物理学周回顾:2015 年 1 月 31 日

明天就是超级碗了,这意味着人们仍然在纠结所谓的“放气门”争议,这场争议源于爱国者队战胜小马队的比赛。

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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


明天就是超级碗了,这意味着人们仍然在纠结所谓的“放气门”争议,这场争议源于爱国者队战胜小马队的比赛。本周,美国橄榄球联盟调查员 咨询了哥伦比亚大学物理学家。结论:放气实验表明爱国者队 可能毕竟有道理;压力变化很容易归因于大气条件。《纽约时报》报道:“我对这项分析感觉很可靠,”麻省理工学院物理学教授马克斯·泰格马克说,他应《泰晤士报》的要求审阅了这篇论文。“对我来说,他们的测量结果意味着没有证据表明存在不正当行为。” 相关报道:科学教师:这里是如何 让“放气门”成为学生的学习体验 的方法。

如何用物理学 理解超级碗。相关报道:超级碗运动员 是工作中的科学家。还有:薛定谔的猫的 点球,既进球又射失。“为什么量子行为和宏观行为之间存在脱节?” “关心某事会使人变得脆弱,因此不关心会给你力量。” xkcd 总是能一针见血

好了,足球就说这么多;本周还有关于有争议的 BICEP2 发现的最新重大物理学新闻。坏消息:联合尘埃分析 否定了大爆炸信号。您 可以在此处阅读预印本。没有发现 宇宙暴胀的明确证据,但即使批评者强调其作为宇宙如何以及为何开始的解释的缺点,对该理论的支持仍然强劲。相关报道:普朗克谈 BICEP2 “事实证明,尘埃的一部分被严重低估了。” 另请参阅:BICEP2 是错误的,但分享结果是正确的


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预期是人群物理学的关键。基于行人预测碰撞能力的普遍行人交互定律,可以准确模拟各种人群状况。下图:两组模拟行人在直角处交叉。它们形成狭窄的单向人行道,人们穿过最密集的区域,类似于真实人群。此处有更多 精美的视频模拟

科学和技术 对抗冬季的 11 种方式。用甜菜汁、扫雪机器人、地球工程等对抗冰雪。纽约市神奇宏观雪花背后的科学从冬季仙境观察到的三个现象 用物理学解释。1. 冰很滑。2. 盐融化冰。3. 雪先在路面上融化。为什么?科学!

祝麦克斯韦方程组 150 周年快乐。 “很难想象没有手机、无线电和电视的生活。然而,支撑这些技术的电磁波的发现,源于一个 150 年前的抽象理论。”

对美的追求:张益唐 解决了一个无法解决的数学问题

埃隆·马斯克 事实核查了他的《辛普森一家》,解释了为什么我们没有电动火箭。tl;dr:愚蠢的牛顿物理学毁了一切。

量子不确定性的 速度极限。最近发表在《物理评论 A》上的一篇论文描述了“长期假设的不确定性极限,它与速度和位置无关,而是与能量和时间有关。在某种程度上,它是时间本身的速度极限,这种属性应该对量子计算和其他基于量子信息的任务设置一些基本限制。”

NASA 纪念日 纪念为探索太空而献出生命的勇敢的人们。相关报道:理查德·费曼 展示了他对 1986 年 1 月 28 日挑战者号航天飞机灾难原因的标志性解释

无需量子比特的量子计算。一位量子计算先驱 解释了为什么模拟模拟器可能会击败 通用数字量子计算机——目前而言。

多元宇宙和你:在平行宇宙中是否存在 另一个版本的你

来自银河中心的 气泡:理解暗物质和我们星系过去的钥匙?

我的 受过良好教育的读者刚刚为我们提供了一些新的行星助记符。“仍然有人支持将矮行星视为实际行星,这将需要一个新的助记符。不仅仅是 P(代表冥王星)会被添加回来,还有 C(代表谷神星)、E(代表阋神星)、H(代表妊神星)和 M(代表鸟神星),从而创建新的顺序:M-V-E-M-C-J-S-U-N-P-H-M-E。”《纽约时报》要求读者提交他们自己的助记符并挑选了最受欢迎的。

研究人员 发现了一个古老的太阳系复制品就在我们的银河系后院

内森·梅尔沃德,神话终结者:“他是 去微软发财的物理学家。如今,他是一位大亨、慈善家、恐龙猎人、畅销书作家和烧烤冠军,他发现了最科学的享用波尔多葡萄酒的方式。”

曼·雷如何 将数学和莎士比亚变成艺术。“菲利普斯收藏馆的新展览将物体和照片与启发曼·雷创作并命名为《莎士比亚方程》的绘画作品重新组合在一起。曼·雷——人体方程:从数学到莎士比亚的旅程 追溯了艺术家在学科之间、饱受战争蹂躏的大陆之间以及媒体之间的旅行,这不仅成为从算术到吟游诗人的旅程,也成为艺术自我发现的旅程。”

数学是美丽的,但它是艺术吗? 或者方程是“通过通用符号可见的思维过程”?

迷路的徒步旅行者乔治·约阿希姆的行为 在数学上是如此不可预测,以至于他失踪了十天才被找到。他的行为迫使加拿大公园管理局修改了他们用来追踪野外人类的搜索算法。

埃德加·爱伦·坡的散文诗《尤里卡》“描述了宇宙起源于一个单一粒子,从中‘辐射’出构成所有物质的原子。”

“在海面以下数千米处,有一个 微小的水母,看起来像钢铁侠的方舟反应堆。但与托尼·斯塔克不同,阿托拉水母使用它们发光的蓝色胸膛来吸引坏人,而不是击退他们。”

固体还是液体 - 科学家们阐明了气溶胶纳米粒子的相态 如何取决于其尺寸。

科学非常接近于 开发出类似鱿鱼的变色皮肤,使用合成材料。

欧空局科学家 回忆起 10 年前在泰坦星上的历史性着陆

夜空延时摄影,星星固定显示我们只是在太空中疾驰的一块岩石。

“它会搅拌吗?” 将钕磁铁球(巴克球)放入搅拌机中,产生火爆的结果

量子纠缠 使量子粒子可测量地变重,量子理论学家说。并且 这是一个反驳:不,尚未发现“量子力学理论与广义相对论理论之间长期寻求的联系”。tl;dr:“这里没什么好看的,请继续前进。”

量子计算机 使寻找新物理学变得更加困难。“如果新的物理学正在等待被发现,那么它就失去了一个很大的藏身之处。今天发表在《自然》杂志上的新结果,极大地提高了洛伦兹协变性可以被测试的精度。”

科学确定了 蜘蛛侠为了在纽约荡来荡去需要吃什么早餐。提示:约 900 个鸡蛋。

石墨烯发现者 推测了计算的未来:诺贝尔奖获得者康斯坦丁·诺沃肖洛夫考虑了石墨烯和其他材料的令人兴奋的用途。

真正的科学家 借用了《生活大爆炸》的服装。该剧集的派克大衣最近最终出现在格陵兰岛的一次实际科学考察中。

奇异的海市蜃楼(摩根费勒)曾经吓坏了水手。“在摩根费勒海市蜃楼的情况下,来自远处物体(如轮船)的光线在穿过靠近海洋表面(或有时是寒冷的陆地,尤其是冰)的较冷、密度较大的空气时向下弯曲。但是你的大脑会将物体放置在光线以直线路径到达你时所在的位置——比实际位置更高。如果条件合适,这种弯曲效应甚至可以与地球的曲率一起发挥作用,这就是为什么一些摩根费勒图像实际上可以折射来自地平线以外的城市和轮船。”

气球上的 大爆炸:南极洲上空高空进行的实验——Spider——如何为宇宙微波背景辐射带来新的曙光。相关报道:21 世纪的空间科学 使用 18 世纪的技术(气球)。“[W]e 可以感谢英国皇家学会的迈克尔·法拉第教授发明了“橡胶”——但自从孟格菲兄弟冒着生命危险驾驶热气球飞越巴黎以来,它们在科学领域也很常见。”

芯片上的量子纠缠:突破性进展有望实现安全通信和更快的计算机。

美丽的太空礼服 是华伦天奴 2015 早秋系列 的明星。相关报道:《穿普拉达的女王戴着脉冲星》:为什么高级时装会为星星而疯狂?

蜘蛛 纺织带电的蛛丝。“为了赋予纤维静电荷,蜘蛛将其拉过位于其后腿上的梳状板。... 这项技术与在金属刷子上梳理亚麻茎以软化和准备纺线类似,但在蜘蛛的情况下,它也赋予了它们电荷。静电纤维被认为以与从烘干机中拉出的毛巾能够吸引散落的袜子相同的方式将猎物吸引到网上。”

激光聚变的 曲折故事:一位科学史学家揭示了一个关于秘密、嫉妒和无限能源梦想的故事。

太空旅行的 新阶段 希望借助阳光航行。

激光先驱查尔斯·汤斯 于本周去世。汤斯 1951 年坐在公园长椅上 时,想出了获得诺贝尔奖和改变世界的纯净光束的想法。约翰·普雷斯基尔在 Twitter 上说:“关于 物理学如何影响我们日常生活 的例子,很少有比查尔斯·汤斯的工作更好的了。人也很好。”

在 FiveThirtyEight 的精彩短片《代码女王》中聆听格蕾丝·霍珀的讲话。

一位 物理学家失去的爱:利奥·西拉德和格尔达·菲利普斯伯恩。

当爱因斯坦 提出宇宙的极限 时。

现在已有 14 个独特的物体 在空间站上使用 3D 打印机制造出来

超流体“第二声”如何 帮助大型强子对撞机工作

1940 年代布莱切利公园的 女性谜团 应该鼓励未来的人们。

关于对称性、强力和 物理学家海伦·奎因

莱卡和她的同志们:为人类迈出巨大一步的苏联太空犬

幕后一瞥:路易斯·阿尔瓦雷斯、宇宙射线 和金字塔。

当你对着星星许愿时:核聚变和更光明未来的承诺。 经过数十年的努力,ITER,位于法国乡村的一个大型实验性核聚变反应堆,可能是突破性进展的场所,这些突破将提供无限的清洁能源并确保地球的未来。

马可尼 vs 马斯基林:一位魔术师 使用第一个盗版电台 来戏弄一位科学家。

2006 年最耸人听闻的谋杀案的结局 —— 一位名叫亚历山大·利特维年科的克格勃叛逃者因辐射中毒而惨死 —— 正在伦敦的法庭上上演。

只有一位数学家能理解的 500 页的证明

数学:达到目的的手段。一份 方便的数学家目录,他们经历了奇怪和/或色彩缤纷的死亡——包括玻尔兹曼的自杀和埃瓦里斯特·伽罗瓦在决斗中被杀。

文字题”问题,或者,如何在数学课上避免思考,第 4 部分。相关报道:查德·奥泽尔阐述了 文字题的问题(和希望)。

不同的视角:受虐数学癖和《微积分日记》。“我们有时会假设,数学入门课程的学生只是想完成大学的要求,而并不真正在意学习材料。这些学生确实存在,我们可能真的无法接触到他们,但对我们来说,了解是什么让有动力的学生更容易或更难取得进步是有价值的。对于惠特尼来说,教师和教科书很重要,但她也写到了更广泛的问题:课堂上的男性主导地位、我们社会对女性 STEM 专业学生的态度,以及你必须成为天才才能擅长数学的神话。”

在没有恐惧的情况下学习数学。 斯坦福大学教授乔·博勒说,学生们最有效地学习“数学事实”是通过解决他们喜欢的难题,而不是通过他们害怕的练习和训练。速度压力、定时测试和死记硬背会损害孩子们对数学的体验。

我们世界中的世界:日常物体的微距照片

无需担心末日时钟,《卫报》的朱利安·巴吉尼说。“我不能说我完全相信一个在古巴导弹危机期间被设置为离午夜只有七分钟的钟,那是我们离毁灭最近的一次。虽然经常听到人们说世界现在似乎是一个特别可怕的地方,但我不太确定这是否客观真实。”

牛津电铃,一个 使用同一块电池运行了 175 年的电铃

海洋 为超新星中产生的元素提供了新的见解

科学思维的优点。““所有人生来就渴望知识”是亚里士多德《形而上学》的第一句话。”

“一项新的研究表明,三位一体核试验,第一次核武器演示,应该标志着先前纪元——全新世的结束,以及 新纪元——人类世的开始。”

石墨烯 将单个光粒子转化为多个电子

一个团队如何因 搞砸数学 而输掉 24 小时耐力赛。

为什么这个流行的化学实验会爆炸:科学家 发现钠和水混合时引起“爆炸”的原因

如何在家中使用激光笔和注射器 制作一个简易激光显微镜

化学家 找到了一种将煮熟的蛋清恢复原状的方法。恢复分子蛋白质的能力可以大幅降低生物技术成本。化学家如何(以及为什么)弄清楚这一点

艺术家兼摄影师迈克尔·格拉布的 石头平衡艺术:“平衡至少需要三个接触点。幸运的是,每块石头都覆盖着各种大小的凹痕,这些凹痕可以充当石头直立的天然三脚架,或者在您可以想到的其他大多数方向上与其他石头一起使用。”

交流科学时 目标过高(或过低)。来自不同学科的一小群科学家(有时)努力回答他们专业领域之外的基本问题。我认为这有趣地说明了我们可以并且不能对高中生和普通大众抱有什么期望。

“我们误认为缺乏关于某个过程的词汇是对该过程本身缺乏理解……与其纯粹批评成年人(甚至是拥有博士学位的人)缺乏对基本科学概念的理解,不如说这是一个反对低估你的年轻观众学习新知识和复杂概念的能力的论点。我们所做的绝大多数逻辑飞跃肯定可以由中学生完成。”

华丽的 激光切割宇宙物体:HYBYCOZO,超空间旁路建设区,是一系列“崇高的、激光切割的宇宙物体,范围从火人节艺术装置到家居设计作品。”

《天文速成课》,菲尔·普莱特主持的有趣且信息丰富的 新教育系列

“在独立视频游戏《重力幽灵》中,你控制着一个年轻女孩 在太空中跳跃和旋转,从一颗微小的行星跳到另一颗,你的飞行弧线被你周围物体的引力弯曲。”

《广告狂人》和 科学拨款申请写作。“面对根据科学家的想法的创造力来判断科学家的困难,大学和机构退而求其次,转而衡量最容易量化的东西:金钱。”

旨在帮助提高石头剪刀布获胜几率的数学策略。据 Laughing Squid 报道:“虽然该游戏旨在由随机机会决定,但在与人类对手对战时,某些策略可以提高获胜几率。”

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