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能源的未來,是核聚變
讓我們暫時拋開氣候的相關問題。也就是說完全忽略二氧化碳、地球的大氣層、溫室效應、全球性溫度、海洋酸化和海平面上升之間的聯繫。從長遠來看,我們仍然需要為能源的未來未雨綢繆。今天,世界上廣泛使用的能源有兩種:化石燃料(比如煤炭、石油或天然氣)
2017-04-22 0 -
相同基因的幹細胞長的一樣嗎?
世上沒有兩片完全相同的樹葉,也沒有兩個完全相同的幹細胞,即便其中一個是另一個的克隆。現在,這種奇妙的不同可以3D的呈現在生物研究者與愛好者的面前。西雅圖的艾倫細胞研究院研發的“艾倫細胞管理器(Allen Cell Explorer)”,用
2017-04-22 1 -
朋友與陌生人:拉姆齊定理的簡單圖示證明
1903年,弗蘭克·拉姆齊出生於英國倫敦,後來進入劍橋大學三一學院學習數學,成為了一名傑出的數學家、哲學家和經濟學家。可惜天妒英才,1930年就病逝於倫敦。但是在短短的歲月中,他在數學和其它領域做出了許多貢獻。今天所要談論的是他在1930
2017-04-22 0 -
我們能夠區分裸奇點和黑洞嗎?
當一顆大品質恒星耗盡其燃料時,它會在自身的引力下坍縮,最終在空間中形成一個物質密度任意高的區域,即所謂的奇點。在奇點上,普通的物理定律都將失效。如果這個奇點被事件視界包圍,就形成了黑洞。事件視界:一個有去無回的邊界,任何東西(包括光)一旦
2017-04-22 0 -
科學論文在過去352年裡的美麗進階史
對所有學術界的朋友們來說,發表學術論文(paper)真是一件讓人又愛又恨的事。網上隨手一搜就能搜到各路大神吐槽發文過程遇到的糟心事,例如同行評審不靠譜胡評啦,出版社編輯要求變態啦,評測標準不正確啦等等。作為一個屢次被要求改稿的博士汪,這些
2017-04-12 1 -
你是費米子?還是玻色子?
在整個宇宙中,有兩種不同類型的基本粒子:費米子和玻色子。所有的粒子,除了具有品質和電荷外,還具有自旋的性質。粒子的自旋為半整數(比如±1/2、±3/2、±5/2…)的稱為費米子;自旋為整數(比如0、±1、±2,…)的稱為玻色子。那麼問題是
2017-04-10 0 -
尋找最罕見的衰變
幾乎所有的粒子都有它們的反粒子夥伴。自反物質被提出來後,一直是科幻小說中的常客。例如在《天使與魔鬼》中,壞人們就試圖用反物質炸彈摧毀梵蒂岡,幸好蘭登教授帥氣的阻止了這個陰謀。而在《星際迷航》裡,企業號太空船的燃料正是反物質,利用正反物質的
2017-04-08 0 -
肉眼看不見的剪刀——基因魔剪
如果你還沒有聽過 CRISPR,那麼可以這麼簡單理解:在過去的四年裡,科學家在細菌的免疫系統裡發現了一種可以在其他生物(植物、老鼠甚至人類)的體內編輯基因的工具。有了 CRISPR,以前需要長年累月才能完成的基因編輯工作,現在只需要花上幾
2017-04-06 1 -
很快,我們就能看見黑洞的第一張照片
早在1783年,英國的地質學家和天文學家John Michell在專研牛頓子引力方面的工作時就發現,理論上,當一顆恒星的品質到達1.25億倍太陽品質時,它的引力強大到即使是光都無法逃脫。儘管恒星的品質絕不可能達到如此之高,但到了1915年
2017-04-06 1 -
為什麼量子場才是最基本的?
在《告訴你一個真相:你所知道的粒子,其實都是場》一文中,我提到了世間萬物並不是由你們所熟知的基本粒子構成的,而是由遍佈宇宙的場構成的。沒錯,在你身體裡的所有電子都是來自同一個場的波。也就是說,你身體中的電子和我身體中的電子都是來自同一個場
2017-04-04 0 -
紀念他的最好方式,就是記住他的工作
我們知道,在金屬和某些特定合金中,電流可以在原子之間移動從而導電。但是電子的無組織移動會導致原子振動,因此電子移動會受到阻力,這就是所謂的電阻。1911年,荷蘭物理學家Heike Kamerlingh Onnes 有一個驚人的發現。他對在
2017-04-04 0 -
一個尋找已久的證明,險些被數學界忽略
2014年7月17日的清晨,一個並不知名的德國退休統計學家Thomas Royen,正如往常一般,彎著腰刷牙。突然間,他的腦海中閃過了一個絕妙的想法,找到了證明一個著名的數學猜想的方法。這個數學猜想被稱作高斯相關不等式(Gaussian
2017-04-04 2 -
當黑洞、引力波和暗物質被聯繫起來
在過去的幾年中,物理學有兩件振奮人心的發現:2012年,科學家發現了所謂的上帝粒子——希格斯玻色子,這是科學家苦苦追尋了近50年的一個粒子。希格斯玻色子的發現填補了粒子物理學標準模型的最後一塊拼圖。2016年,愛因斯坦100年前就被預言存
2017-04-02 1 -
一個成功理論的背後,會有許多不同的數學模型嗎?
波粒二象性、疊加態和量子糾纏,這些耳熟能詳的量子行為無不揭示了量子力學的怪異和反直覺。但它們卻精確的描述著我們這個世界的真實運作方式,被實驗反復的驗證。在許多科普文章中,作者通常會用許多的類比和概念試圖準確地描述量子行為,但如果你想真正的
2017-03-29 1 -
神通廣大的小波理論|2017年阿貝爾獎
1960年,尤金·維格納在《數學在自然科學中不合理的有效性》中論證了數學概念和發現的非比尋常的能力。通常,那些概念和發現僅僅只是數學家為了追求其內在結構和美而發展出來的,但在後來卻成為了描述物理世界的強有力工具。2017年的阿貝爾得主Yv
2017-03-29 0 -
茶杯中的暴風雨
在生活中,我們知道水很容易就從水龍頭湧出,而蜂蜜則會從湯匙上緩緩滴下來。這是因為這兩種液體有著非常不同的粘度——流體受到液體分子之間的作用而產生的阻力。粘度越低的流體,流動性越佳。這是大家都知道的。但到了20世紀的時候,物理學家有一個驚人
2017-03-29 0 -
患癌只是運氣差?
《科學》雜誌在週五刊登的關於DNA複製過程中的突變與癌症誘發的文章引起學界和社會多重震盪,文中說到高達三分之二的癌症發生是由不可預防的DNA複製隨機錯誤導致的。這兩天這一報導刷爆朋友圈,有哀吼者——“瓦特!作息規律飲食健康結果該得癌還是得
2017-03-29 0 -
你大腦裡的物理實驗室
堅實的實驗基礎永遠是物理學的奠基。但我們探究的問題往往會超越實驗的可行範圍,這時候就需要我們大腦裡用嚴謹的邏輯思維構建出的實驗室進行“思想實驗”。當一片羽毛和一塊石頭同時掉落,石頭會先落地。現在大家都知道是因為受空氣阻力的影響。而在西元前
2017-03-18 0 -
這六個物理學的前沿研究,哪個會叩響新物理的大門?
在過去的一個世紀,物理學家從六個原理出發逐漸發展出了標準宇宙學模型和粒子物理學的標準模型。它們雖然成功地描述著這個世界是如何運作的,但也面臨著六個急需解決的大問題。這些問題困擾著許多物理學家,但並沒有使他們退縮,而是迎難而上,提出了六個最
2017-03-18 1 -
面對這六個問題,物理學家寢食難安
昨天我們介紹了物理學的六個原理,基於這幾個原理,物理學家發展了標準宇宙學模型和粒子物理學的標準模型。用一張圖概括如下:這兩個理論都出色的扮演著自己的角色,精確地描述著這個宇宙的運作方式。這是許多人奉獻出了自己一身的時間在研究著當時看起來對
2017-03-14 0