学研究中心(PSI)于2021年9月30日和10月13日联合举办哲学与科学系列讲座,邀请国际知名物理学家罗维利(Carlo Rovelli,本人自译为“罗万里”)开展两场讲座,分别为《时间、时间指向、记忆和能动性》和《在量子引力中,空间和时间怎么了?》(返朴B站上有独家直播视频)。本文是对罗维利的后续访谈,旨在讲座之外让罗维利分享更多他的哲学观点,且为读者和罗维利提供另一...

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2021年12月03日 10:23

给你四次穿越机会,你敢输血吗?

给你四次穿越机会,你敢输血吗?

到底要冒这个风险,还是那个风险?

编译 | Kestrel

在作出医疗决策之前,人们总是希望了解清楚所有面临的收益和风险。但问题是,到底在什么样的情况下,我们可以自信地说,我们已经足够了解一种药物或一种疗法,可以安全地用药呢?

我们以输血为例。你在什么情况下会认为输血足够安全,从而同意输血呢?

抉择时机#1

1665年,Richard Lower解决了输血的一个基本问题——凝血。血液一旦暴露在空气中,就会迅速凝结成块,无法用于...

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2021年12月03日 08:23

流体力学的另一个江湖

流体力学的另一个江湖

如果将传统流体力学形容为一个江湖,N-S方程无疑是这个江湖最伟大的传说,只可惜这本“旷世秘籍”没有人能解开。于是流体江湖的三位大佬——雷诺、布辛涅司克和普朗特各自使出了自创的神功“雷诺平均的N-S方程”、“涡粘性假设”以及“混合长度理论”,将无法求解的N-S方程劈开了一个口子,从而开启了计算流体力学百年的RANS时代。

而近三十年来,尤其是进入新世纪以后,一种基于LBM的CFD方法慢慢走入大众的视野,无论是思想、方程...

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2021年12月02日 10:30

为“数学大统一理论”搭建桥梁的数学家

为“数学大统一理论”搭建桥梁的数学家

数学的目的是并不是证明几个孤立结论,而是探索未知的逻辑关系。就这层意义上说,Langlands 纲领或许是近几十年来最重要的数学成果——即便它只是一些未经证实的猜想。

Langlands 纲领源于 1967 年加拿大裔美国数学家 Robert Langlands 写给著名法国数学家 André Weil 的一封信,在这封信中,他建立了表示论/自守形式与代数数论中 Galois 群的联系。如今,由此生出的数学理论已经涉及到数学的方方面面,甚至有几何 Langlands 纲领...

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2021年12月02日 09:00

淘汰PVC塑料,真的划算吗?

淘汰PVC塑料,真的划算吗?

对PVC塑料用途和替代品的经济性分析表明,逐步淘汰PVC塑料是可行并且可负担的。

本文编译自塔夫斯大学全球发展环境组织的研究者弗兰克·阿克曼(Frank Ackerman)和瑞秋·梅西(Rachel Massey)在2003年发表的《淘汰PVC的经济学分析》(下称“本报告”)一文。

撰文 | 伽宁    校改 | 宝盖丁    审核 | 风小天、土洋  编辑 | 杨宏

提到聚氯乙烯或是PVC,作为非业内人士,咱们可能只在商品标签上见过这两个词,但其实它是使用...

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2021年12月01日 10:30

发明,还是发现?数学本质的哲学之辩

发明,还是发现?数学本质的哲学之辩

撰文 | 范明

《最后的数学问题》是美国天体物理学家、数学史学家马里奥·利维奥(Mario Livio)的英文原著Is God a Mathematician?的中译本第二版,译者黄征,2019年9月人民邮电出版社出版。作者通过历史上大量的例子和故事,试图梳理和展现一些重要数学概念的演进,从哲学、历史、文化的角度全方位地探讨数学的本质,澄清数学与物理世界以及人类认知的关系,从而帮助读者理解数学在人类认识宇宙的历程中所扮演的角色。此书问世十...

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2021年12月01日 09:00

端着咖啡走路是一项鲜为人知的物理学壮举

端着咖啡走路是一项鲜为人知的物理学壮举

如何将一杯咖啡从咖啡机端到工位?或者将一碗豆浆从餐厅窗口端到餐桌?甚至是如何把一勺番茄蛋汤从锅里舀入碗内?

撰文 | 蕉蕉的奇妙冒险

对于聪明的人类而言,这不过是生存的众多基本技能之一。但对于物理学来说,端咖啡其实是一项了不起的壮举!一切,都要从那两只摆钟开始说起——

1

摆钟之间的悄悄话

单摆是我们学习物理的过程中接触的最早的模型之一。在单摆中,我们假设绳子一端固定,另一端连接一个质点,并假设绳子是...

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2021年12月01日 08:01

『返朴』2021年11月文章汇总

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2021年11月30日 13:00

神奇虫洞,不止科幻

神奇虫洞,不止科幻

许多人都应该听说过“虫洞”,无论是从科幻角度可穿越时空的遐想,亦或是从理论物理学前沿的学术新闻里感到不明觉厉,可虫洞究竟是什么?它如何成为连接时空的结构,只是物理学家的玩具吗?事实上,近年来在量子引力的研究中,虫洞潜藏着我们仍未发现的深意。

撰文 | 安宇森

虫洞(wormhole)是一种神奇的时空结构,同时物理学的研究也愈加证明,虫洞是连接量子理论和引力理论的钥匙。本文拟从洛伦兹(包含时间和空间)虫洞和欧几...

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2021年11月30日 08:00

欧盟石墨烯旗舰计划未结题就已见回报

欧盟石墨烯旗舰计划未结题就已见回报

撰文 | 瞿立建

欧盟石墨烯旗舰计划LOGO

2009年,欧盟内阁机构欧洲委员会(European Commission)认为,欧盟为应对大的科技挑战,应施行长期的、跨学科的研发计划。
欧盟陆续启动了三个这样的大项目,称为旗舰计划。2013年启动了两个旗舰计划,分别是石墨烯旗舰和人脑旗舰。2018年,开始启动第三个旗舰计划——量子科技。三个旗舰计划都是为期10年,拨款10亿欧元(约76亿元人民币)。
石墨烯旗舰计划的目标是创造这种二维材料的应...

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2021年11月29日 12:30

这也能发Nature封面?儿时的气球都白玩了

这也能发Nature封面?儿时的气球都白玩了

撰文 | 小希

小时候的快乐仿佛都很简单,小伙伴们在一起就算没有玩具都可以玩一天。偶尔获得一只气球便更了不得,爱如珍宝,吹起来和小伙伴一起争抢、打闹,追来跑去,开心的简直要飞起来。
逛游乐园的记忆里,也少不了看小丑表演,将一根长长的气球变成一朵玫瑰、一顶帽子或者可爱的香肠狗。咦,这不就是我们一直在做的柔性材料么?

或许是受到儿时玩气球的启发,美国普林斯顿大学Pierre-Thomas Brun教授课题组用类似玩气球的...


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2021年11月29日 10:30

无惧变异:辉瑞新药Paxlovid或将破除新冠阴影

无惧变异:辉瑞新药Paxlovid或将破除新冠阴影

近日,出现于南非的新冠病毒变异株Omicron(B.1.1.529)引发了全球前所未有的关注和担忧,多国对南部非洲国家实行航班禁入,有专家称Omicron是“最糟糕的变异株”,现有疫苗对Omicron 的效力还在观察之中。我们仍然面对着新冠的威胁

除了推广疫苗的接种之外,积极推动各类抗病毒疗法的发展也是应对疫情持续扩散的重要举措。而当下可供感染者选择的治疗方案十分有限,迫切需要新型的特异性疗法,特别是口服药物,来预防更严重的感...

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