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广义相对论
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【人民需要这样的科学家㉕】他把毕生献给祖国
新浪财经· 2025-12-19 19:25
(来源:光明日报) 转自:光明日报 彭桓武 中国科学院理论物理研究所供图 回国之初,他先辗转云南大学、清华大学、北京大学任教。新中国成立后,他以前所未有的热情投 入科技事业的发展中。1952年出任中国科学院近代物理研究所副所长,1961年调入二机部九院并担任副 院长。可没过多久,他的名字从学术界彻底消失了——在茫茫戈壁中,已过不惑之年的彭桓武,领导并 参与了原子弹、氢弹的理论研究与设计,是我国核物理理论、中子物理理论与核爆炸理论的重要奠基 人。 多年后,当彭桓武再次出现在公众视野中时,已白发丛生,他的故事这才流传开来。 【人民需要这样的科学家㉕】 2005年6月3日,清华大学大礼堂的讲台前,一位白发苍苍的老人翻开一叠手写的讲义,开始作学术 报告——《广义相对论——一个富于刺激性的理论》。这场报告的前排听众,俱是中国数理学界的泰 斗:周光召、朱光亚、于敏、何泽慧、林家翘、马大猷、吴文俊…… 报告人,是"两弹一星"元勋、理论物理学家、中国科学院院士彭桓武。那一年,他已90岁高龄,却 依然坚守在理论物理研究前沿。 采访报道这次报告会的时候,记者刚参加工作不久。如今,彭桓武和当时许多与会者已作古。但就 在前不久采访一 ...
“总有一天,中国也会出现自己的爱因斯坦”(序与跋)
人民日报· 2025-12-18 22:30
《归来仍是少年:杨振宁传》:林开亮著,张婷婷绘; 湖南教育出版社、中信出版社出版。 若干年以后,世人会怎样看待物理学家杨振宁和李政道关于宇称不守恒的工作呢?可以参考物理学家费 曼对16世纪数学家塔尔塔利亚发现三次方程求根公式的评论:"这是欧洲数学最重要的进展,证明了现 代人可以做到古希腊人做不到的事情。在心理上的重大意义是,激发出信心,有助于文艺复兴运动兴 起,让欧洲人不再一味模仿古人。" 观念和原理的主要源泉"。杨先生的话,也让我想起物理学家伽利略,他曾说"大自然这本书是用数学语 言写成的"。 1953年3月14日,爱因斯坦74岁生日。生日宴会前,举行了一个简短的记者招待会。招待会上,爱因斯 坦收到一份问题清单,清单上的最后一个问题是:"对于一个希望从事科学事业的学生,你要向他提出 怎样的建议呢?"爱因斯坦回答说:"建议是很难有什么帮助的,只有榜样的激励支持,才能有所帮 助。" 杨振宁就是榜样。如他自己所说,他一生最重要的贡献,是帮助中国人改变了在科学上觉得自己不如人 的心理。 1986年,杨振宁接受记者采访时感慨:"这七八年的变化,使我感受到一个新的时代就要来临,中国经 济的发展也必然会带来教育方式上的一 ...
AI时代还需要手推公式吗?张朝阳最新回应
新浪科技· 2025-11-04 01:54
公司观点 - 公司创始人强调在AI时代人们仍需亲自研究、推导和理解公式,AI仅能帮助省去重复性计算工作[1] - 公司创始人指出真正用物理理解世界和解决问题必须经过自身思考,若缺乏思考元素则无法有效利用AI[3] - 公司在过往物理直播课程中屡次强调学习物理必须亲自动手演算,通过计算方能理解物理精髓[3] 行业洞察 - 物理学被视为数学灵感的丰富源泉,例如牛顿为理解行星运动而发明微积分[3] - 数学是物理学描述宇宙运行规律的语言与工具,例如爱因斯坦用微分几何构建广义相对论框架[3] - 掌握数学工具对理解物理系统至关重要,因物理系统经常涉及求导与积分运算[3]
张朝阳谈物理课开讲四周年:人生任何阶段都可以学习
经济网· 2025-11-03 08:57
公司知识直播业务发展 - 搜狐视频发力打造知识直播平台,公司首席执行官张朝阳的物理课是平台上的重要内容[1] - 《张朝阳的物理课》已播出265期,累计在线总时长超过26322.82分钟[5] - 该知识直播IP影响力已超越线上,连续三年推出同名科普书,并走进清华大学等高校开展活动[6] - 公司通过该课程与国际顶尖科学家进行对话,使基础科学以更生动形式进入公众视野[6] 课程内容与教学特色 - 课程主题涵盖从经典物理到前沿领域,包括推导爱因斯坦方程E=mc²、量子场论、超弦理论等[5] - 课程注重将物理原理应用于实际工程领域,如解构新能源汽车电池热失控、火箭升空等[5] - 教学特色强调从矢量微积分等基础工具出发,将抽象的微分几何概念形象化表达[3] - 课程核心教学理念为“计算方能理解物理”,坚持通过亲手演算来触及物理世界核心秩序[5] 社会影响与行业启示 - 课程内容频频登上热搜,让深奥物理理论回归生活,启发公众用数学思维审视世界[6] - 在AI时代,课程倡导保持独立思考,强调亲身推导公式对于真正理解世界的必要性[5] - 课程展示了在人生任何阶段均可主动学习,并通过碎片化读书进行思考和提问[7]
真实的降维打击是什么?
虎嗅· 2025-10-21 01:47
物理学理论层级 - 物理学理论存在一个从高维到低维的降维链条,从宇宙最高维理论逐步退化至接近人类观察和理解的世界 [1][2] - M理论处于最高层级,为11维理论,可通过卷曲或投影等降维方法退化为10维的弦论 [4] - 弦论由3维空间、1维时间和6维卡拉比-丘流形组成,其几何性质决定宇宙基本粒子种类和物理常数 [5][6] - 通过忽略紧致化的6维,弦论在低能极限下退化为4维的广义相对论 [7][9] 理论退化路径 - 广义相对论在时空平坦和无引力条件下退化为狭义相对论,后者在物体远低于光速时退化为牛顿力学 [10][11] - 弦长逼近零时从振动退化为点粒子,引出量子场论作为广义相对论层级的候选理论 [13] - 量子场论由量子杨-米尔斯理论、希格斯机制和费米子场理论组成,在特定条件下退化为量子电动力学 [14][15] - 量子电动力学在低能和非相对论极限下退化为麦克斯韦方程 [16] 杨-米尔斯理论发展 - 1954年版杨-米尔斯理论预测传递力的粒子质量为0,但与汤川秀树证明的介子质量不为零相矛盾,导致该理论长期未被重视 [18] - 1970年代科学家通过高深数学工具建立夸克模型并预言胶子存在,1979年无质量胶子的发现使杨-米尔斯理论获得认可 [18] - 将经典杨-米尔斯理论量子化在数学上极为困难,其数学基础构建仍未成功,是克莱研究所悬赏百万美金的千禧年难题之一 [19] 科学家贡献对比 - 杨振宁在杨-米尔斯理论中的贡献被认为可比肩爱因斯坦,但理论初期缺陷使其影响力受限 [18] - 希尔伯特完成了广义相对论的数学解和量子力学的数学基础,但在大众知名度远不及爱因斯坦 [20] - 爱因斯坦凭借物理直觉采用拿来主义数学方法,抢先于庞加莱和希尔伯特取得突破,但数学水平的限制可能影响其后期统一场论研究 [20] - 与牛顿独立发明数学工具并建立物理体系相比,爱因斯坦的成就被认为略逊一筹 [21]
103岁杨振宁逝世:要做好物理,是要有品位和风格的
第一财经· 2025-10-18 13:26
杨振宁的生平与成就 - 杨振宁于2025年10月18日因病在北京逝世,享年103岁 [3] - 杨振宁自评一生最重要贡献是帮助改变了中国人自觉不如人的心理作用,增强了民族自信心 [3] - 杨振宁的百年人生经历了抗日战争、二战、冷战及中国从封闭到经济腾飞的全过程,见证并推动了中国对科学的重新提倡 [3] 学术生涯与关键贡献 - 1922年10月1日生于安徽合肥,父亲杨武之是芝加哥大学数学博士,杨振宁自幼展露数学天赋,在中学图书馆通过《神秘的宇宙》中译本首次接触20世纪物理学并产生浓厚兴趣 [5] - 1938年考入国立西南联合大学,其物理品味形成于此时期,开始欣赏爱因斯坦、狄拉克和费米的工作 [7] - 1945年赴美国芝加哥大学理论物理系深造,师从费米和"氢弹之父"泰勒 [7] - 1949年进入普林斯顿高等研究院度过黄金17年,迎来学术巅峰,1954年提出"杨-米尔斯规范场"理论,1956年提出"宇称不守恒"理论,跻身世界顶级物理学家之列 [7] - 曾三次近距离接触爱因斯坦,但因德语不精留下交流遗憾 [9] 推动中国科学发展的努力 - 1971年中美关系缓和后立即回国,成为首位回国访问的华裔科学家,几乎每次访华均获中央高层接见,曾与周恩来总理对谈六小时,力主恢复高考、重建科研体系 [9] - 捐出诺贝尔奖奖金给中国留学生基金会,培养数十位学科带头人 [9] - 凭借自身资源资助中国学者赴美留学,发起创立"科学探索奖",竭力培养中国科技人才 [11] - 卖掉纽约长岛别墅将全部积蓄投入筹建清华大学高等研究院 [11] - 几十年里参与建立60多个中国一流物理实验室,缩短与国外物理基础设施差距,培养众多科研人才 [12] 个人特质与晚年生活 - 同事评价其罕见地齐聚了极高超的数学能力、对自然界的深刻理解及在中国文化复兴中的团队精神 [4] - 被描述为心怀人文主义浪漫的物理学家,常以美、妙、优雅描述物理工作,有"以艺术家身份工作"和"孩子般天真个性"的特质 [4] - 晚年回到清华园全职工作,保持每天十小时工作节奏,带领团队研究高温超导、量子计算等领域并取得突破 [13] - 为本科生开设《普通物理》,告诫青年学者科学研究最重要的不是聪明而是抓住不放的执着 [14] - 与妻子翁帆合著《曙光集》《晨曦集》,在百岁诞辰演讲中表示科学探索如同在黑夜中寻找钥匙,重要的是相信钥匙一定存在 [14][16]
宇宙中有黑洞,还有白洞吗?
人民日报· 2025-10-12 10:02
白洞的基本概念 - 白洞是理论中的天体,其特性与黑洞相反,不允许任何东西进入,只向外喷射物质和能量 [1][2][3] - 在数学上,白洞与黑洞是同一个解,区别在于时间反演 [3] - 科幻文学中将其描绘为“微型白洞”,一种永不枯竭的喷泉 [1] 白洞与黑洞的理论关联 - 黑洞由大质量恒星坍缩形成,是连光也无法逃逸的宇宙深渊 [3] - 将黑洞吞噬物质的过程进行时间倒放,即表现为白洞不断喷发物质 [4] - 理论推测黑洞和白洞之间可能由虫洞连接,实现粒子穿越 [4] 白洞存在的理论与观测现状 - 目前没有任何观测证据表明白洞真实存在 [5] - 部分科学家认为白洞缺乏合理的形成机制,即使时间倒流也只会回到坍缩前的恒星状态 [5] - 白洞理论曾被用来解释类星体的高能量输出或宇宙起源,但均缺乏观测支持 [5] 白洞研究的新理论猜想 - 有理论提出,黑洞中心的奇点问题可能导致量子反弹,使黑洞转变为白洞 [6] - 该猜想基于圈量子引力理论,认为物质被压缩到极限时会发生喷发 [6] - 若此理论成立,宇宙中的每个黑洞未来都可能变成白洞 [6]
宇宙中有黑洞,还有白洞吗?(唠“科”)
人民网· 2025-10-10 22:11
白洞与黑洞的理论关联 - 白洞是理论中的天体,其特性与黑洞相反,不允许任何东西进入,只向外喷射物质和能量 [1][2] - 白洞和黑洞在数学上是广义相对论的同一个解,区别在于时间方向相反 [2] - 根据理论,黑洞和白洞之间可能由虫洞连接,实现粒子穿越 [3] 白洞的观测现状与理论挑战 - 迄今为止没有任何观测证据表明白洞真实存在 [4] - 白洞缺乏合理的形成机制,即使时间倒流也只会回到坍缩前的恒星,而非形成白洞 [4] - 部分科学家认为白洞理论可用来解释类星体的能量输出或宇宙诞生,但这些猜想缺乏天文观测支持 [4] 白洞理论的新发展 - 广义相对论预言的黑洞中心奇点与量子力学存在矛盾 [5] - 圈量子引力理论提出,物质在黑洞中被压缩到极限时可能发生量子反弹,使黑洞转变为白洞 [5] - 若该理论成立,宇宙中的每一个黑洞未来都可能变成一个白洞 [5]
向祖国报告丨中国空间站全面建成超1000天 “太空母港”引航未来
央广网· 2025-10-01 11:59
中国空间站运营状态与成就 - 中国空间站已在轨稳定运行超过1000天,成为位于地球上空400公里的“太空母港”[1] - 空间站已实现长期有人不间断驻留,是我国在轨系统最复杂、规模最大的航天器组合体[5] - 神舟二十号乘组已在轨驻留5个月,顺利完成了4次出舱活动[3] 空间站建设历程与技术体系 - 空间站从2010年立项,在2021年至2022年的19个月内完成了11次关键发射,实现了“T”字基本构型和“三舱三船”最大构型的在轨组装[6] - 构建了由“天、地、数”三位一体构成的运营体系,包括天上的真实空间站、地面的“电性空间站”以及提供仿真验证支持的“数字空间站”[7] - 该运营体系实现了“365天×24小时”的全年全天候地面值守模式,为航天员在轨安全驻留提供支撑[5][7] 空间站科学实验与应用 - 科研团队在空间站微重力环境中使用国产“银河”操作系统操控“高微柜冷原子干涉仪”,对铷85和铷87原子进行冷却以检验等效原理[8][10] - 冷原子干涉仪技术可应用于空间重力场测绘、引力波探测和暗物质探测,有望突破现有空间惯性测量仪器的极限[10] - 空间站内的“太空菜园”已喜获丰收,展现了太空生命保障技术的进展[3] 国际合作与未来计划 - 中国空间站已邀请包括日本、印度在内的17个国家参与首批科学实验,巴基斯坦航天员已入选,标志着“太空朋友圈”扩大[10] - 按计划神舟二十一号载人飞船将于10月底发射,与神舟二十号乘组在空间站会师[11]
最清晰的引力波信号,证实了霍金的著名定理 | 红杉爱科学
红杉汇· 2025-09-29 00:03
引力波探测技术进展 - 引力波探测技术取得飞跃进展,尤其是仪器噪声得到极大压制,使信号清晰度大幅提升 [4] - LIGO、Virgo与KAGRA通过抑制激光干涉仪中的经典与量子噪声,大幅提升了探测灵敏度 [6] - 探测能力显著增强,目前已能平均每三天观测到一次黑洞并合事件,迄今共探测到约300例黑洞并合 [7] - 在最近一轮科学运行中发现约220例候选事件,数量超过前三轮总和的两倍 [7] GW250114引力波事件里程碑发现 - 2025年1月14日探测到的GW250114事件是十周年的里程碑发现,与十年前的GW150914事件类似,均来自约13亿光年之外、质量在30-40倍太阳质量之间的黑洞并合 [4][7] - 得益于技术进步,GW250114信号比十年前的首次探测清晰三倍以上,信噪比高达80 [4][7] - 高信噪比使得研究人员能够前所未有地"听见"并合后的铃宕(Ringdown)信号 [7] 克尔黑洞性质验证 - 研究人员首次高置信度确认GW250114事件中并合形成的黑洞发出了至少两种预测中的声音,其频率与理论预期完全一致 [11] - 研究识别出基频模式和一种更高频率、衰减更快的振动泛音,频率和衰减率与克尔度规预测完美吻合 [11][12] - 从泛音计算出的质量和自旋与基音计算结果完全一致,提供了迄今为止最强有力的证据证明自然界中的黑洞是爱因斯坦广义相对论所预测的克尔黑洞 [11][12][14] 霍金黑洞面积定理验证 - 通过精确分析并合后"铃宕阶段"的引力波信号,测量出新黑洞的质量和自旋,计算出其表面积 [16] - 最终黑洞的表面积比并合前两个黑洞的总和更大,从约24万平方公里增加至约40万平方公里,面积增加约65% [18][20] - 此次验证结果的置信度达到99.999%,远超2021年首次检验时95%的置信度,是对霍金定理的直接观测验证 [20]