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。     

什么是肿瘤学家?

目前在整个肿瘤学领域中,有七个公认的专科,即外科肿瘤学、内科肿瘤学、放射肿瘤学、外科病理学、儿科肿瘤学、泌尿科肿瘤学和妇科肿瘤学。虽然我们大家都用“肿瘤学”这个术语,但由于各人的传统的医学学科的不同,因此对“什么是肿瘤学家”这一点,看法便有分歧。谁才是真正的肿瘤学家呢?所有肿瘤学家的共性,一定寓于各家的个性之中,否则我们就不能继续     

什么是暗物质?

虽然暗物质的存在已经得到了大量的天文观测的支持,但暗物质的属性是什么仍然是个未解之谜.近期暗物质探测的实验和理论研究均取得了长足的进展.本文从暗物质问题的提出讲起,介绍了暗物质的基本特点和可能的粒子物理候选者,之后详细介绍了暗物质研究的最新进展.(1)暗物质研究的早期历史.从星系旋转曲线、引力透镜、微波背景辐射等方面介绍了暗物质的观测证据,特别是暗物质丰度起源的标准热退耦理论机制和典型的暗物质粒子候选者,如弱相互作用有质量粒子等.(2)暗物质粒子的实验探测的基本原理和手段,如地下直接探测和空间间接探测等.重点综述了近期实验研究的进展.在地下直接探测方面综述了10 Ge V以下轻质量暗物质的探测实验:Super CDMS(super cryogenic dark matter search),CDEX(China dark matter experiment)等,以及大质量暗物质探测中的液氩探测器Dark Side等.(3)暗物质未来的碰撞方向性探测实验,如DRIFT(directional recoil identification from tracks),MIMAC(MIcro-tpc MAtrix of Chambers)等.在空间间接探测方面介绍暗物质湮灭到宇宙线粒子中涉及到的宇宙线粒子产生和传播的基本理论.(4)已有的实验,如Fermi-LAT(Fermi large area telescope)和AMS(Alpha magnetic spectrometer)-02在高能宇宙线电子和核子方面已经取得的成果,特别是近期DAMPE(dark matter particle explorer)卫星实验的首个结果中看到的正负电子总流强中的新现象和疑似反常现象以及AMS-02的反质子结果对暗物质搜寻的影响.展望了未来在反核子,如反氘和反氦方面可能取得的结果及其对暗物质研究的重要性.     

什么是路由器?

一座办公楼、一个社区的计算机可以连接起来,这就形成了局域网(LAN)。由于不同的应用目的和利益需要,20世纪70年代以来,出现了许多标准各异,且不能互相兼容的局域网.其中主要有以太网(我国现在多采用这种网络)、令牌环网、令牌总线网等。互不兼容的局域网防碍了信息交流,但又不可能完全统一这些标准或重建,于是就迫切需要使用某种机制使不同的局域网互联。路由器于是应运而生了。     

什么是量子力学?

量子力学大概是本世纪洞察自然所取得的最富革新精神和极有成效的科学成果。C.P.斯诺曾经用“无疑是人类思想的最大智力成就”一语来表征它。对于C.P斯诺的话,我有两点异议:第一,他应该说“人们的思想”;第二,很难说它是最大的智力成就。牛顿的《原理》、达尔文的《物种起源》、爱因斯坦的《相对论》,该怎么说呢?还有,在科学领域之外莫札特的《唐璜》又该怎么样呢?不过,量子力学的确是一个伟大的成就,并且,我认为,对不直接接触     

占星术是什么?

从最广泛的意义说,占星术是基于天上日月行星运动和人间生命运动相对应的假设,阐述宇宙普遍概念的学问。在其漫长的发展和运用历史上,占星术被不同地认定为一门科学、伪科学、星际神学,抑或一种方术,直到今天,它的支持者和反对者仍然持相冲突的意见。的确,每一种规定都如实描述了它的历史和实践的不同方面,而对占星术的准确规定不能够孤立地脱离历史的考察。     

什么是干细胞?

干细胞就是在生命的成长和发育中起“主干”作用的细胞，用通俗的话说就是“干什么都行的细胞。”它对于生命成长发育的重要性，就如同建筑中的钢筋泥沙等基本材料。     

彗星是什么?

自从首次注意到彗星尾巴掠过夜空，人类就一直对彗星很着迷。当看见许多年才出现一次的彗星，人们会记录下它的出现日期。天文学家也对彗星着迷，因为它们是记录着宇宙过去的非凡碎片，能告诉我们大量有关宇宙形成时期的信息。     

什么是地震?

地震,是人们通过感觉和仪器查觉到的地面振动。它与风雨、雷电一样,是一种极为普遍的自然现象。强烈的地面振动,即强烈地震,会直接和间接造成破坏,成为灾害。凡由地震引起的灾害,统称之为地震灾害。直接地震灾害是指由于强烈地面振动及形成的地面断裂和变形。引起建筑物倒塌和损坏,造成了人身伤亡及大量社会物质的损失,例如震惊全国的1976年7月28日唐山大地震,整个唐山市变成一片废墟,共死亡24.2万人,损失达100亿元。间接地震灾害则是指由于强烈地震而使山体崩塌,形成滑坡、泥石流;水坝、河堤决口或发生海啸而造成水灾;震后流行瘟疫;由于没…     

是什么点燃生命?

45.5亿年前,刚刚成形的太阳系一片混乱.当时的地球频遭系内小行星狂轰滥炸,是一颗炽热的行星,根本不适宜生物生存.此后的十亿年间,太阳系逐渐稳定下来,地球表面的环境也变得越来越适宜微生物生存.今天,生命已经遍布地球.那么,是什么导致了生命诞生在地球上?     

什么是材料物理?

“材料”已经成了在讨论我们国家科学和工程重要议事日程时的一个占有突出地位的主题。一些报告指出,美国的竞争地位正在日益明显地随着我们是否有能力发展材料用于改善能量效率,功能和低成本下的可靠性而发生转移。本专栏将论及某些有关的问题:什么是材料物理?在“材料革命”中物理学团体是不是正在起着一种合适的作用;对下一个10年,物理学团体的重要议题将是什么?我将给出我的展望,它们是在多年的物理学研究和管理中形成的。     

地心引力到底是什么?

一句流行的标语这样写着:“地心引力不仅是个好主意,也是法则。”地心引力是我们最古老而熟悉的敌人。我们骨子里能感觉到它的存在,并且这种力量最终将我们埋葬,它使我们的器官下垂,把我们往下拉。除了人们熟悉的这些外,它还是一个神秘体。 那么这个法则实际上是什么?大多数人认为是牛顿1687年宣布     

下一场瘟疫是什么?

从14世纪欧洲的黑死病,到1918～1919年间杀死4000万人的伤寒症,无人知道下一场大瘟疫将在何时何处到来,也没有人知道它将是源于一种自然感染还是来自于生物恐怖分子的袭击,但它肯定会来。 下一次瘟疫可能源于一种新发现的传染性致病因子,也可能源于一种已知细菌新的变异品种,它甚至可能是从实验室逃逸出来的。下     

非晶态物质是什么?

二十世纪上半段固体物理取得了巨大进展,作为现代技术的基础,成果辉煌。然而,直至五十年代末期,固体物理的有系统研究还基本上局限于结晶状态的物质。对于客观存在的大量的非晶态物质的了解则处于原始阶段,进展缓慢。六十年代以来,情况有了很大的变化,初步的研究表明,非晶态物质的力学、半导体、磁学、超导性、声学、抗腐蚀和     

什么是分子钟?

在我们细胞中的DNA秘藏着长达三十几亿年的生物进化史。对这种“分子罗塞塔石碑”加以破译,也许能再现进化的宏伟史剧。在这部杰作的驱使下,“分子生物学的香坡利翁”们在该学科创立之后不久便赶     

什么是3G?

3G是英文3rd Generation的缩写,指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G),第三代手机一般地讲,是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务,无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节/每秒)、384kbps(千字节/每秒)以及144kbps的传输速度。什么是3G?…     

什么是环境地质学?

世间万物有生有灭,无一例外。大约50亿年前,太阳系星云的崩溃形成了原始的星球和行星体系。我们的地球也应运而生。20亿年后,地球上有了生命。从此,千千万万种生物体经历了出现、昌盛和衰亡的过程,它们的一席地位只有化石才能作证。几千万年前,我们的祖先也登上了舞台,翻开了地球     

什么是好的科学?

正毫无差别地要求理论可证伪或可观察,这会阻碍科学的发展。我们需要疯狂的想法。维也纳的物理学家沃尔夫冈·泡利(Wolfgang Pauli)遭受了内心的煎熬。他解决了核物理学中最棘手的难题之一,但也付出了代价。"我做了一件可怕的事情,"他在1930年冬天向一位朋友承认,"我假设了一个无法检测到的粒子。"尽管泡利有着难言的绝望,但他在信中透露出,他并不真的认为他的新亚原子粒子始终不会检测到。他相信,实验