夸克模型——今日的粒子物理

由于夸克模型的提出,人们对粒子物理的认识有了很大的进步。但是有关夸克的禁闭问题,至今仍是一个没有解决的难题。著名物理学家李政道教授提出了一种新的方案,把真空看作一种完全的抗色电介质,从而解决了夸克的禁闭问题,并且避开了量子色动力学在处理这类问题上遇到的红外发散困难。     

薛定谔猫与生物学鸽子

正菲利普·鲍尔(Philip Ball)对《生命是什么?》这本提出了当代分子生物学中许多重要概念的著作进行了重温和述评。《生命是什么?》(1944),奥地利物理学家、诺贝尔奖得主埃尔温·薛定谔(Erwin Schrodinger)利用这个(尚未解决的)问题,提出了一个更具体但同样具有挑衅性的问题。他问道,是什么让生命系统与已知的物理定律相悖?他给出的答案现在看来是有先见之明的:生     

四维空间的奥秘

物理学总是为数学家们提供问题。物理学家是实用主义者,他们的首要兴趣是在理论的物理意义而不在它们的严格证明上。这些有待完成的证明成为数学家们的好问题的一个传统来源。这也引起了小小的争执:一些心怀偏狭的数学家斥物理学家们粗枝大叶,同时,一些心怀偏狭的物理学家抱怨数学家们在无物理意义的琐细问题上吹毛求疵。其他的人认识到这两门学科虽有不同,却是相容的,客观的,可以互相学到不     

物理学定律和宇宙系综

为什么那些支配宇宙万事万物的定律和常数如此精巧地与生活相和谐以至广泛地为世人所接受？一位物理学家认为他能回答这个问题,答案是令人惊讶的。物理学的最终目标是一个囊括一切的理论,它以一组简单的方程式"捕获住"现实世界中所有的基本特征。但是,如果物理学家把他们的研究定位在这样一种光彩夺目的功利上,那么,他们可能得到的不过比一点点失望稍多一些面已,因为他n］依然面临着对世纪物理学奠基人之一的约翰·惠勒（J0hxlWiled－er）所提出一个著名的难以回答的问题：为什么自然界满足这样一组方程而不是别的方程？如今,一位在…     

自然信息

英国和美国的物理学家发现了“量子霍尔效应”(这是半导体复合物在一定条件下具有的一种异常特性)的一些新证据.他们的实验结果对解释该效应的一些现存理论提出了新的挑战,并且表明还有很多问题尚待研究澄清.     

万物之理

有没有一个单独的统一了自然界显著多样性的深刻的理论？是不是正发现了粒子物理线索到万物之理的一个有趣的模式？某些物理学家正想回答这两个问题。爱因斯坦曾经说过“宇宙中最不可理解的事情，实际上是都可以理解的。”宇宙的体积之大不可相信，其所包含事物之多不可想象。至今我们已能模拟出它的大部分历史，阐明它的结构，预测它的未来，了解其所含有客体的迷惑多变的行为。我们之所以能做这些事是因为我们了解到所有事物都是通过一个关系网把它们联结在一起的。我们把它们称之为物理定律。万物归一个好的物理学定律或理论的工作就是用…     

面对手头拮据的国会山——“国家点火装置”至今未获结果

点燃燃料腔室中的氢原子转化为氦,从而生成一颗物理学家比拟中的微型恒星。面对人们质疑"国家点火装置"至今未果的现状,劳伦斯利弗莫尔国家实验室主任彭罗斯·奥尔布赖特强调:人们应该相信我们最终能达到目标,关键是何时实现的问题。而我们探索的物理世界这一部分过去从没有人做过。50多年来,物理学家们一直渴望实现可控聚变,因为这一难以实现的目标可为我们提供无限和廉价的能源。为了实现这一目标,美国科学家建造了一台巨型激光器——国家点火装置(NIF)——其设备规模堪比足球场大小,而激光所要轰击的靶标却是一个比胡椒子还小的燃料腔室。     

分子生物学图象

1982年的诺贝尔化学奖已授予把解决DNA结构的X射线技术应用于电子显微术的物理学家艾伦·克卢格(Aaron Klug),以表彰他在分子生物学方面作出的重要贡献。二十多年来艾伦·克卢格博士用这种方法同全部其他物理和生化技术相结合,对我们的得以认识病毒的结构和成长以及细胞内蛋白质构成的机制作出了贡献。     

《科学》杂志主编唐纳德·肯尼迪纵论2002年度 科学上的突破

每到年末 ,《科学》杂志的编辑部和新闻部成员都要聚集一堂 ,讨论在当年的科学发现中哪一些应冠以“突破”二字。在讨论中 ,物理学家对物理科学内的各个成就都非常关心 ,这可以理解 ;而生物学家则针锋相对 ,并且知道在数量上他们略胜一筹。 2 0 0 1年 ,物理学家凭借纳米电路而赢得了竞争 ,2 0 0 2年则轮到生物学家了。事实上 ,令人着迷的小核糖核酸家族几乎可以被称作纳米核糖核酸 (ｎａｎｏＲＮＡｓ) !对于这一类核糖核酸 ,人们最初关注的是小的核糖核酸 ,现在被称为微型核糖核酸 (ｍｉＲＮＡｓ)———发现它能通过抑制转录或者使目标信使…     

阿尔库维雷钥匙

<正>杰西卡·布鲁克的这篇微型科幻小说《阿尔库维雷钥匙》就像一部长篇小说戛然而止的开头,给予读者意犹未尽的感觉。过着平凡人生的芸芸众生何不期望在通勤路上也能有这么一段奇遇,乃至踏上一段惊险刺激、跌宕起伏的科幻之旅呢？题目中的“阿尔库维雷”是在向提出阿尔库维雷引擎概念的墨西哥物理学家米格尔·阿尔库维雷·莫亚（Miguel Alcubierre Moya）致敬。     

大数假说及其后果

我们宇宙中的两种长程力引力与电磁力之比,宇宙的年龄,宇宙的总质量,它们之间有无一定的联系?基本物理常数会不会变?采用自然单位之后得出的一系列无量纲数的含义何在?这是著名物理学家狄拉克在其大数假说中向我们提出的问题.     

分子生物学的产生

“分子生物学”这一名称是由W.Weaver在1938年提出来的,而倡导对分子生物学进行研究的人就更多。本文作者M.Perutz本来从事化学研究,后来在分子生物学的研究中作出了杰出贡献,他创立了不用密码书写的结晶蛋白质X射线绕射模式的方法。1953年当沃森和克里克确立DNA的双螺旋结构模型时,分子生物学可以说已进入一个崭新的阶段。M.Perutz对整个分子生物学的产生和发展进程作了生动描述,科学家们对此是化了多么大的代价和艰苦劳动啊!通过这篇概述,告诉我们当今任何一门科学的兴起和发展,都必须要有从事数学、物理、化学等研究的科学家共同协作,这就是科学发展的综合趋势,生命科学就更是如此。     

宇宙是一架时间机

时-空中存在环路，未来能够影响过去。物理学家马克·哈德利确信：宇宙正是这样工作的。本文作者（科学撰稿则对他作了专访。1992年，M·哈德利（MarkHadley）处在十字路口。他从事电子工业10多年，具有敏锐的商业感觉，因取得成就而闻名。他的发展纪录是独一无二的，成功鼓舞着他去组建自己的软件公司，前途无量。虽然如此，可另有一些奇怪的问题始终京回他的脑际。这些问题同他的公司前景无关。这类问题只有在大学里才值得让人们去思考：什么是电子？什么是光子？到底什么是位于？“奇怪的是”，哈德利说，“几乎没有哪个物理学家提出这…     

自然信息

第五种力可信了最近,美国华盛顿大学的菲施巴赫(E.Fischbach)的研究工作使物理界为之震惊:他提出了以前未被注意到的一种物理力的证据。物理学家都熟悉核物理学中束缚基本粒子的强力和弱力,以及在较大标     

声音

正"如果上帝粒子没有被发现,物理会更有趣。"——史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)2013年11月12日著名理论物理学家史蒂芬·霍金在参加伦敦科学博物馆举办的一项活动时表示自己对希格斯玻色子被发现感到很失望。他的观点可以代表少数物理学家的看法:如果我们最终没有找到希格斯玻色子,这就意味着有令人激动的"新物理"等待我们去探索。在活动的最后,他告诫观众们:记得仰望星空,而不是只顾脚下。     

物理学家为什么要学习历史?

正正如物理不是关于世界的事实罗列,历史也不是人物和时间的罗列,它更是一种强有力的启发性思维方式。在现代物理学教育中,老师们通常不太重视传授某些方面的问题,例如:与人相处、团队协作、误解、对手和同盟等。物理学家通常并不看重这些方面,认为它对科学研究没什么帮助。但是,社会互动确实会对他们的研究有很大的影响。而物理学家通常通过很困难的方式才意识到这一点。在如今这个科学合作的时代,独自行走可是不行的。     

从全球变暖到复杂物理系统——2021年诺贝尔物理学奖解读

2021年诺贝尔物理学奖授予了两位气候学家和一位理论物理学家,以表彰他们在"理解复杂物理系统领域所做出的开创性贡献".诺贝尔物理学奖委员会巧妙地把地球气候系统问题与理论物理问题"统一"在一起,凸显对基于物理理论解决复杂现实世界问题,尤其是地球气候变化问题的高度重视,而非把评奖目标仅限于传统的物理学领域.     

科学是特别的

正在"物理学家为什么要学习历史"这篇文章中,作者马特·斯坦利(Matt Stanley)用了强有力的事实论据证明了他的观点。在这里,我想提出一些我的见解。当你首次构思出一个实验或者提出一个理论假设时,先前学者们的发现是你能接触到的第一手资料。因此学习科学史,能使你了解像牛顿那样的物理学家是怎样用当时的方法和知识解决问题的。和其他科学历史学家一样,斯坦利强调人文因素。虽然说,物理学家应该客观地研究自然世界,但     

物理学中规模最小的实验

物理学中规模最小的实验田学文编译美物理学家采用激光技术，将一个电子分成了两部分，并且观察到这两部分相互之间会发生干涉。据英国《新科学家》杂志报道，两位美国物理学家，在一个原子内，完成了量子力学中的一项经典实验，他们将一个电子分成了两部分，并且观察到了...     

量子引力——最后一道战线

在过去的六十年里,自从量子力学诞生后,量子革命已经从原子物理的原有领域渗透到物理学、化学、生物学的各领域,并且扩展到所有其他已知的自然力。但是却有一个例外,即,爱因斯坦于1916年曾用广义相对论重新阐述过的“万有引力”。在过去的几年中,物理学家们对引力的兴趣逐渐增加,在这个物理科学中的最后一道战线上进行了研究与探索。然而在过去,他们曾经以为这方面的课题与致力于另外三种基本自然力研究的高能物理学家的关心所在还相去甚远。在最近几年中这种日益增长的