物理学和信息革命

计算机技术和物理学之间的数十年的友谊一直是一种非凡的高尚的友谊,这种友谊已经结出了有益的果帝,当今的实验物理和理论物理学家都离不开计算,在这篇文章中,我们讨论半半导体器件的几何尺度在物理学的经济学上的极限,这个尺度的在物理学和经济学上的极限,这个尺度在运去的50年中一直是计算机工业进展的基础,现在让我们预测一个2010年以后的某个当遇到基本的物理学的障碍时,我应该做出哪些对我们可能有利的选择。     

物理学的新疆域——生物学

从事物理学研究并涉及生物学边缘的人，对物理学原理与生物现象之间的相互影响有了初步的概念。应该说，对生命的研究应被视为现代物理学中令人激动的、同时也是真实存在的一部分。[编者按]     

物理学应用世纪的机遇和挑战

在20—21世纪之交,我们曾经论及,就科技领域而言,如果将20世纪称作"物理学世纪",那末或许就可将21世纪称作"物理学应用世纪"。目前这新世纪已过去了十年,20世纪初叶起始的现代物理学,经过一个多世纪的构建和延拓,已经展示出光     

物理学:从经典到现代的演变之路

物理学是建立在大量实验事实的基础上的.实验的特色在于精密而定量的测量,且多半在可控制和可重复的条件下进行.只有在取得大量经验规律后,才能建立融会贯通的物理体系(一般均采用数学形式表达),并要求针对特定问题推出具体预言,再通过进一步实验加以甄别,即证实或证伪.当然,随着研究范围的扩大、研究程度的深化和测量精度的提高,又会发现有些现象与原有理论相悖,导致对原有理论的修正,在某些情况下甚至推翻原有理论,建立新理论.近来由于计算技术的飞速发展,介乎实验和理论推导之间的计算模拟也发挥了愈来愈重要的作用.     

20世纪的宇宙物理学

暗物质、Ω和最初的一微秒再过 50亿年左右 ,太阳连同我们的地球就要灭亡了。大约在同一时间 (前后可能相差 1 0亿年 )仙女座星系也要和我们的银河系相撞。但是 ,宇宙会永远膨胀下去吗 ?如果不会 ,它最终会塌缩成一个新的奇点 ,而万物都将遭受到和不小心坠入黑洞的宇航员一样的命运吗 ?问题的答案取决于无处不在的引力到底能对宇宙的膨胀产生多大的负面作用。直接计算的结果表明 ,如果宇宙的平均密度大于每立方米 5个重子 (即所谓的临界密度 ) ,那么 ,它最终将收缩成最初的状态(重子是质子和中子的总称 ,所有原子都含有重子 )。听起来 ,这个…     

"理想实验"与物理学的发展

本文通过大量事例的分析,说明"理想实验"方法是一种重要的科学研究方法,它对物理学新理论的建立、对已有理论的补充、完善、对物理学的革命性发展都起到重要作用.科学工作者应重视对"理想实验"的研究和应用.     

在不完全性问题上--数学和物理学的渊源与关联

1931年,哥德尔的不完全性定理是数学史上的一座里程碑,不完全性成为数学基础内关系到数学本质的重要问题。1935年,爱因斯坦等3人（以后“爱因斯坦”常指他们3人）也讨论了量子理论的不完全性,导致量子力学争论产生新的僵持。本文将介绍和考察这两个学科里的不完全性在思想上的渊源和异同。数学里不完全性的基本思想和意义开门见山地说,什么是数学的不完全性呢？先打一个比方,一部小说称为完全的,如果书中的全部人物要么被描述成好人,要么是坏人。反之,如果在书中对某个神龙见首不见尾的人物给读者以好人的某种暗示,但遍书细查又没…     

面向所有人的量子物理学

<正>在设计师和非常规演示活动的帮助下,一群法国凝聚态物理学家开始致力于去吸引那些从来没有想过自己会对科学感兴趣的人。对于凝聚态物理学家,2011年是非常特殊的一年。它标志着超导发现100周年,这是量子物理学中最有趣的话题之一,且目前仍是最热门的研究领域之一。当某些特定的材料——例如,铝和铅——     

20世纪的宇宙物理学

在整个人类历史中,我们的存在以及我们在自然界中的地位一直都是非常神秘的不解之谜,直到20世纪,天文学家和宇宙学家才充分地认识到宇宙的大小,才充分理解宇宙所遵循的物理学规律,现在我们知道,我们的宇宙诞生天大约120亿年前的一次原始火爆炸,宇宙的演化生产了太阳系,而我们的地球就是在太阳系的演化过程中形成的,现在,类星体,黑洞,中子星,还有大爆炸都已经成为一般词汇了。     

量子物理学:有缺陷的完美

<正>超纯人造钻石为从量子计算到癌症诊断等领域提供了发展机遇——在俄罗斯钻石中,规则的碳原子晶格偶尔会被氮原子打断,同时一个相邻的碳原子也会不翼而飞,包括在每一个这样的空位中,都可能有一个额外的电子陷落其中。在某些特定情况下,空位中的电子或可被证明是量子计算,或是存储信息的完美媒介。不像其他候选材料,这些钻石缺陷在室温下即可发挥作用。"魔力俄罗斯钻石",正如有些研究人员所称呼的那样,仅有2平方毫米,晶莹剔透,且拥有一种能令所有珠宝商都乐意将其放置于昂贵的戒指中的优秀品质。2005年,德国斯图加特大学的物理学家     

物理学中科学美学旨意的升华（上）

本系列章已论述过的课题，其要点大多涉及现代（理论）物理中的美学蕴含。其实，它的渊源主要在于以牛顿力学为核心的近代经典物理；甚至可将其追溯到古代以至中世纪的自然哲学和科学化。一般认为，牛顿是近代经典物理的代表，爱因斯坦是现代物理——包括现代经典物理和量子物理——的代表。     

攀登21世纪生命科学的通天塔——漫谈《生物物理学:能量、信息、生命》

20世纪初人们已经意识到，尽管从化学的角度看生物体仿佛一杯羹，但生物体却能做到羹无法完成的很多事情。薛定谔（E．Schroedinger）在《生命是什么》（1944年）中就提出了生物体如何从食物中创建秩序及做功这一难题。到20世纪中叶，DNA双螺旋结构的发现使人们明白,生命的奥秘可以通过研究大分子得以揭示，由此人类进入了历史上最具革命性和深远意义的分子生物学时代，并在此后长达50余年的时间里一直维持着知识爆炸式增长的态势。在20世纪末的最后几年里，生命科学捷报频传：首先是1997年“多莉羊”的诞生，接着是2000年美英首脑同时宣布人类基因组草图的问世。