量子理论和万有引力

源于20世纪初的二大理论——相对论和量子理论在深层次上是不兼容的，以至于到了20世纪80年代，人们怀疑这二大理论或许只有一个是完备的。是选择相对论，还是量子理论？答案倾向于量子理论，人们相信20世纪80年代关于贝尔不等式的判决性实验结果支持量子理论，但是，采用量子理论描述宏观世界却又是无能为力的，特别是采用量子理论将万有引力量子化。     

精确的性感

曾经在一个饭局上遇到一位物理学博士，同桌的一位朋友问了他一个问题，大意是，宇宙大爆炸理论的物理学原理是什么。那位博士从相对论讲到量子理论，从宏观宇宙讲到微观光子，一长串闻所未闻的名词和理论从他嘴里连续不断地蹦出来。在那一瞬间，他看上去非常性感，包括他那没有经过任何修正的奇怪表情。     

霍金的理论

霍金的成名始于他对黑洞的研究成果。在结合了广义相对论和量子理论进行研究之后。1974年3月1日,霍金在《自然》上发表论文,阐述了自己的新发现——黑洞是有辐射的。这一发现被认为是多年来理论物理学最重要的进展,他的论文也被称为“物理学史上最深刻的论文之一”。     

宇宙在自转

在物理学中有一个基本原理，叫做宇称宇宙。这个理论认为，一个物理过程与其镜像是无法区分的，或者说，你在右手坐标中做的物理实验，翻到左手坐标中去做，二者是相同的。 但是到了20世纪50年代，事情有了变化，两位年轻的学者——李政道和杨振宁——宣称宇称守恒可被打破。不久，物理学家在做钴60的放射性β衰变实验中，果然看到了宇称不守恒。李政道和杨振宁也因此获得了诺贝尔奖。     

大理论有大证据

大爆炸理论是关于宇宙形成的最有影响的一种学说,英文说法为“Big Bang”,也称为大爆炸宇宙论。大爆炸理论诞生于20世纪20年代,在20世纪40年代得到补充和发展,但一直默默无闻。直到20世纪50年代,人们才开始广泛注意这个理论。大爆炸理论认为我们的宇宙诞生于140亿年前,并曾有一     

万物起源于“量子魂”

量子物理学一再向我们提出谜题，但又完全符合自然逻辑。粒子和波的行为彼此相似，这种模糊状态恰恰证明了万物的起源——由信息构成的基本的通用码。一部分量子物理学家支持的这一理论描绘了一种新的宇宙观。从事这项理论研究肯定不容易，但如果我们这样做了，就会发现看待我们这个星球的全新的可能性。德国物理学家汉斯·彼得-杜尔教授对这一理论进行了阐述。     

宇宙年龄知多少

1988年,被誉为20世纪仅次于爱因斯坦的伟大天才斯蒂芬·霍金写了一本薄薄的科普读物———《时间简史》。他以通俗的语言解释了宇宙大爆炸理论,一时风靡全球,使大众对神话般不可思议的现代宇宙理论有了全面而详细的了解,宇宙学几成显学。霍金在书中推测,宇宙大爆炸大约发生在180亿年前,也就是说宇宙现在的年龄是180亿岁。但在10年以后的1998年,科学家们分析了大量最新的观测结果后认为,宇宙的年龄没有180亿岁,最多不过150亿岁。这是如何推算出来的呢?我们知道,超新星是指在极短的时间内亮度突然增加到原来1000万倍以上的恒星。1998年,科学家…     

量子引力需要的是更多的实验

正数学不会解决量子引力问题,实验会解决。20世纪90年代中叶,我学了数学。我的确不能肯定这一辈子想干什么,但是数学描述自然世界的能力让我惊叹不已。学了微分几何和李氏代数之后,我参加了数学系组织的一个系列研讨,讨论基础物理学里最大的问题:如何把引力量子化,然后将所有自然力统一在一个理论框架之下。该系列讨论聚焦于宾夕法尼亚州立大学阿贝·阿西提卡倡导的新方法。这样的讨论我以前没有参加过,所以给我的印象是问题已经得到解决,只是消息还没     

量子力学:从原理到应用——深度解读中国首颗量子科学实验卫星

正中国首颗量子科学实验卫星"墨子"号,8月16日凌晨在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭发射升空。什么是量子卫星?这颗量子科学实验卫星是干什么用的?请听中国科学技术大学物理学博士林梅为您解读。——编者文章来源:知识分子(微信公号:The-Intellectual)·"如果能弄明白为什么会有量子纠缠,我立即死都愿意。"中国科学技术大学物理学教授潘建伟不久前在央     

霍金:一生仰望星空

正2018年3月14日,自爱因斯坦以来最有名气的物理学家斯蒂芬·威廉·霍金在剑桥大学的家中安详去世,享年76岁。霍金1942年1月8日出生于牛津,父亲是毕业于牛津大学的热带病专家,母亲也毕业于牛津大学,研究哲学、政治和经济。霍金出生这天正好是现代物理学的始祖——伽利略逝世300年的忌日。当然,他并没有把这种巧合当成某种奇迹,他曾经说:"我估计那一天还有其     

幽灵

在20世纪80年代初期，中国科普界和学术界曾有过一场关于幽灵之谜的大论战。然而，大千世界是否真的存在幽灵？幽灵的形态究竟如何？幽灵的真正面目又是什么？千百年来，一连串的疑问困惑着万物之灵的思维。     

步入第二类文明，我们缺少什么

近几年好莱坞的科幻大片几乎都是涉及人类步人第三类文明的，如卖座的大片《星际迷航》等。人类迈入第三类文明，面临的二个最大的难题是，万有引力和超光速运动。前者涉及已困惑人类近5个世纪的万有引力的根源问题，后者涉及相对论的基础，这是当代物理学中最大的二个难题。     

黑洞把光波拉长了

光波在空间中的行为和声波在流体里的行为有着神秘的相似性，连黑洞也可以在声学中找到对应。时空，会不会和爱因斯坦物理学诞生之前学界假想的以太一样，根本就是一种流体？爱因斯坦在1905年提出狭义相对论时，驳斥了一项19世纪的观点：光波是由一种假想介质以太的振动而产生的。     

无人在场时，颜色存在吗？

自20世纪30年代量子物理的意义首次被提出以来。就不断引发争论。时至今日，我们对这个问题的理解并没有比以前进步多少。在过去几十年里。据说“万物理论”与我们只有一步之遥，弦论却使得这一步难以跨越：纠缠于其涉及的抽象数学问题，其中包含着未被证明以及不能证明的一些论断。     

“火眼金睛”揭示宇宙奥秘——悟空号卫星取得七大科技成果

<正>1引言天文观测表明,宇宙中广泛存在暗物质,约占宇宙总质能的1/4，是我们已知普通物质的5倍。然而自20世纪30年代以来，科学家仅能通过引力在宏观尺度观测暗物质，其物理性质至今仍不为人所知。另一个世纪谜题是高能宇宙射线的起源、加速机制，宇宙线所关联的极端加速和极端相互作用等问题使其在物理学中备受关注。这两大科学问题都被列为美国国家研究委员会（NRC）遴选出的21世纪11个宇宙物理学重大科学问题之中[1]。除此之外，     

超光速粒子与因果律破坏的谬误

超光速存在的可能性 涉及相对论的众多问题中，历时最长和被最多人误解的或许是超光速的问题了。那么有可能存在超光速吗？超光速与相对论有什么关系，如果超光速可能存在的话将发生什么情况呢？当然，它们是纯粹的物理学问题。     

时空是“液态的超流体”？

空间是空的，还是充斥着某种介质？一项最新的理论认为，时空可能是一种“液态的超流体”。如果这一理论最终被证实，我们必须重新审视物理学的标准模型。研究人员表示，如果假定时空是一种“液态的超流体”，就可以实现量子论和相对论的完美统一。不过，要想构建一个流体的模型，就得知道其黏度。     

不凡的人生

无助的坐在轮椅上,他的思想却出色地邀游到广袤的时空,去揭开宇宙之谜。 霍金1942年1月8日出生于英国牛津,曾先后求学于牛津大学和剑桥大学三一学院,并获剑桥大学物理学博士学位。 在大学学习后期,霍金被诊断为“肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症”,不久半身不遂。1985年霍金丧失语言能力,表     

宇宙怪胎:黑洞原子

０纪７０年代，霍金提出了“黑洞不黑”的原理，这是说黑洞并非只吞食物质和辐射的“天体”，它同时也蒸发出粒子和辐射，此称霍金辐射。霍金在黑洞理论上还提出了一个新的概念———原初黑洞。黑洞不光是大质量恒星燃尽核燃料后的归宿，它也可能形成于宇宙大爆炸后的一个瞬间。当时有一部分物质在巨大的压力下，被挤压成极其微小的原初黑洞，它们迄今仍飘流在空间各处。现代理论学家认为从原初黑洞中可诞生出许多东西。他们说，这是可测得的，但也十分困难。使用高技术可以捕捉到一个闪光的原子，其光谱类似于钙原子，但专家们感到有些不带…     

大爆炸之前的“有”与“无”

对天文界来说，20世纪60年代可说是宇宙学和天文学的大收获时期，不仅观察到了理论预言的中子星、微波背景辐射（它是宇宙创生大爆炸的余晖），而且最重要的是，经科学家的长期努力，终于使大爆炸理论从众多宇宙论中脱颖而出。按照这一理论，140亿年前，空间中的一个极小的点突然大爆发，温度达到无限大，能量和物质井喷而出，空间开始膨胀，之后逐渐冷却到今天的3K，而其可观察的空间跨度约为140亿光年。