Workflow
量子力学
icon
搜索文档
张朝阳与David Tong谈物理学习:科学教育必须注入严谨的数学思维
央广网· 2025-08-19 01:34
核心观点 - 搜狐创始人张朝阳与剑桥大学教授汤大卫进行近三小时物理对话 覆盖经典力学 电磁学 相对论 量子力学等领域 强调基础科学传播的重要性 并主张利用互联网作为公共教育工具 [1][3][11] 经典物理 - 牛顿力学创立过程存在秘辛 牛顿曾将运动定律与万有引力定律成果尘封二十年 直到哈雷登门拜访才面世 牛顿第二定理通过方程两边质量相消揭示引力普适性 [4] - 流体力学中纳维-斯托克斯方程曾因忽略粘性项被误认为飞机不能飞 1905年普朗特发现粘性项导致机翼边界层内湍流和梯度效应叠加产生升力 粘性项是飞机起飞核心而非机翼形状 [5] - 夸克-胶子等离子体运动也能用流体力学描述 该方程被视为宇宙通用语言 英国物理系普遍忽视流体力学教学是巨大遗憾 [5] 场论革命 - 电磁学发展是理论突破典范 法拉第提出场概念 麦克斯韦整合电磁场方程预言光速恒定 为相对论铺路 麦克斯韦方程组4条方程加1条洛伦兹力方程描述全部电磁相互作用 百年未变 [6] - 量子力学框架由海森堡1925年创立 矩阵力学成为主流表述形式 精髓在于离散性即束缚态分立能级 而非薛定谔的猫等出圈词汇 [7] - 量子场论曾面临无穷大相互作用难题 导致玻尔设想推翻能量守恒 海森堡考虑打破空间连续性 二战后才逐步攻克 缪子反常磁矩问题去年取得进展 格点QCD计算结果与实验值小数点后第9位完美吻合 [7] 宇宙之谜 - 广义相对论中任一时空点小邻域可近似为平直时空或匀加速时空 但无法通过全局调整将引力变成加速度 因相邻点可能感受不同加速度 [8] - 2015年引力波发现是本世纪最伟大科学突破 源于两个30倍太阳质量黑洞合并 黑洞需绕行数十亿年靠引力波消耗能量才可合并 若发现数百倍太阳质量黑洞则预示新物理规律 远小于太阳质量黑洞必源于宇宙大爆炸 [8] - 银河系有百亿颗恒星 全宇宙有千亿个星系 类太阳系结构普遍存在 物理学家从概率角度认为宇宙应存在外星生命 但生物学家认为生命形成需极低概率巧合事件 [8][9] - 外星生命与地球距离极其遥远 因宇宙均匀性只体现在百万光年尺度 外星人或UFO抵达地球可能性微乎其微 时空尺度限制让星际造访几乎不可能 [9] 科学推广 - 汤大卫教授讲义在个人网站收获百万点击量 但科普比教学更具挑战性 因必须使用比喻 物理是数学的语言 霍金在《时间简史》中坚持放入公式E=MC2 结果成为畅销书 [10] - 科学本质是数学与计算结合 科普不必回避公式和深度 科学教育必须注入严谨数学思维 《张朝阳的物理课》以硬核推导为特色 用数理公式研算万物规律 成为火爆全网知识IP [10][11] - 互联网时代让知识传播更平等 物理学家可在个人社交平台发布研究成果 利用互联网作为公共教育工具 让大众参与讨论交流 建议年轻人更多参与社交成为关键意见领袖 [3][11]
张朝阳对话理论物理学家汤大卫:我们来自量子涨落,也都是恒星的尘埃
量子位· 2025-07-31 06:51
物理学发展历程 - 牛顿力学起源于开普勒三定律与牛顿的平方反比引力定律推导,关键突破在于利用平方反比律证明行星椭圆轨道[2][3] - 分析力学(拉格朗日/哈密顿体系)比牛顿力学更强大,能统一处理对称性问题并为量子力学算符理论奠定基础[5][6][7] - 量子力学诞生于1925年海森堡的矩阵力学,其核心价值在于揭示世界的离散性本质而非哲学讨论[25][26][29][30] - 量子场论经过1925-1950年发展成型,标准模型精度达到电子磁矩13位小数吻合,成为描述宇宙的基础框架[33][34] 前沿物理研究 - 流体力学在夸克-胶子等离子体研究中展现价值,纳维-斯托克斯方程可描述这种新物质形态[8][9] - 引力波观测推动黑洞研究,近期发现300-400太阳质量黑洞碰撞事件挑战现有认知[22] - 宇宙结构源于138亿年前量子涨落,暴胀机制仍待研究,地外生命存在概率存在学科争议[22][24] 科学传播方法论 - 科普应避免过度简化类比(如薛定谔的猫),需保留数学严谨性以传达物理本质[30][38][41] - 互联网时代科学家可通过自媒体直接参与公众教育,但需平衡研究时间与传播投入[35][36][37] - AI辅助科研呈现两重性:能高效处理脚本等基础工作,但尚无法替代理论构建与创造性证明[10][11][37]
回溯物理学统一之路,张朝阳对话物理学家徐一鸿
经济网· 2025-07-21 07:01
物理学发展历程 - 2025年是多个重要物理理论的纪念节点,包括狭义相对论120周年、广义相对论110周年、海森堡矩阵力学100周年,这些理论标志着人类对自然理解的重大革新 [3] - 牛顿最早统一了天体与地面的力学规律,麦克斯韦完成了电与磁的经典统一,但电磁学与牛顿时空观存在冲突 [3] - 爱因斯坦通过狭义相对论解决了电磁学与牛顿时空观的矛盾,广义相对论揭示了时空与引力的联系,量子力学领域则由薛定谔和海森堡的理论共同构成主流框架 [3] - 量子场论是迄今为止最成功的物理理论,能够高精度计算电子磁矩,粒子物理标准模型进一步统一了电磁、强、弱相互作用 [4] 物理学理论发展的偶然性 - 重要理论的发展契机可能早已蕴含在既有理论中,但未被及时重视,例如麦克斯韦方程组暗示了洛伦兹对称性,规范对称性的发展也经历了曲折历程 [6] - 赫维赛德曾认为电标势和磁矢势是"数学垃圾",但后来这些概念成为杨-米尔斯规范场论的基础 [8] - 爱因斯坦在相对论发展过程中经历了幸运的巧合,1911年预言光线弯曲时计算有误,1915年修正后得到正确结果,并由爱丁顿团队证实 [8] 物理学研究与AI的关系 - 当前AI的能力主要体现在快速访问数据库,但无法像人类一样探索物理,前沿物理研究仍依赖人类思维的直觉和创造力 [9] - 徐一鸿教授认为AI可能在牛顿力学基础上增加变量或参数,但这并非真正的物理探索方式 [9]
从“一锅基本粒子粥”到星辰大海
人民日报· 2025-06-12 22:10
宇宙学研究进展 - 20世纪初物理学面临"两朵乌云"(迈克耳孙-莫雷实验和黑体辐射紫外灾难),直接催生了相对论与量子力学两大革命性理论 [2] - 21世纪物理学面临"两暗一黑三起源"核心难题:暗物质、暗能量、黑洞、宇宙起源、天体起源、生命起源 [2] - 现代宇宙学已从哲学思辨发展为精确科学,大爆炸模型预言宇宙起源于138亿年前的基本粒子状态 [3][4] 科普著作方法论 - 全书以"光"为线索展开,通过测量天体质量与宇宙膨胀历史引出暗物质/暗能量概念 [3] - 采用案例化比喻手法解释复杂天体物理过程,全书刻意避免使用任何数学公式以提升可读性 [5] - 创作目标旨在激发公众对宇宙学的兴趣,部分读者可能因此选择科研道路,多数读者可获得哲学启迪 [5] 跨学科关联 - 将庄子"至大无外谓宇宙,至小无内谓粒子"的哲学观与现代宇宙学研究框架形成呼应 [3] - 引用南宋词人吴潜"宇宙竟如何无人省"的慨叹,对比现代精确宇宙学取得的实证突破 [4] - 生命组成元素需经历亿万年的宇宙演化过程,从时空尺度赋予生命存在特殊意义 [5]
汇聚网络空间蓬勃正能量 ——2025年中国网络文明大会侧记
经济日报· 2025-06-11 22:15
网络文明建设政策方向 - 2025年中国网络文明大会强调巩固网上主流思想舆论,激发网络文化活力,推动社会主义核心价值观融入网络空间[1] - 法治成为网络空间治理核心,网络安全法、数据安全法等法规构建全面综合治理体系[2] - 法治设计需平衡技术创新与风险防范,通过规则明晰性释放产业活力[2] 量子科技与网络文明 - 量子信息技术处于全球竞争前沿,中国与美国同处第一梯队,未来量子互联网将提升网络安全性及包容性[3] - 中国科学院院士潘建伟提出量子科技工作者需承担网络文明建设责任,持续攻关支持网络强国战略[3] 车企在网络文明中的角色 - 奇瑞汽车定位智能网联数据为生命线,从技术创新、规范自律及文化传播三方面参与网络文明建设[4] - 车企需应对数据合规安全挑战,避免行业恶性竞争,通过全球化数字治理传播中国形象[4] 人工智能行业倡议 - 60余家互联网企业联合倡议推动AI安全可靠发展,涵盖技术根基、数据安全、伦理价值等8大方向[6] - 倡议强调需加强国际协作应对网络犯罪与数据安全挑战,共享治理经验[6] 青年群体参与网络文明 - 中国青年网民规模达5.4亿,中央网信办与共青团中央推出倡议引导青年成为网络文明维护者与技术开拓者[7] - 计划通过提升青年网络素养净化环境,实现正能量与大流量的良性循环[7]
五年内,AI能证明人类没有证明的猜想吗?张亚勤和丘成桐打了个赌
第一财经· 2025-05-17 13:05
AI在科研与工程中的应用现状 - 微软软件工程师已有90%代码由AI生成,显示AI在编程领域的高渗透率 [1] - AI当前在结构化任务(如棋类、编码、语言处理)表现超越人类,但在模糊概念理解(如量子力学)仍存短板 [2] - 猎豹移动认为AI在语言认知推理层面无显著短板,但物理层面的真正理解需更长时间突破 [2] AI的科学发展潜力与挑战 - 张亚勤预测AI五年内将证明人类未解数学猜想(如黎曼猜想),十年内可能发明新公式 [1] - 清华大学教授提出AI需在零人类知识积累下实现从0到1创新,才是真正智能诞生的标志 [2] - 当前大模型参数规模与人类大脑(860亿神经元/百万亿突触)仍差100倍,能效比显著落后(20瓦 vs 超高算力需求) [3] AGI发展时间表 - 信息智能(语言/视频处理)预计五年内达到人类水平,实现通用AGI [4] - 物理智能(无人驾驶/人形机器人)需至少十年发展周期 [4] - 生物智能(脑机接口)是最难突破领域,预计需15-20年实现人机生命体融合 [4] 技术路径差异 - 人类大脑具备高效记忆系统(海马体短期/皮层长期记忆),AI记忆机制仍逊色 [3] - AI优势在于智能可复制迭代(如自动驾驶),人类教育过程则需长期投入 [3] - 通用人工智能需满足三大标准:泛化能力、持续进化能力、超越多数人类任务表现,预计需15-20年达成 [3]
日经BP精选:中国量子技术之崛起令日美等难掩警惕
日经中文网· 2025-05-16 03:06
量子计算机行业竞争 - 量子计算机迈向实用化的开发在全球取得进展 中美脱钩正在加剧 [3] - 围绕量子计算机的中美竞争日趋激化 2025年是量子力学纪念年 开发最尖端技术方面的脱钩严重 [3] - 中国封锁量子技术信息 美国和日本等国家不得不与"看不见的"对手展开竞争 [3] 量子力学发展里程碑 - 2025年是量子力学诞生100周年 联合国将其定为"国际量子科学与技术年(IYQ)" 将通过全球活动促进量子技术实用化 [4] - 自1925年德国物理学家维尔纳・海森堡等人发表奠定量子力学基础的论文以来 众多量子技术相继诞生 [4] - 量子计算机是有望实用化的下一代技术的代表 [4] 日经BP公司背景 - 日经BP成立于1969年4月 隶属于日本经济新闻社集团 是日本领先的B2B媒体公司 [2] - 公司聚焦"经营管理"、"专业技术"及"生活时尚"三大主要领域 满足客户多元化需求 [2]
“Q世纪:量子物理百年科普展”在中国科大展出
环球网资讯· 2025-05-09 13:19
量子物理百年科普展 - 展览开幕式在中国科学技术大学举行,是庆祝"量子百年"系列活动的重要组成部分 [1] - 展览分为三大板块:"我们的超导量子计算机"、"量子物理的百年飞跃"、"神奇的量子世界",涵盖薛定谔的猫、量子纠缠等标志性概念 [3] - 展览首次向公众展示"祖冲之二号"超导量子计算机1:1模型,并允许观众通过显微镜观测超导量子芯片核心结构 [5] 展览创新形式 - 策展团队将抽象量子理论转化为可感知的艺术形态,包括"量子音乐实验室"(真实量子实验室声音重组为量子舞曲) [3] - 采用"寰宇全图"技术史地图,以山水笔墨手法展现科技发展视角 [3] - 量子期刊封面墙通过科学理论艺术化呈现,提供观察量子科技变迁的新视角 [3] 中国量子科技进展 - 观众可通过裸眼3D光栅屏沉浸式观察"祖冲之三号",体验中国科学家在超导量子计算领域的最新突破 [5] - 中国科学技术大学等中国科学家对量子力学发展做出重要贡献,为未来量子力学发展开启新可能 [5]
中关村论坛|丁洪院士:加强量子领域国际合作,推动人类共同进步
环球网资讯· 2025-03-30 10:21
量子科技国际合作 - 2025年中关村论坛年会主题为"新质生产力与全球科技合作",强调量子科技领域需加强国际合作以推动人类共同进步 [1] - 量子力学发展史是国际合作的典范,爱因斯坦、玻尔、费米等科学家的跨地域思想碰撞奠定了量子理论根基 [1] - 当前量子领域国际合作面临挑战,全球科技竞争导致人才流动与学术交流受阻,但基础科研仍需跨国协作 [3] - 中关村论坛在促进量子科技国际交流方面表现突出,吸引国际知名量子物理学家参与并形成共赢模式 [3] 量子科技研究现状与团队建设 - 量子科技领域投入增加,但研究需保持协调性,避免人才分散影响协作发展 [3] - 上海交通大学李政道研究所组建20人科研团队,成员平均年龄不到35岁,均来自美国、荷兰等量子科技强国 [3] - 团队聚焦拓扑量子比特方向研究,体现年轻化、国际化特点 [3] - 量子科技研究是长期工程,需以推动人类文明发展为初衷,而非短期盈利目标 [3]