引力的本质

回顾了关于引力本质的历史探索和最新进展.从牛顿引力和爱因斯坦引力出发,介绍了关于引力本质历史探索上的两次重大飞跃.从修改引力、量子引力和全息引力三个方面,介绍了关于引力本质的最新进展.对于牛顿引力,从开普勒行星运动定律出发,介绍了牛顿万有引力定律.介绍了最近关于修改牛顿力学和暗物质的进展;对于爱因斯坦引力,阐释了引力的几何化,然后介绍了爱因斯坦引力在宇宙学和引力波方面的应用;对于修改引力,从额外的引力自由度、高阶导数引力和高维引力三个方面介绍;对于量子引力,从协变量子引力、正则量子引力和其他量子引力三个方面介绍;对于全息引力,介绍了它的全息图像、呈展性质以及它与量子信息之间的关系.但是截至目前,关于引力本质问题的答案依然是一个谜.     

引力是左旋性的吗?

引力是左旋性的吗?两位英国学者认为这一问题可望在2013年获得答案。广义相对论描述大尺度下的引力作用,而在小尺度下则需要应用量子引力理论,但首先,物理学家们必须理解引力子——一个媒介引力的假想的量子粒子。     

量子纠缠与时空结构

众所周知，自然界中存在着四种基本相互作用，分别为强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用与引力相互作用。然而，前三者可以在量子力学的框架下自洽，只有特殊的引力相互作用尚未与其他相互作用统一。因此，追求引力的量子化是现代物理学最迫切和首要的目标。物理学家们发现，可以利用量子场论的方法来研究引力理论。在这过程中，我们发现量子纠缠、几何以及时空定域性之间的关系，这似乎暗示了通往量子引力的研究方向。通过量子纠缠，我们希望进一步探索量子引力领域，为引力的量子化找到一个突破口，从而发现时空的本质。文章简要回顾量子纠缠熵的历史发展，并讨论纠缠熵与几何之间的关系。     

圈量子引力的动力学

作为量子引力论的一种重要的候选理论,圈量子引力已取得了长足的进展.当今圈量子引力研究的一个核心而艰巨的课题是如何建立合理的量子动力学,具体到圈量子引力的正则形式中,动力学问题集中体现为合理构造密顿约束算符以及求解相应的约束方程.本文介绍了圈量子引力的基本思想以及圈量子引力中量子动力学研究的最新进展.新进展侧重于哈密顿约束算符的构造及其所定义的希尔伯特空间.     

牛顿和他的万有引力定律

牛顿的万有引力定律是17世纪天文学的一项重大的发现。牛顿能够独具慧眼,把这种神秘的引力归纳成这条定律当然是功不可没,但要是没有开普勒把行星运动先归纳成三条定律,万有引力定律的发现也许就不会那么顺利了。开普勒发现每颗绕日运行的行星的轨道不是圆形的,而是椭圆形的,太阳在椭圆的焦点上;其次他又发现当行星接近太     

·能探测出普朗克长度距离的时空涨落吗？

包罗万象的理论(Theory of Everything)是企图将爱因斯坦的广义相对论对引力的描述和量子力学统一成为一个成功的量子引力学说。无论这种理论最后以什么面目出现,预计量子物理和引力都将在10 35 m这个所谓的普朗克长度上结合成为一个不可分割的整体。但这一长度实在太小,任何常规的显微镜或庞大的高能粒子对撞机都无法直接观测到。     

超弦与宇宙学

超弦理论从1960年代末到今天已经有30余年的发展历史了，其间经过了几个转折，如今弦论已成了最流行的量子引力理论。寻求一个量子引力理论，应该看作弦论在1970年代中期“复兴”的主要原因。当然，由于研究弦论的学者大多数是研究粒子物理出身的。所以他们同时也很重视弦论与其他相互作用的统一。在所有研究量子引力的理论中。弦论似乎是唯一可以用来统一所有相互作用的理论。     

双光子相干态的两种定义的非等价性

一、引言 辐射场的压缩态是辐射场的一类非经典特性的反映。在这种态中,辐射场的某一分量的涨落可以小于被称之为“量子极限”的真空涨落。利用具有极小涨落的辐射场,人们可以进行极其精密的测量。这对于精密计量、光通讯以及引力波的探测等都具有重要的实际意义。因此,自从Stoler提出辐射场的压缩态概念以来,这一领域一直是量子光学主要研究对象之     

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:     

广义相对论中引力传播速度的测量问题

牛顿万有引力定律认为引力场的传播不需要时间, 是瞬时相互作用, 而广义相对论认为瞬时相互作用是不存在的. 因此, 在观测和研究引力潮汐时, 牛顿万有引力定律是否需要修改是一个值得探讨的问题. 本文说明在现有的广义相对论框架下, 牛顿引力定律是完全适用的. 后牛顿近似计算的结果表明, 引力传播速度的可观测效应与物体运动速度的大小无关, 只依赖于物体运动的加速度. 一般来说, 这一可观测效应非常微弱, 目前的任何天文观测, 包括太阳潮汐观测均不能证实引力传播速度与光速相同.     

生物电路的前景

●多年来，科学家一直在改造DNA片段。创造出了多种基因工程植物或动物．为人们提供了新的掌握生命的机会。“搭建生命积木的合成生物学”一文作者、波士顿大学生物医学专家詹姆斯·柯林斯（James Collins）。长期致力于改造生命体。并赋予其新的功能。就这一领域的未来前景，《自然》杂志专程采访了他。     

刘易斯·沃尔珀特（1929—2021）

正刘易斯提出的位置信息理论在发育生物学这一领域的建设中发挥了关键作用。2021年1月28日,发育生物学领域的杰出人物刘易斯·沃尔珀特(Lewis Wolpert)与世长辞,享年91岁。刘易斯提出了位置信息理论,用以解释胚胎发育过程中模式的形成,他的工作在发育生物学这一领域的创立与发展中发挥了关键作用。     

人类基金组计划启动30载，前路如何？

正美国国家基因组学研究所所长埃里克·格林回顾了这一领域的发展历程,并分享了他对未来的大胆设想。1987年,当研究人员第一次用基因组学这个词来描述新近发展的DNA图谱学科时,埃里克·格林(Eric Green)刚刚从医学院毕业。几年后,他参与了当时尚为年轻的这一领域的标志性登月项目——人类基因组计划(HGP)的前沿工作。     

动态Dilaton-Maxwell复合场及其黑洞的Hawking辐射

自从Balbinot使用并推广Davies等的方法来研究考虑到反作用时的蒸发黑洞的Hawking辐射,这一领域引起了人们广泛的兴趣.在导出蒸发黑洞度规的过程中,一般均在能动张量中引入发光率(Luminosity)为L的辐射作用项,从而将黑洞质量的减少归结为向外辐射流的作用.Dilaton-Maxwell复合场中除了电磁场外还存在着中性标量场(Dila ton场).标量-张量(ST)引力理论现在仍被认为是基础引力理论的一种允许的扩展形式.最近Turyshev利用弦理论给出Dilaton-Maxwell复合场一静态球对称解,并证明Dilaton荷     

人生三大定律

<正>一、人就是一架机器机器工作时需要能量,所以人得吃得喝,物理上叫做能量守恒,这是热力学第一定律。人这架机器还带个高级计算机。从简单意识到逻辑思维,人脑计算机运行起来也需要能量。郁闷纠结极费脑力,霸占了好多处理器,使人脑不能正常工作,就是俗话说的伤神。心平气和是人脑计算     

一种共形引力理论

近来,由于量子引力和超引力的进展,有关共形引力的研究引起了进一步的重视。 我们知道,通常总是把共形引力归结成为Weyl引力,在一些关于共形超引力的研究中也是这样处理的。当然,Weyl引力的确具有一些迷人之处,但是,同时也存在着一些原则上的困难。首先,Weyl引力的拉氏量不能自动包含Einstein项——标量曲率R,这就至少对     

青年才俊多担纲,科创才有大作为——访上海交通大学研究员、2012级星友金贤敏

<正>今年对金贤敏来说,可谓是收获的一年。前不久他获得了自然科学基金重点项目(300万)的资助,支持他做光量子芯片研究。9月初,国内外媒体报道上海交通大学自然科学研究院特别研究员、上海市"千人计划"特聘专家、国家"青年千人计划"专家金贤敏领衔的课题组完成世界首个海水量子通信实验,观察到光子极化量子态和量子纠缠可以在高损耗和高散射的海水中保持量子特性,这是国际首次通过实验验证水下量子通信的可行性,这意味着量     

自然界的定律从何而来?

引力,这不只是一个理念,还是定律;而这样的定律,和例如交通或药物方面的法规是不同的.你不可能有所选择,对引力或任何其他物理学定律你只能服从.跳起来后你只能落回到地上,信仰或意愿与此无关.     

同步辐射

在科学发展史上,很多事例可说明,一门学科的发展常带动和促进了另一门学科的发展。同样也不乏这样的典型例子,即在某一领域中,一个令人头痛,而要千方百计予以克服,加以消除的东西,却正是另一领域中的福音。同步辐射就是这两类事例的集中反映。     

真核基因转录的分子机制——2006诺贝尔化学奖简介

2006年10月2日,瑞典皇家科学院宣布,将本年度诺贝尔化学奖授予美国科学家罗杰·科恩伯格(RogerD.Kornberg),以表彰他在真核基因转录的分子基础研究领域所做出的杰出贡献。真核基因转录的分子机制是什么?这一机制是怎样被发现的?本文拟从这两个方面对这一领域做一点粗浅的介绍。