物理学周回顾:2015 年 2 月 7 日

在本周播出的《生活大爆炸》中,物理学界的内部笑话层出不穷。莱纳德在晚餐时向佩妮讲述他最新的研究时,突然灵光一闪,最终与谢尔顿合作撰写了一篇宇宙学论文,并将论文发布到在线 arXiv 网站。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


在本周播出的《生活大爆炸》中,物理学界的内部笑话层出不穷。莱纳德在晚餐时向佩妮讲述他最新的研究时,突然灵光一闪,最终与谢尔顿合作撰写了一篇宇宙学论文,并将论文发布到在线 arXiv 网站。它在量子日记博客上得到了报道(链接是指对执行制片人史蒂文·莫拉罗的问答),谢尔顿与一位匿名喷子发起了一场网络战争,最终导致史蒂芬·霍金通过视频聊天惊喜客串。恶作剧随之而来。额外福利:艾米·法拉福勒的香艳时空旅行劳拉·英格尔斯·怀德同人小说。珍-吕克·皮坎特非常想读更多。

正如经常发生的情况一样,虚构的论文有一些现实世界的对应物。根据量子日记(真实情况):“已经有许多论文提出了真空理论,认为真空具有类似于超流体的性质。但库珀和霍夫施塔特的新论文将这一理论引向了不同的方向,他们认为宇宙实际上存在于这种超流体的表面,而我们在宇宙中观察到的负能量密度可以用表面张力来解释。”

两位物理学家重燃化学反应。1998 年,黛博拉·贝雷比切兹爱上了内尔·阿舍里,部分原因是他们共同热爱物理学。这种爱也很快让他们分手,直到 15 年后的一次偶然在线邂逅。相关报道:在所有错误的方程式中寻找爱情。汉娜·弗莱博士解释了数学建模如何支撑一切,从找到伴侣的可能性到我们一生中拥有的性伴侣数量。


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快如闪电的原子级薄硅晶体管。一种名为硅烯的奇异硅形式,可能会催生新一代速度更快的计算机。

艾萨克·牛顿解释了反重力树。“牛顿认为,光将植物充满液体的孔隙中的水粒子击落,‘通过这种方式,汁液不断地从树根向上升起。’”相关报道:我 2012 年关于霜花和毛细作用的帖子。

可能构建基于 DNA 的探测器来测量穿过我们星球的暗物质“风”。

令人厌恶但合乎逻辑的物理学揭秘嵌甲。生长应力与粘附力之间的微妙平衡可以帮助揭开一些痛苦的指甲疾病的神秘面纱。

三角剖分猜想被推翻:有些空间无法被切割。每个二维表面都可以用三角形的马赛克平铺。但更高维度的空间并非总是能以这种方式“三角剖分”

软而弯曲的物体如何起皱的统一理论:用这个数学理论解释葡萄干、手指和大脑。

您可能认为您知道雪花是什么样子,但您还没有见过放大 1,800 倍的雪花

图灵模式也存在于纳米尺度。一个物理学家团队首次证明,这种过程不仅可以发生,而且还可以用于潜在的非常有趣的应用。

物理学家用双光束制造了莫比乌斯带。当然,他们做到了。

“这组物理学家来自马克斯·普朗克光科学研究所,他们通过以正确的方式使两束激光干涉制造出莫比乌斯带。他们使用一种巧妙的液晶装置,能够将两束光束叠加在一起(“在彼此内部”),每束光束的自旋都与其叠加的伙伴相反。结果是一个单一的波形,但一个单一的波形是由两个具有相反极化/旋转的不同光束的叠加构建而成的。想象一下,一只手向右扭转,另一只手向左扭转,这可能会对上面图片中的一个波形产生什么影响。“扁平波”鳍“将同时向两个方向旋转,就像莫比乌斯带中的纸条一样。”

布莱兹·帕斯卡的奇迹室:“帕斯卡在 1653 年的《算术三角形论》中介绍了三角形,作为他对概率和计数问题研究的一部分。诸如“如果我想从四人组中选择两个人,有多少种可能的组合?”或“从一副洗好的牌中抽取五张牌,抽到满堂红的概率是多少?”之类的问题。事实上,帕斯卡和费马在他们大约在这个时候交换的一系列信件中基本上发明了概率论。”

量子光束解迷宫,在经典噪声的帮助下。物理学家说,解决迷宫的最快方法是利用量子和经典过程,他们首次证明了这种效应。

新测量表明,量子物理学最不真实的部分非常真实。“如果存在一个潜在的现实,那么波函数就与之直接对应。”公平地说,这在物理学家中已经是一种普遍的观点有一段时间了。但对于那些刚接触这个话题的人来说,这是一个很好的介绍。

黄石公园的牵牛花温泉曾经是蓝色的。“科学家们利用生物学、化学和光学数据,构建了一个数学模型,模拟了温泉现在的样子,以及在污染导致色调变化之前的样子。”

海因里希·赫兹,19 世纪最伟大的实验物理学家之一,没有商业本能

曲速引擎可能伴随着致命的缺点。

《水果忍者》中香蕉有多大?在流行的游戏《水果忍者》中,水果似乎被抛向空中。根据水果的加速度,它有多大?

探索量子怪异现象,地点在马里兰州的联合量子研究所。

沃尔夫物理学奖授予詹姆斯·比约肯和罗伯特·基尔什纳。

五石墨烯,一种新的碳结构变体,被发现。

货真价实的全息图将使用声音来塑造光线

大型强子对撞机:欧洲核子研究中心科学家准备粒子加速器的第二次运行(视频)。

女性将 STEM 视为 4 个字母的单词的 11 种方式,例如“只有聪明人才搞科学或数学”的信念是一种潜在的障碍。

拯救美国太空竞赛的女性(以及其他默默无闻的科学家)。

非同寻常的技术人员。研究依赖于幕后工作的默默无闻的英雄——他们中的一些人从事着相当不寻常的工作。

证明 VALVE 极客正在运行我们的原子粉碎机。“在大型强子对撞机的一些长达数公里的隧道中,有向有史以来最科学和最受尊敬的视频游戏公司之一致敬的作品:Valve 公司。”

须鲸头骨像声学天线一样传导声音

基本常数:需要多少个才能构成我们的宇宙,还有什么尚未解释?

物理学家观察到斯格明子的运动。“美因茨约翰内斯·古腾堡大学 (JGU) 和柏林工业大学的科学家团队与来自荷兰和瑞士的同事一起,现在已经能够通过实验研究这些涡旋的动力学。这些微小的涡旋被称为斯格明子,以英国核物理学家托尼·斯基尔姆的名字命名,它们遵循复杂的轨迹,甚至在外部激励关闭后继续移动。当人们想要将斯格明子移动到未来存储设备中所需的选定位置时,这种效应将尤为重要。”

斯坦福大学教授解释了抛硬币实际上有多随机

“我要坠落了吗?”有一个应用程序可以计算您的飞机坠毁的几率。

新的心肌组织模型可能为房颤提供重要的见解。

量子共振光谱法有效吗?“看来,至少目前市场上销售的一些标榜为“量子共振”医疗设备的产品可能没有提供任何有用的医疗信息。在这项技术得到适当验证之前,我不会相信任何 QRS 设备能够评估我的健康状况。我当然不会依赖它来回答生死攸关的问题,例如我是否患有癌症。”

真菌高速公路和真菌流体学:数学家在生物实验室里做什么?事实证明,真菌擅长解决复杂的问题。

拓扑学是几何学之下的几何学。“虽然拓扑学是研究形状的,但它并不是通常意义上的几何学研究。也就是说,它不关心距离、体积、角度和坐标。相反,它感兴趣的是作为群体或集合的表示的形状。这里的形状是事物或属性的集合,只要该集合保持完整,形状就保持完整,无论它看起来多么不同。甜甜圈的形状(正式名称为环面)与咖啡杯的形状不同,但从拓扑学角度来说,我们可以说这种关系是不变的。是一样的。”

面向八岁儿童的粒子-波二象性

红外天文学击败了垃圾袋,但发现眼镜具有挑战性

梵高的《星夜》是受到科学绘画的启发吗

深受喜爱的英国艺术家拉尔夫·斯特德曼插画列奥纳多·达·芬奇的一生

“谁知道天体物理学可以如此美味?”可食用的活动星系核。吸积盘由姜饼制成。

知识之岛:如何在痴迷于确定性和明确答案的文化中与神秘共处

尼尔斯·玻尔:专业知识是通过失败获得的。“专家是指通过自己痛苦的经历,发现了在非常狭窄的领域内可能犯的所有错误的人。”

这就是为什么 76 只海狸在 1948 年被迫跳伞进入爱达荷州荒野的原因。

冰中的秘密:情书和警告信息被埋藏在地球的冰冻档案中。

奥斯卡获奖动画树木和头发背后的科学

托尼·斯塔克懂物理学吗?“点物理”驳斥了斯塔克在《复仇者联盟 2:奥创纪元》预告片中举起雷神之锤的失败策略。

从早期电影放映到当今最先进的摄像机的电影帧率历史。“根据托马斯·爱迪生的说法,神奇的数字是每秒 46 次。在每秒 46 帧时,我们的视觉暂留开始发挥作用,我们将不会注意到每帧之间屏幕变暗。”

超硬材料轻如羽毛

科学家决斗争夺神秘的纳米比亚仙女圈。“植物。白蚁。龙。是哪个?”相关报道:我本人 2013 年为鹦鹉螺撰写的关于解开纳米比亚天然仙女圈之谜的帖子。

试图用逻辑拯救世界的人。沃尔特·皮茨从街头崛起,进入麻省理工学院,但无法逃脱自己。

布鲁克海文国家实验室的国家同步辐射光源 II将成为世界上最亮的 X 射线源之一。

早期宇宙的状态。“BICEP2 是一项非常成功的实验……他们犯的错误是解释。”相关报道:尘土归尘土,BICEP2。“不应因噎废食,这一点至关重要。科学探究最终得出正确答案的原因,尽管科学实验通常是错误的,是因为坚持对实验进行严格审查,并要求在过于认真对待之前对其进行重复。正是这种对细节的严格关注将科学知识与其他形式的人类知识区分开来。”

帕顿·奥斯瓦尔特讲述了一部关于时间旅行和消费主义的短片。根据 YouTube 描述:“新/旧讲述的是德鲁·麦克休的故事,他是一个对新事物——新设备、新时尚、新朋友——情有独钟的人,当他发现老式事物的乡村魅力时,他的这种偏好受到了挑战。”

媒体与天才神话。“我们能否达到这样一种境界:无论我们是否是数学天才,我们都将数学视为丰富我们生活的活动?”

广义相对论的大年?“如果我们幸运的话,2015 年可能是我们确认广义相对论的优点和局限性的一年。”

沃尔多在哪里?有一个算法可以做到这一点。一位研究人员使用机器学习检查了 68 本《沃尔多在哪里》书籍(在英国称为《沃利在哪里》)——并开发了一种算法来更有效地找到他。

根据封面判断你的书。如果您表现出评判性的表情,它就不会打开。“数字企业家摩尔的泰斯·比尔斯泰克创造了一个书皮,只有当读者不带评判时才会打开。集成的摄像头和面部识别系统会扫描读者的面部,只有当他们的表情中性时才会解锁这本书……”

研究人员用肥皂泡创造了“激光狗”——类似于“假日”,但使用激光。

铁磁拓扑绝缘体的希望因磁性无序而停滞;缺陷破坏了有用的特性。

用导线测量地球。亨利·卡文迪什和扭秤实验。

量子物理学可以通过使卡验证无法欺骗来打击欺诈

木星的卫星正在上升:哈勃太空望远镜抓拍到三颗卫星掠过木星的罕见图像。相关报道:哈勃太空望远镜可能会存活到 2020 年

“致布里斯托松枯树”:通过图灵测试的诗歌

艾伦·图灵的遗失笔记被发现,作为布莱切利公园小屋中皱巴巴的绝缘材料。

伟大的月球骗局和基督教哲学家。180 年前,报纸读者被一个关于月球上的植物、动物和飞行人的故事所震撼。人们为什么会被说服?这是一个骗局吗?它又是为何而写?

证明的本质:哲学家佩内洛普·马迪的问答,“元哲学逻辑和数学的糖果店孩子”。

对称性和破缺的对称性如何帮助物理学变得客观,并帮助乔恩·巴特沃斯保持冷静。

科学家们在 YouTube 上发起视频宣传活动,展示国际社会对建造国际直线对撞机的支持。

海洋重力:自由潜水员纪尧姆·内里的壮观镜头在湍急的洋流中飞翔

科学家们发现了病毒“谜机”。研究人员破解了一种代码,该代码控制着包括普通感冒和脊髓灰质炎在内的一大类病毒的感染。

谁将资助未来的重大科学突破?对长期研究的资助已降至危急水平。为了可持续的未来,企业需要建立真正的解决方案渠道

科学家的哲学教育:科学家对哲学的排斥是一种现代现象,还是可以追溯到更早?

跳过童话故事,给你的女儿讲科学睡前故事,这位专栏作家说。我说两种故事都讲。

科学否认主义会带来后果。“感染以广为人知的数学模式传播。行星通过物理和化学定律对大气成分的变化做出反应。无论我们投票给谁,它们都会这样做。无论我们对是非对错、善恶的政治或社会信仰如何,它们都会这样做。换句话说,世界有自己的方式。否认无法改变这一点。但迪士尼乐园疫情的爆发清楚地表明,科学否认会带来后果。”

为什么许多理性的人怀疑科学?“我们生活在一个各种科学知识——从气候变化到疫苗接种——都面临激烈反对的时代。有些人甚至对登月计划表示怀疑。”

通过 io9:“骑光是一部 45 分钟的短片/动画,试图重现搭乘光子背部并从太阳核心旅行到木星轨道以外的感觉。准备好感受自己的微不足道。”

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