宇宙的外面是何处

我们的宇宙有边吗？在无限长的时间中，难道就只有这个空域，爆炸出我们这个宇宙吗？从逻辑上推理，应该有无数的宇宙与我们为邻。物理学界梦寐以求的万物论．能解释宇宙万物和我们自身。     

万物皆由弦构成的吗?

许多处于领头地位的科学家正在开始猜疑宇宙间的万物都是由弦构成的。特别是组成宇宙的所有基本粒子都将是一些微乎其微的弦构成,而不是长期以来一直认为的那样是由点粒子所构成。一些理论物理学家相信这一新概念可能是自二十年代量子力学作为现代物理的基础以来,在理解物质的基本     

暴涨宇宙学

天体物理学是研究天体演化的物理过程的科学。宇宙作为一个整体是最大的天体,其物理过程是由大爆炸模型来描述的。根据这个理论我们今天所观测到的宇宙起源于100～200亿年前的一个超高温超高密的状态,它一直在冷却、并变得稀疏。我们知道,这种膨胀作为时空本身的膨胀,到今天还在继续,因为观测表明,宇宙中的所有星系都在相互飞离。     

时间的起始

不要问大爆炸之前发生了什么，时间和空间是在一瞬间突然产生的旧而提出那样的问题并不恰当。但是是什么使大爆炸得以发生，物理定律又是从哪里来的？科学能解释宇宙如何创生吗？即便是对这种科学机制的一些建议，都引起社会各界的愤怒反响。宗教界人士把这类意见看作是最后抛弃上帝和造物主的一个步骤；无神论者为此同样表现出震惊。因为宇宙突然从无产生这样的概念，在他们看来有基督从无中创世之嫌。对这种愤慨的一般感触，作家F·韦尔登作了很好的表述：“谁去关心大爆炸之后半秒钟的事！”1991年她在一家报纸上撰文攻击科学的字宙学。…     

物理定律：真实的谎言？

有这么一本书：《物理定律是如何撒谎的》，绝对一“名”惊人！物理定律怎么会撒谎呢？地球人都知道它是解释自然的基础定律啊！要是物理定律都撒谎，那岂非“连死人都没安全了”？别急，且慢慢看来。     

宇宙的归宿

许多科学家相信,宇宙形成于一次巨大的爆炸。当从这次爆炸中释放出的能扩散时,它就冷却化为各种物质,成为恒星、行星等。一般认为,作为组成世间万物的基本物质,原子是不会消失的,因为一旦它们消失,地球乃至整个宇宙将不复存在。但有很多科学家相信构成原子的基本颗粒——质子确实会消失,它们会爆炸成为更轻的微粒,转变为能。质子若以这样的方式衰变,就意味着在遥远的将来宇宙间的万物都将化为乌有,仅仅只有能存在。换句话说,宇宙有一个末日。     

神秘的宇宙失踪物质

在神秘的宇宙间有着许多人类未知的奥秘,而目前天文学家一个最棘手的问题是宇宙中深不可测的东西。他们对宇宙知之并不能算少,但有些物质他们怎么也找不到。天文学家认为,他们知道太空中有不少物质,但是用任何一种仪器设备都发现不了它们。去年春天,天体物理学家们认为,他们所相信存在而又发现不了的东西,可能是一些宇宙间的“失踪物质”,这些物质是构成万物的物质,而且能以好几     

思维之源:叹为观止的突触地图

正想象一下有这么一张地图,它绘制出了整个银河系中的每一颗恒星。这是一张非常详细的地图,它展示了每颗恒星的样子,它们是由什么构成的,以及每颗恒星是如何通过宇宙中伟大的物理定律联系在一起的。虽然我们目前还没有这样一张关于天空的天体图,但是,多亏最近发     

粒子天体物理

学科的协同性正在发展。天体物理的观测结果正用于解释基本粒子的属性,而同时粒子物理和实验技术既把宇宙的耀眼部分也把其不可视部分展示给我们,这一切是怎样开始的呢?     

城市--生态学最后的前沿阵地

自从产业革命以来，城市便是西方文化中一个奇特的关联到爱与恨的主题。一方面，我们对城市在文明兴起中的重要作用表示敬意；另一方面，我们为城市中连绵的大烟囱、堆积如山的垃圾和漫溢的阴沟而掩住鼻孔，责难它们恰恰是旷野的对立面。美国的哲学家、博物学家亨利·大维·梭罗写道，大自然“孤独地挥舞着，远离人类居住的城镇。”但是如果一位外星人来访，它会不会表示异议？它会不会像观察雨林和珊瑚礁一样，把城市看作是地球上另一个生态系统？它会不会注意到城市里的所有事物最终受制于同样的生物和物理进程，正是这一进程形成了每一处…     

从大数巧合到基本常数可变理论

当今宇宙学的主流理论是以一个关键的假设为基础的。在主流理论中引力常数G和光速C都永远保持为同一数值。观测表明这些基本常数确实没有什么明显的变化。然而，迄今的研究仅仅考察了过去10亿年内这些常数的数值，因此认为在整个宇宙时间内不变是值得怀疑的。大约在80年前，一位数学天才发现了大数巧合，所谓大数是指约等于10^40的由宇观和微观物理参量所组成的无量纲量。随着宇宙膨胀的发现，宇观和微观参量之间存在联系从一种信仰，变成了经验定律。大数巧合变成了大数定律。为了解释大数定律，又产生了人择原理与自中心原理之争。带有人择色彩的可变引力常数理论由此而诞生了。近几年来，一些物理学家提出了光速可变理论，用以解决宇宙学的视界问题、平坦性问题以及其他疑难问题。     

普朗克卫星：探听创世纪的余响

如果，我们能够找到一个可以描述宇宙起源的完整理论，它应该可以被所有的人所理解和掌握，而不仅仅是这个领域的科学家。它也意味着，人类理性获得的巨大成功，和人类透析上帝思考的伟大智慧。     

量子计算机与人的意识

人的能力(智能)以及它的物理存在都表明智能机器的存在,但这并不意味着人们可以制造一个新的不同的智能机器。那末一个自然而然的问题就是:“人工智能机器能模拟人类的智能吗?”与此相关的问题是:“理解事物意味着什么样的含义?”“自我意识是什么?”什么叫有意识?”等等。目前机器的能力与这些问题都没有什么直接的联系,这就决定了它们与人的差别。量子力学的理论与方法也许是通向解决这些问题的一条路径。     

动物的眼睛

一个有趣的问题一直都困扰着人们,那就是动物到底能看到什么。现在,许多研究者倾向于认为,多数动物对它们所看到事物的理解就如同我们对抽象派绘画的理解一样,少之又少。因为光线照射到视网膜上形成的图像和最终我们怎样去理解这些图像并不是一回事。     

最佳宇宙论

最佳宇宙论关于宇宙的起源，大爆炸宇宙已成为３０年来被人们普遍接受的模型。这种模型认为，在１００到２００亿年以前，万物从虚无中经爆炸而产生，那次事件的巨大推动力使宇宙从此膨胀开来。大爆炸理论随其发展已取得巨大成功。它所提供的框架不仅包容了河外星系的大多...     

天文学和引力物理学

一、历史回顾第一个引力理论就是牛顿的万有引力定律,它的出现是天体(特别是行星)视运动规律同力学概念结合的产物.利用它和牛顿运动定律一起创立了天体真运动理论——天体力学.这是天文学发展史中第一次巨大飞跃.此后二百年内,天体力学成为天文学,甚至是数理科学的主要内容. 牛顿万有引力定律又是宇宙间普遍适用的定律.任意两个物体间都存在引力,其大小可用简单公式表达:     

暴涨的宇宙

30年前,《物理学评论D》中的一篇论文彻底改变了我们对宇宙起源的认识——来自粒子物理学的新观点暗示宇宙在其诞生之后极短的时间里可能经历了一个高速膨胀的时期。这一被称为暴涨的阶段,可以解释我们的宇宙是如何演化出其被我们观测到的密度和均匀性：暴涨不仅成为了宇宙学理论的核心原则,它还意味着任何有抱负的宇宙学家都必须学习粒子物理学。在20世纪70年代,     

虫洞

<正>广义相对论是爱因斯坦对宇宙的描述。它提供了一个叫作时间-空间(简称时空)的坐标系,所有天体都位于这个系统中。时空经常被描述成一个延伸在整个宇宙中的连续结构。当你在时空中移动时,就是在时间和空间里都移动。天体扭曲这一结构,尽管这种扭曲对我们来说几乎不可见,它却创造引力,使光线偏转。虫洞是穿越时空的隧道。可以把它们视为在空间     

测定光速

<正>它是宇宙的速度极限,也是我们借以认识宇宙的一个关键数据。不过,为了确定这个数值,科学家们真是很下了一番功夫。古希腊数学家欧几里得相信,我们之所以能看见事物,是因为眼睛发出了光线。大英雄亚历山大宣称,因为我们一睁眼就能看见遥远的星星,说明星星发出的光不到眨眼工夫就已进入我们眼中,所以光速必定     

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…