量子纠缠的来历及应用前景

正人们对量子的认识,与对光的认识密不可分。而对光和量子的认识,又离不开爱因斯坦。在17世纪,荷兰物理学家、数学家和天文学家惠更斯创立光的波动说,认为光是一种机械波,由发光体引起,与声波一样依靠媒质来传播。到18世纪,牛顿等人提倡光的微粒说。这种观念反映在1704年出版的《光学》一书中,认为光是发光体发出的弹性微粒流,直线行进。这     

光谱学:发现另一个星球上的生命迹象

正光谱学是天文学家最喜欢的借以了解宇宙的工具之一。行星、恒星和星系离我们太远,以至于我们无法在实验室内对其进行观察。幸运的是,我们可以通过望远镜检测到的光来获取关于这些遥远星体的重要信息。然而,光不是一个一目了然的事物,要了解光,就必须将它切分成不同的颜色(或波长),就像雨滴将光分解成彩虹一样。牛顿把这个斑斓的色彩带称为光谱(Spectroscopy,拉丁语中意为"外观")。     

宇宙探索

地面可见光望远镜 伽利略制造的第一架天文望远镜为可见光望远镜。它用透镜来收集光，为折射式望远镜。后来，牛顿在研究光怎样被透镜分解时，发现透镜总是形成有颜色条纹的图案，于是他在1668年制造了一台用抛物面玻璃收集光的反射式望远镜，它比折射式望远镜能收集到更多的光，提供更多的信息。     

可见光望远镜宇宙探索

地面可见光望远镜伽利略制造的第一架天文望远镜为可见光望远镜,它用透镜来收集光,为折射式望远镜。后来,牛顿在研究光怎样被透镜分解时,发现透镜总是形成有颜色条纹的图案,于是他在1668年制造了一台用抛物面玻璃收集光的反射式望远镜,它比折射式望远镜能收集到更多的光,提供更多的信息。因此,现代大多数专业可见光望远镜都是反射式望远镜,镜子的直径达几米。为了避免低层大气流动引起图像变形,可见光望远镜都建在山顶上,如我国南京紫金山天文台。为了减少光的损失、获得更大的清晰视场,德国天文光学家B.V.施密特在1931年创造了折反射式望…     

宇宙有颜色吗？

万物都有颜色,宇宙也应该有颜色。那么,宇宙是什么颜色的呢?解决这个问题的最好办法是跳出宇宙,看一看它到底是什么颜色的。但这永远无法做到。因此,宇宙的颜色靠科学分析。人类的双眼是通过可见光来鉴别物体的颜色的。太阳发出的可见光为综合颜色的光,根据波长的不同,可分解成     

由“功能”到“演化”

生物学革命始于英国 欧洲生物学史上有一个很有趣的问题,那就是:"生物学革命"为什么是由英国人发起的?德国与法国在18世纪、19世纪曾出现过相当多的伟大的生物学家,例如现代解剖学与古生物学之父邱维尔(1769年～1822年)是法国人,细胞学说创始人史莱登与史旺,以及建立"细胞源自细胞"观点的维周(1821年～1902年)都是德国人.     

神秘的引力

引力是什么?早在20世纪30年代,科学界就已经知道宇宙中有四种基本力,即引力、电磁力、强力和弱力(后两种力在原子核内起作用)。其中,第一个被科学地探索的力是引力,可是迄今它仍然是一个谜!"苹果成熟后落向地面"这一人们常见的事物,在400年前的牛顿眼中却     

引力理论发展的新契机

牛顿的划时代巨著《论自然哲学的数学原理》中曾记载了牛顿对万有引力的一段评述：迄今为止，我只是用引力解释月球绕地球的运动及潮汐现象，引力的本质是什么尚未可知，引力是客观存在的，这就足够了。在牛顿谢世之后的三个多世纪中，人类从没有停止对引力理论及引力本质的探索。２０世纪２０年代，爱因斯坦基于物质的引力质量与惯性质量的等效性，建立了文广义相对论，使人类对引力理论的发展迈入了一个新高度。但是，广义相对论对引力的描述仍然是“惟象”的，即引力是由于空间的弯曲造成的。但空间的弯曲为什么会形成引力及引力传播的载…     

科学：带给我们冷酷还是温暖？

著名诗人济慈认为，牛顿用三棱镜把白色光分解成七色光谱，将彩虹的诗意破坏殆尽。就在人们真正理解彩虹构成的那一刻，它那诗歌般的美也就永远一去不复返了。科学，真的是诗意的破坏者和冷酷的制造者吗？     

物理学的困顿：数学是现实的根根基吗？

在19世纪中后期，麦克斯韦意识到光是一种电磁波。当时，他的方程组表明，光速应该是每秒30万千米左右。     

基于多特征图像视觉显著性的视频摘要化生成

如何高效提取视频内容即视频摘要化,一直是计算机视觉领域研究的热点。简单通过图像颜色、纹理等特征进行检测已无法有效、完整地获取视频摘要。基于视觉注意力金字塔模型,提出了一种改进的可变比例及双对比度计算的中心-环绕视频摘要化方法。首先,以超像素方法对视频图像序列进行像素块划分以加速图像计算;然后,检测不同颜色背景下的图像对比度特征差异并进行融合;最后,结合光流运动信息,合并静态图像与动态图像显著性结果提取视频关键帧,在提取关键帧时,利用感知哈希函数进行相似性判断完成视频摘要化生成。在Segtrack V2、ViSal及OVP数据集上进行仿真实验,结果表明:所提方法可以有效提取图像感兴趣区域,得到以关键帧图像序列表示的视频摘要。      

于无声处听惊雷——钱学森轶事

2001年12月11日是被誉为“中国航天之父”的钱学森的90寿辰。这位荣获“国家杰出贡献科学家”称号的世纪老人,为中国航天的崛起和腾飞做出了卓越的贡献,现撷取钱老的一些工作和生活片断,以飨读者。     

寻找引力幽灵（上）

从动力学角度来解释天体运动的思想萌发于17世纪。引力理论最重要的发展就是把天上的引力与地面的重力联系起来,从而把引力推到无处不存在的“万有”的地步。首先觉察到引力和重力本质相同的人是英国物理学家胡克,他指出引力随与吸引中心距离的不同而变化。1680年初,胡克在给牛顿的信中提出了引力反比于距离平方的猜想。1679年,英国天文学家哈雷和伦恩根据开普勒第三定律,利用圆形轨道和匀速圆周运动的向心力公式,导出了作用于行星的引力与它们到太阳的距离的平方成反比,但是,他们还不能证明行星在椭圆轨道中也是如此。直到1687年,牛顿发表…     

寻找希格斯粒子

正我们的世界是由什么构成的?这是一个从文明诞生之初就一直伴随着人类的问题。随着现代科学的发展,直到最近两个世纪,这个问题才逐渐有了准确的答案。19世纪的化学家发现,世界万物都由几十种不同的化学元素组合而成。到了20世纪30年代,物理学家进一步发现,每一种化学元素都由原子组成;而每一个原子都包含了一个位于原子中心的原子核和若干个核外的带负电的电子;每一个原子核则由不同数目的带正电的质子以及电中性(正负电荷平衡)的中子构成。在原子中,质子与中子的质量占据了原子质量的绝大部分。而质子与中子的质量非常之小,小到什么程度呢?每1克物质,都包含了将近1亿亿亿个质子或中子。     

巴西国家空间研究所

巴西国家空间研究所位于与里约热内卢、圣保罗呈三角形的圣约瑟·达斯·坎伯斯。1987年12月2日巴西萨尔内总统为巴西国家空间研究所耗资2500万美元的卫星总装测试大楼剪彩,这标志着巴西的空间活动进入了一令新的阶段。总装测试大楼由该所空间部主任克劳维斯·索兰诺·佩雷拉博士为首的小组进行设计,法国Intospace公司给予了协助。总装测试大楼由卫星总装、环境试验(包括13千牛顿、80千牛顿的振动台,各种用途     

让时间和空间分家吧!

牛顿对了、爱因斯坦错了吗?如果剖开时空的结构,回头聆听19世纪对于时间的看法,我们得到的是量子重力论。过去数十年来,物理学家一直在为量子力学跟重力理论的结合而奋斗,毕竟自然界中其他作用力的身世早已厘清且各就各位,例如电磁力就可以用光子的量子力学运动来描述。     

反射望远镜的发展历程（四）

新的反射镜 从牛顿到罗斯，在反射望远镜将近两个世纪的历史中，金属做的镜子乃是前进的障得。铸镜用的青铜易于腐蚀，不得不定期重新抛光，结果消耗了大量时间和劳动。有些金属耐腐蚀性好，却比青铜要重，而且昂贵。     

基于物理模型的彩色图像理解算法

给出一个彩色图像理解算法。算法首先对图像上的颜色变化(由光照和物体颜色引起)进行分析与综合,然后分割图像。算法的基础是二色反射模型理论,该理论认为反射光的颜色是界面反射(高光颜色)和本体反射(物体颜色)的线性组合,这两种反射光在颜色空间的三维直方图中形成特定的聚类(点簇)。因此分析聚类的性质可帮助确定光照和物体的颜色,但是有意义的聚类的生成又以图像中物体区域的确定为前提。算法按照假设检验的策略,依据图像中的连通性和颜色空间中聚类的特征,完成彩色图像的分割,并产生对景物中所发生的光学过程的物理描述。     

非量子化的引力之谜

万有引力是人类最早认识的一种相互作用.早在1678年出版的被称为"自然科学圣经"的牛顿巨著《论自然哲学的数学原理》一书中,牛顿给出了万有引力的数学表达,并用此来解释地球绕太阳的运动以及潮汐现象.     

探索时间与空间

正牛顿和爱因斯坦的"引力"观点在100年前,科学家们一直相信200年前牛顿提出的宇宙模型。牛顿的宇宙模型认为:引力是一种可以在宇宙中穿行的力,这种力将宇宙中的天体拉到了一起;同时还指出,空间和时间都是稳定的,时间总是以同样的速度改变,时间不随外物变化,并可用严格的尺寸和时钟精确测量。1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,改变了人们对时间的认识。