大卫·邵勒斯的治学和建树:纯粹探索凌绝顶

<正>大卫·邵勒斯(David J.Thouless)对很多重要物理问题有深入的思考,他在同行中有理论物理学家中的理论家称誉.2016年诺贝尔物理学奖授予他和邓肯·霍尔丹(F.Duncan M.Haldane)、迈可·科斯特里兹(J.Michael Kosterlitz),对他们物质形态及其转化探索的嘉奖实至名归,从物理学本身的发展状况表彰时机也很恰当:相应领域正处于蓬勃发展中.随着时间的推移得奖工作在物理学中的重     

1990年美国化学会获奖化学家介绍

核化学家——迈克尔J·威尔奇(Michael J.Welch)迈克尔J.威尔奇是华盛顿大学爱德华·麦林克得(Edward Mallinckrodt)放射学研究所的放射化学教授,他在核化学和核化学技术的前沿研究领域中成果丰硕,他的多项研究成果在世界范围内已广泛应用于生物学和医学领域.在威尔奇的科学生涯中,他把大部分精力和时间投入到应用核化学的技术去探讨生物学和医学中的问题.例如,利用粒子加速器产生的放射性原子去标记生物体和药物中的某些化合物分子,以便观察这些示踪分子的作用方式.他的这些研究的早期成果使得化学家们利用核分裂或红外辐射手段在粒子回旋加速器     

忆哈罗德·杰弗里斯爵士(1891—1989)

哈罗德·杰弗里斯爵士(sir Harold Jeffreys)于1989年3月18日逝世。正如他的一位杰出的学生赖朴吾(R.Lapwood)博士在授与哈罗德爵士1978年美国地震学会奖章的褒文中所说的“他的具有创造性的论文数置远在300篇以上,这些论文透彻地探索了地震学和万有引力的各个领域。以至无论谁在什么地方,只要想开始从事某一项研究课题,谁就会发现杰弗里斯早已考虑过了。”他在研究中的最大功绩是“发现”地核具有流体的性质(Brush,1980)。哈罗德·杰弗里斯于1891年4月22日生于英国Durham郡、Fatfield一个矿区的校舍里。他曾经写道:在九岁时,他是一个热心的博物爱好者,在13～19岁时,他对植物学和摄影产生了浓厚的兴趣。他在阿姆斯特朗(Armstrong)学院(现在的Newcastle-upon-Tyne大学)上大学,并以优异的数学成绩毕业于该校。1910年他应聘进入剑桥圣约翰学院,这个学院便成为他的永久性学术活动场所。1912年,由于他所发表的论进动和章动(他对这个问题以后又回过头来多次研究过),继亚当斯(J.C.Adams)之后获得了亚当斯纪念奖。     

一位对数学心驰神往的中学生

皮埃尔·德利涅1944年出生在布鲁塞尔。他的数学教养深受四次巧遇的影响,第一次是在他14岁那年,彼尔遇到了一位热情的中学教师J.奈季斯(Nijs),他把布尔巴基(Bourbaki)著的《数学概论》借给他看。第二次是在布鲁塞尔大学,他结识了J.铁茨(Tits)。铁茨不但给他讲授群论的基础知识,     

二阶线性微分方程的振动条件

二阶线性微分方程 (沫t),‘(t))‘+宁(t),(t)~0,P>0, p,q(C[0,co)(1)有许多振动条件.Leighton的一个典型结果是:若!了,一(t)*一{了,(,,‘,一‘,,则方程(1)是振动的.一个似未考虑的问题在于,如果(2)式中的两个积分有一个收敛,能否通过加快另一个积分的发散速度来保持方程(l)的振动性.我们通过定义函数、..”“J、、.J 至3 得(1门J,.....刀 由 、.声矛 价,于产o尹.....户 ,石玲,一exP!-Q(,,一exn【-,芡f(,)公试r),(q一(Pf)其中f〔Cto,定班l若扩)(t),co)且Pf〔C,[0,OO),l了,一(,,d,一{了Q(,,‘:一 考虑两个方程(Pi(t)y‘(t))‘+价(t)y(t…     

戴维·索利斯(1934—2019)

<正>发现物质拓扑相的理论物理学家,2016年获得诺贝尔物理学奖。戴维·索利斯(David J. Thouless)是一位理论物理学家,他最为人所知的成就是对系统各组成部分重新排列的驱动因素的研究,如晶体中的原子或磁铁中与电子相关的自旋。这些"排列现象"是相变(如水变成冰)的基础。20世纪70年代初,索利斯和他     

状态量熵应为负值

物理量的正负值性质不仅取决于它的零点选择,还通常与它的物理意义有关.一般约定用正值代表正面的、积极的事物,负值代表负面的、消极的事物.然而,状态量熵却是一个“奇怪”的物理量.它代表了一种负面的、消极的事物,但却一直被视为正值.基于平衡态热力学的对称性,我们建立了一个理想固体状态方程,该方程要求熵应具有负值性质;并从物理上规定了熵的零点应为熵的极大值点,即零压理想气体(理想气体的极限状态).分析表明,普朗克关于能斯特热定理的熵表述并不普适,它仅对单组分物质如完美晶体有效,“熵不可能为负”并不是一个绝对的事实.历史上选择零温完美晶体作为熵的零点是非物理操作,只涉及方便性的问题.以零压理想气体作为熵的零点,其他所有热力学状态的熵均为负值,实现了熵的零点与其宏观和微观物理意义的统一,熵的负值(即熵的绝对值)愈小,系统的不可用能愈大(可用能愈小),无序度愈大(有序度愈小).这与人们的认知习惯相符.与选择零温完美晶体作为熵的零点不同,零压理想气体作为熵的零点同时也是热力学对称性的要求,是一种基于物理本质的选择.此外,零压理想气体是理想气体状态方程和理想固体状态方程共同的熵零点,可以对两个极端方程之...     

菲尔兹奖章(Ⅰ):把连续和离散联系起来

一个数学家可望获得的最高奖赏是菲尔兹奖章(Fields Medal),这个奖赏所带来的威望在许多方面可与诺贝尔奖金相比。J.C.菲尔兹为体现该奖赏的金质奖章设立了一个基金信托会,他说过,这些奖章的授与只应该“基于所完成的工作,同时就得奖者方面而言,则是作为对他取得进一步成就的一种鼓励”。这些话的意思可解释为该奖章应该颁发给青年数学家们(一般在40岁以下)。自从1936年第一次颁发了两枚奖章以来,严格地遵循了上述惯例。菲尔兹奖章每四年才发一次,即在隔四年开一次的国际数学家大会上颁发。今年的菲尔兹奖章发给了苏联的格雷戈里·A·玛古利斯(Gregory A.Margoulis),马萨诸塞理工学院的丹尼尔·奎伦(Daniel Quillan),普林斯顿大学的查理·费弗曼(Charles Fefferman)和法国高级科学研究院的皮埃尔·德利昆(Pierre Deligne)。本文译自Science,vol.202,1978.10.20,作者G.D.Mostow是在美国耶鲁大学数学系工作。     

J·布拉切特

在科学发展日新月异的今天,先前富有创见的思想,会渐渐变得平凡起来;过去处于科学前沿的热门课题,如今已成为常规性的研究.J.布拉切特(Jean Br-achet)便是众多科学先导之—,他已于1988年8月10日去世。然而,正是他那引人入胜的资料和令人信服     

围绕“熵”的一团疑云——热寂说今昔

对于熵理论,人们至今仍难察其全貌,有许多问题值得去进一步探讨,从《围绕“熵”的一团疑云——人们说今昔》一文向你揭示了一些令人感兴趣的问题。     

保罗·克鲁岑(1933—2021)

正因研究臭氧而荣获诺贝尔化学奖的科学家,曾创造"人类世"一词。保罗·克鲁岑(Paul J.Crutzen)揭示了大气污染物破坏平流层臭氧的机制,而臭氧可保护地球免受有害紫外线辐射的损害。1995年,他与舍伍德·罗兰(F.Sherwood Rowland)、马里奥·莫利纳(Mario J.Molina)共同分享了诺贝尔化学奖,因为他们证明了污染物里包含氯氟烃。他认为,我们正处于一个全新时代,并倡导用"人类世"来指称这一时代,其特点是地球上的生物、化学和地质进程均由人类主导。2021年1月,克鲁岑与世长辞,享年87岁。     

一堆苹果提出的难解之谜

水果店里苹果堆成的金字塔中哪个苹果最容易压烂?答案显然是在堆底部顶点正下方的那个。但这个明显的答案是错误的。 1981年捷克科学家J·施密德(J.Sohmid)和J·诺瓦尔塞德(J.Novasad)使用了压力传感器测量作用于一堆粒子底部的力,苹果堆成的金字塔就是日常生活中的例子。他们发现了一个很难解释的出乎意料的受力模型。他们发现压力不像预料的在底面中心点最大,而是在底面中心某一距离的环形内的粒子感受到向下的最大压力。     

基于最大熵原理可靠性分析的病毒传播模型

应用基于最大熵原理的复杂系统可靠性分析方法对病毒在宿主、易感染者和移除者等共存系统中的传播问题进行了系统的动力学理论分析.在本研究中,我们将病毒传播问题中的病死速率、发病速率和治愈速率等实际统计参量映射成可靠性理论中描述个体行为的风险(退化)函数:个体宿主的病死速率和治愈速率对应于可修复系统的失效率和修复率;潜伏期阶段患者发病速率对应于可靠性理论中的失效率.通过最大熵原理,本文研究融合了病死时间、治愈周期和潜伏期等统计量的各阶矩信息,从而推断出最概然的病死速率、发病速率和治愈速率.最后,以包含易感、感染(确诊与潜伏期)和移除四类人群的传播模型(SEIR模型)为例,结合基于最大熵原理的退化函数推断,分析了新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019, COVID-19)传播的一些理论问题.     

2019年度诺贝尔物理学奖：理解宇宙的演化和地球在宇宙中的位置

2019年度的诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家,以表彰他们使我们理解宇宙的演化和地球在宇宙中的位置方面的贡献。其中,美国普林斯顿大学的宇宙学家皮布尔斯(P. J. E. Peebles)获得一半奖金,以奖励他在物理宇宙学中的理论发现;瑞士日内瓦大学的马约尔(Michel Mayor)和瑞士日内瓦大学及英国剑桥大学的奎洛兹(Didier Queloz)分享了另一半奖金,以奖励他们发现一颗环绕类似太阳的恒星的行星。文章介绍这几位学者的科学贡献。     

对话人类基因组计划领衔专家J.Craig Venter

<正>J.Craig Venter,美国科学院院士,生物学家及企业家.1984年,Venter进入了美国国家卫生研究院(National Institutes of Health,NIH).1991年,Venter和他的团队开发了表达序列标签(ESTs),这是一种新技术,可以迅速地发现基因.1992年他创立了一个非营利研究机构——基因组研究所(The Institute for Genomic Research,TIGR).1998年,成立了Celera Genomics公司,进行人类基因组测序.2001年,     

2007年全美最佳学术机构

"同事关系"成重要指标 在科研生涯中,伍德(C.Wood)曾经辗转在多家研究机构工作.最初,他是雅培实验室的一名科研人员,很快他就发现自己更喜欢做学术研究.     

2005年诺贝尔生理学或医学奖解读

2005年10月3日,瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔奖委员会把今年的诺贝尔生理学或医学奖授予了澳大利亚科学家巴里·J·马歇尔(BarryJ.Marshall)和J·罗宾·沃伦(J.RobinWarren),因为他们发现了幽门螺旋杆菌和其在胃炎和消化性溃疡疾病中的作用。马歇尔和沃伦将分享130万美元的奖金。获奖原因今年的诺贝尔生理学或医学奖授予的是一个重大而又意外的发现,即胃部炎症(胃炎)和胃或十二指肠溃疡(溃疡性疾病)是由于幽门螺旋杆菌感染所引起的。发现这种致病菌的是澳大利亚佩思的病理学家沃伦(生于1937年),他发现约50%接受生物活检的病人的胃下部(窦…     

处处振荡的达布函数

Marcus在文献[1]中证明了下述定理。 定理 假设f(x)是区间I上的连续函数,它在I的某一稠密集上点点取到极大值,那么对于每一个区间J(?)I,或是存在区间K(?)J,使f(x)在K上是常数;或是存在关于f(J)={y;     

熵增加原理的发展及其应用

熵是克劳修斯(R.Clausius)于1854年首先引入的一个热力学状态函数,用来表述热力学第二定律即熵增加原理.二十世纪初,以第一、二、三定律为基础的热力学,已发展成为一门独立的学科——平衡态热力学(即所谓经典热力学).1945年以普利高津(I.Prigogine)为首的布鲁塞尔学派,在平衡态热力学的基础上开始建立了非平衡态热力学理论.首次把平衡态的熵增加原理发展为近平衡(即线性非平衡)情况下的最小熵产生定理,以及远离平衡(即非线性非平衡)情况下的超熵产生概念和耗散结构理论.非平衡态热力学理论的创立是近几十年来热力学发展史上的突破,它的应用远远超出了经典热力学的范围,不仅在非生物界,而且在生物界以及经济学、社会学等学科中的研究和应用都具有广阔的发展前景.     

柴油机排气颗粒的力学特征与形貌分析

采用Hamaker等理论模型计算分析了理想状态下颗粒-颗粒间的作用力;采用原子力显微镜以及透射电子显微镜试验的方法,考察了干燥环境下(相对湿度RH≤20%)排气颗粒间总的吸引力、黏附力以及黏附能,探究了排气颗粒粒径对粒子间作用力及颗粒形貌的影响关系.结果表明:颗粒粒径由25 nm增加到45 nm过程中,单颗粒之间的范德华力增加4.6倍,静电力增大9.9倍,相比范德华力,静电力较小.颗粒间黏附力与黏附能均增加了1.8倍.通过AFM试验,对平均粒径分别为30,37,46 nm的团簇颗粒进行测量,发现随着粒径增大,颗粒间总的吸引力F_(at)逐渐增大,为1.04~1.38 n N,范德华力F_(vdw)是F_(at)中的主要作用力,库仑力较小.吸引力F_(ad)与黏附能W_(ad)随着颗粒粒径增大而增加,F_(at)由3.21 nN增大到3.75 nN,增大约16.8%,W_(ad)由2.03×10~(-16) J增大到2.20×10~(-16) J,增大约8.4%,F_ad与W_(ad)的增大充分反映了颗粒间的黏附性增强,颗粒间能量势垒增大,团簇颗粒间更为稳定.随着颗粒平均粒径的增大,导致了颗粒间吸引力、黏附力及黏附能增大,颗粒逐渐团聚,由枝状向簇状转变,逐渐呈山峰状堆积,颗粒致密度、团簇大小均增大,说明颗粒间作用力的变化与颗粒形貌之间存在一定的影响关系.