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2021年07月19日 08:00

李雅普诺夫:逐梦唯美天空的俄罗斯数学家

李雅普诺夫:逐梦唯美天空的俄罗斯数学家 圣彼得堡数学学派是俄罗斯在数学领域创建最早、实力最强、影响最大的学派,是推动19世纪数学科学发展的重要生力军,使俄罗斯数学从几乎一穷二白的极端落后境地跃居世界强国之列。   李雅普诺夫(1857-1918年)便是圣彼得堡数学学派的中流砥柱,为该学派的发展和繁荣做出了卓越贡献。   本文通过采撷李雅普诺夫的动人爱情诗篇和唯美科学奋斗目标,展示了其美丽的爱情观和追求卓越的科学精神。   撰文 | 徐传胜   李...
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2021年07月18日 10:22

骟公鸡以当妈妈实践中的科学方法论之谜

骟公鸡以当妈妈实践中的科学方法论之谜 一个令作者困惑已久的问题,也一定会令你大吃一惊。   撰文 | 曹则贤(中国科学院物理研究所)   笔者是啥时候起了要当科学家的歹心的,实在是想不起来了。但是在有了要当科学家的念头之前,俺可是受过科学方法论的教育的。除了科学方法论,好象俺还上过用于指导科学研究的哲学课。那时年少,看着对科学一无所知的教师在那装模做样地谈论如何指导科学研究、如何运用某某方法从事科学研究,俺陷入了深深的沉思:“这老哥儿...
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2021年07月18日 08:22

相变点的演生对称:物理常识今获数学严格证明

相变点的演生对称:物理常识今获数学严格证明 一个物理系统中的相变可以是连续的,如铁磁相变,或者是不连续的,如气液相变。一个连续相变点的长程性质可以有比原系统更高的对称性,这被称之为演生对称。如果原系统没有连续旋转对称性,只有180度旋转对称性,那么连续相变点也只有180度旋转对称性。可如果原系统有90度旋转对称性,那么连续相变点就有可能有更大的连续旋转对称性。我们对连续相变点的演生对称性有很好的物理理解,但数学上的严格证明还是很困难的。今天这篇文章...
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2021年07月17日 21:30

在这件事情上,AI彻底战胜了物理学家

在这件事情上,AI彻底战胜了物理学家 原本为加快运算速度而建立的机器学习系统,在量子物理实验前沿也取得了惊人进展。   撰文 | 阿尼尔·阿南塔斯瓦米(Anil Ananthaswamy)   翻译 | 白德凡   审校 | 吴非 来源:pixabay   量子物理学家马里奥·克莱恩(Mario Krenn)记得,在2016年年初的一天,他正坐在维也纳的一家咖啡馆里研究电脑输出的数据,试图理解MELVIN的发现。MELVIN是克莱恩创建的机器学习算法,它的工作是组合和匹配标准量子实...
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2021年07月17日 11:30

生物进化的选择:癌症长满生命之树

生物进化的选择:癌症长满生命之树 进化与癌症如影随形,进化塑造了生命也同样创造了癌症。在生命之树上,从海绵到仙人掌,从狗到大象,科学家都发现了它们身上存在进化的遗迹——癌症。但同时我们也发现了抑制肿瘤的新机制。 本文经授权节选自《狡猾的细胞:癌症的进化故事与治愈之道》(中信出版社)第四章《癌症长满生命之树》,标题为编辑所加,内容有删改。   撰文丨雅典娜·阿克蒂皮斯(亚利桑那州立大学副教授)   翻译丨李兆栋   当乔舒亚...
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2021年07月16日 10:50

如何在针尖上写一部百科全书

如何在针尖上写一部百科全书 撰文 | 严壮   一根缝衣针的直径大约是0.5毫米,一本1000页的百科全书摊开的面积大约是60平方米,差不多是针尖横截面积的3亿倍,在针尖上写下整部百科全书可以说是天方夜谭。然而六十多年前,一位伟大的物理学家就曾提出这一构想,并且人们沿着他的思路,到现在我们可以将成千上万本书存在指甲盖大小的存储卡中,最终将这件看似不可完成的事完成了,他就是理查德·费曼(Richard Feynman)。   费曼(左图)和存储卡(...
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2021年07月16日 08:00

邮票上的吴健雄与镜子中的物理学

邮票上的吴健雄与镜子中的物理学 2021年2月11日,美国邮政局发行了纪念杰出华人物理学家吴健雄的永久性邮票。这一天是国际妇女与女童参与科学日(International Day of Women and Girls in Science),碰巧又是农历辛丑年的正月初一。吴健雄作为女性科学家的典范,获得了以特殊方式纪念和表彰的殊荣,这是全球华人的骄傲!在此用一篇科普小品来怀念这位卓越的实验物理学家。     撰文 | 徐亦迅   本文将整合物理学科普与科学史两种视角,简要回顾195...
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2021年07月15日 15:51

正在逝去的泰坦尼克,永不落幕的海洋之心

正在逝去的泰坦尼克,永不落幕的海洋之心 撰文 | 朱嘉宁 世界经典爱情电影《泰坦尼克号》的热度多年不减,让无数人见证了一段凄美的爱情故事和永恒的海洋之心,而作为电影中最大的主人公、最为著名的沉船——泰坦尼克号,在它沉睡的一百多年里,也依然吸引着全世界的目光。 泰坦尼克号旧照丨来源网络 泰坦尼克号复原图丨来源:网络   近日,据美国媒体报道,泰坦尼克号的残骸正在逐渐消失,有专家认为随着时间的流逝,沉船残骸将在几十年内完全消失,...
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2021年07月15日 08:37

AI是理性的,人类是非理性的,果真如此吗?

AI是理性的,人类是非理性的,果真如此吗? 一阶谓词逻辑、概率论、计算理论等规范性理论模型并不是为了解释人类智能、认知、思维、意识等现象而建立的,为什么要理所当然地把它们作为普适的规范性模型——或者说 “理性”—— 的一般标准呢?   撰文 | 王培(美国天普大学计算机与信息科学系)   “人是理性的动物,但却常常做非理性的事”,这种貌似矛盾的说法差不多算是老生常谈了。本文不是要语出惊人地唱反调,只是想讨论一下,“理性” 的标准是什么,而理性动...
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2021年07月14日 10:30

​抗癌、递药、垃圾分类,这项来自火箭的黑科技正在展现新玩法

​抗癌、递药、垃圾分类,这项来自火箭的黑科技正在展现新玩法 磁流体源于美国登月工程时期的火箭燃料设计,如今常出现在科学与艺术美妙结合的展示中,而它其实已经在机械工程、电子设备等产业界应用数十年之久。最近几年,科学家又不断找到它新的应用场景,治疗癌症、体内递药、垃圾分类、处理石油泄露……这项旧科技正在焕发新活力。   撰文丨Hayley Bennett   编译丨王威(哈尔滨工业大学(深圳)教授)   磁流体最近很火,但和当年发明者所想象的并不一样。   1963年,美...
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2021年07月14日 08:00

如何测量一亿度的高温?

如何测量一亿度的高温? 撰文 | 慕云深   我国的EAST人造太阳不久前实现了将1.5亿摄氏度高温等离子体维持101秒的记录,标志着我们走向可控核聚变的重要一步。可控核聚变的原理,本质上就是把两颗氢原子核捏成一颗氦原子核。为此,必须用高达数亿度的温度将其“捏”在一起。   那么问题来了:这么高的温度,我们是如何测量的呢?会有一个能测出这么高温度的温度计吗?   你真的知道温度是什么吗?   质量描述的是物体有多少物质,长度描述...
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2021年07月13日 11:00

《自然》展望:新冠疫情将走向何方?

《自然》展望:新冠疫情将走向何方? 想让新冠病毒的毒性退化到只造成普通感冒的地步,可能还需要好几十年。   编译 | 药明康德内容团队   日前,顶尖学术期刊《自然》(Nature)在线刊登了一篇深度观点(perspective)文章[1],探讨了全世界都极为关注的问题——这场新冠疫情究竟会走向何方?作者们并不乐观。   文章称,易感人群在感染/接种后免疫力下降,病毒不断产生突变、免疫逃逸,以及动物宿主可能将病毒再次引入人类,这些因素都可能促使COVID-19...
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2021年07月13日 09:00

最疯狂的性传播疾病:屁股烂了也不能放弃交配

最疯狂的性传播疾病:屁股烂了也不能放弃交配 前段时间,美国的一些地方出现了奇怪的景象:地上落满了没有“屁股”的蝉,这些蝉从腹部以下都呈现出发白的迹象。它们的身上究竟发生了什么?这桩惨案可能还要从17年前开始说起。   撰文 | 杨心舟 来源:John R. Cooley, et al. Scientific Reports   破土而出   这满地残缺的尸体都来自一种特殊的蝉——北美周期性蝉。根据出现的周期,这种蝉还有着特殊的昵称,比如“13年蝉”或“17年蝉”。言下之意,它们的...
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2021年07月12日 13:00

科学成像的古早办法

科学成像的古早办法 中国古人在“看”这个问题上,似乎从未遵从过西方的透视法,中国古代绘画历史上也不曾出现过“透视”这一术语。中国古代绘画中的远近(空间表达)借由“远观”而呈现:所谓高远,深远和平远的观看方式。当然,如果在文艺复兴之后的西方人看来,这种“观”无疑是古怪的——如同本文中出现的北爱尔兰巨人堤道插图。   从前科学迈进到科学,西方体认自然与世界的方式自有其内在的必然逻辑。技术与观念的实践,也是一部“动手”的历...
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2021年07月12日 10:00

棉布口罩防病毒,效果不输N95(DIY攻略请收好)

棉布口罩防病毒,效果不输N95(DIY攻略请收好) 戴上自制棉布口罩,不仅可以有效防病毒,还能拯救环境。   撰文 | 小叶   2021年的北半球已快要入伏了,防不胜防的新冠病毒变异株仍然威胁着人类世界,我们不得不继续坚持“防护三件套”:佩戴口罩、保持社交距离和注意个人卫生。   在国内,佩戴口罩已成为多数人的日常生活习惯。目前市面上口罩种类繁多,供应充足,一次性防护口罩、防雾霾N90、N95口罩、可水洗重复使用的口罩等等。但在疫情初期,曾有一段时间全球口...
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2021年07月12日 09:30

这位住在乡下的“民科”,一生只为探寻宇宙与时间的奥秘

这位住在乡下的“民科”,一生只为探寻宇宙与时间的奥秘 现已耄耋之年的英国物理学家朱利安·巴伯 (Julian Barbour),自他博士毕业后就没有选择走上获得教职的传统学术之路,而是回到了自己的家乡,在享受宁静的田园生活的同时,思考物理学上的“大问题”——时间之箭和宇宙。在如今的语境下,巴伯的职业或许更接近“民间科学家”的本意,他不断汲取科学史的精髓,对于时间和宇宙提出自己的观点。尽管这些思想一直游离在学术界的边缘,但其著作仍掀起过波澜,引起一流学者的关注。他是另类...
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2021年07月12日 09:21

哥德尔:计算机科学和AI理论之父

2021 年,我们将庆祝 Kurt Gödel 1931 年发表的开创性论文 90 周年纪念,该论文奠定了理论计算机科学和人工智能 (AI) 理论的基础。Gödel 阐明了定理证明、计算、人工智能、逻辑和数学本身的基本局限性,在学术界引起了轰动。这对 20 世纪的科学和哲学产生了巨大的影响。距离 2031 年 Gödel 百年诞辰还有十年!

撰文 Jürgen Schmidhuber (知名 AI 学者,LSTM 之父)

译者 刘媛媛

20 世纪 30 年代...

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2021年07月12日 08:00

电动汽车时代,未来的数百万废旧电池该如何处理?(附超详细图文解说)

电动汽车时代,未来的数百万废旧电池该如何处理?(附超详细图文解说) 撰文 | Ian Morse   电动汽车特斯拉Model S的电池包可谓是一个复杂的超级工程。数千根圆柱形电池以及来自世界各地的零部件将锂和电子转化成足够的能量,推动车辆一次又一次行驶数百公里,并且实现“零尾气排放”。   但当电池使用寿命接近尾声时,它的绿色优势也就消失了。如果电池的最终命运是被填埋,那么它们会释放出包括重金属在内的有毒物质。 切碎的电动汽车电池可以产生可循环利用的金属,但对于电池制造商而...
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2021年07月11日 08:01

太多人关注,太少人理解,这就是“量子计算”丨展卷

本文为2021年ACM计算奖得主、著名理论计算机科学家、量子计算理论学家Scott Aaronson唯一一部科普著作《量子计算公开课》的译后感。

撰文 | 张林峰

我在翻译斯科特·阿伦森(Scott Aaronson)的这本书时还在读本科。当时,我发现找不到获取量子计算相关知识的好途径。在2013年冬天的北大,量子场论、弦论是物理系“大神”们的必修课,但量子计算还没有形成成熟的课程体系。于是,我在网上随手搜索关键词“量...

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2021年07月09日 11:25

颜宁,品味独属于科学家的奖赏

颜宁,品味独属于科学家的奖赏 2000年,不满23岁的颜宁如愿进入了普林斯顿大学,师从施一公教授。但其后的两年,她却意外过上了“暗无天日”的日子:不仅课业辛苦,最重要的实验环节,颜宁竟然卡住了,同伴们纷纷出成果,但她自己却“做什么,什么做不出来”。   她不断去观察、学习,一次次的失败后从头开始,终于在一个冬天的夜里,独立完成了一个极为复杂的实验。导师施一公说:颜宁,你终于会做实验了。自那之后,颜宁完全沉浸在了实验里,沉迷在那些巧夺...
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