物理學週迴顧:2015 年 1 月 31 日

明天就是超級碗了,這意味著人們仍然在糾結所謂的“放氣門”爭議,這場爭議源於愛國者隊戰勝小馬隊的比賽。

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明天就是超級碗了,這意味著人們仍然在糾結所謂的“放氣門”爭議,這場爭議源於愛國者隊戰勝小馬隊的比賽。本週,美國橄欖球聯盟調查員 諮詢了哥倫比亞大學物理學家。結論:放氣實驗表明愛國者隊 可能畢竟有道理;壓力變化很容易歸因於大氣條件。《紐約時報》報道:“我對這項分析感覺很可靠,”麻省理工學院物理學教授馬克斯·泰格馬克說,他應《泰晤士報》的要求審閱了這篇論文。“對我來說,他們的測量結果意味著沒有證據表明存在不正當行為。” 相關報道:科學教師:這裡是如何 讓“放氣門”成為學生的學習體驗 的方法。

如何用物理學 理解超級碗。相關報道:超級碗運動員 是工作中的科學家。還有:薛定諤的貓的 點球,既進球又射失。“為什麼量子行為和宏觀行為之間存在脫節?” “關心某事會使人變得脆弱,因此不關心會給你力量。” xkcd 總是能一針見血

好了,足球就說這麼多;本週還有關於有爭議的 BICEP2 發現的最新重大物理學新聞。壞訊息:聯合塵埃分析 否定了大爆炸訊號。您 可以在此處閱讀預印本。沒有發現 宇宙暴脹的明確證據,但即使批評者強調其作為宇宙如何以及為何開始的解釋的缺點,對該理論的支援仍然強勁。相關報道:普朗克談 BICEP2 “事實證明,塵埃的一部分被嚴重低估了。” 另請參閱:BICEP2 是錯誤的,但分享結果是正確的


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預期是人群物理學的關鍵。基於行人預測碰撞能力的普遍行人互動定律,可以準確模擬各種人群狀況。下圖:兩組模擬行人在直角處交叉。它們形成狹窄的單向人行道,人們穿過最密集的區域,類似於真實人群。此處有更多 精美的影片模擬

科學和技術 對抗冬季的 11 種方式。用甜菜汁、掃雪機器人、地球工程等對抗冰雪。紐約市神奇宏觀雪花背後的科學從冬季仙境觀察到的三個現象 用物理學解釋。1. 冰很滑。2. 鹽融化冰。3. 雪先在路面上融化。為什麼?科學!

祝麥克斯韋方程組 150 週年快樂。 “很難想象沒有手機、無線電和電視的生活。然而,支撐這些技術的電磁波的發現,源於一個 150 年前的抽象理論。”

對美的追求:張益唐 解決了一個無法解決的數學問題

埃隆·馬斯克 事實核查了他的《辛普森一家》,解釋了為什麼我們沒有電動火箭。tl;dr:愚蠢的牛頓物理學毀了一切。

量子不確定性的 速度極限。最近發表在《物理評論 A》上的一篇論文描述了“長期假設的不確定性極限,它與速度和位置無關,而是與能量和時間有關。在某種程度上,它是時間本身的速度極限,這種屬性應該對量子計算和其他基於量子資訊的任務設定一些基本限制。”

NASA 紀念日 紀念為探索太空而獻出生命的勇敢的人們。相關報道:理查德·費曼 展示了他對 1986 年 1 月 28 日挑戰者號太空梭災難原因的標誌性解釋

無需量子位元的量子計算。一位量子計算先驅 解釋了為什麼模擬模擬器可能會擊敗 通用數字量子計算機——目前而言。

多元宇宙和你:在平行宇宙中是否存在 另一個版本的你

來自銀河中心的 氣泡:理解暗物質和我們星系過去的鑰匙?

我的 受過良好教育的讀者剛剛為我們提供了一些新的行星助記符。“仍然有人支援將矮行星視為實際行星,這將需要一個新的助記符。不僅僅是 P(代表冥王星)會被添加回來,還有 C(代表穀神星)、E(代表鬩神星)、H(代表妊神星)和 M(代表鳥神星),從而建立新的順序:M-V-E-M-C-J-S-U-N-P-H-M-E。”《紐約時報》要求讀者提交他們自己的助記符並挑選了最受歡迎的。

研究人員 發現了一個古老的太陽系複製品就在我們的銀河系後院

內森·梅爾沃德,神話終結者:“他是 去微軟發財的物理學家。如今,他是一位大亨、慈善家、恐龍獵人、暢銷書作家和燒烤冠軍,他發現了最科學的享用波爾多葡萄酒的方式。”

曼·雷如何 將數學和莎士比亞變成藝術。“菲利普斯收藏館的新展覽將物體和照片與啟發曼·雷創作並命名為《莎士比亞方程》的繪畫作品重新組合在一起。曼·雷——人體方程:從數學到莎士比亞的旅程 追溯了藝術家在學科之間、飽受戰爭蹂躪的大陸之間以及媒體之間的旅行,這不僅成為從算術到吟遊詩人的旅程,也成為藝術自我發現的旅程。”

數學是美麗的,但它是藝術嗎? 或者方程是“透過通用符號可見的思維過程”?

迷路的徒步旅行者喬治·約阿希姆的行為 在數學上是如此不可預測,以至於他失蹤了十天才被找到。他的行為迫使加拿大公園管理局修改了他們用來追蹤野外人類的搜尋演算法。

埃德加·愛倫·坡的散文詩《尤里卡》“描述了宇宙起源於一個單一粒子,從中‘輻射’出構成所有物質的原子。”

“在海面以下數千米處,有一個 微小的水母,看起來像鋼鐵俠的方舟反應堆。但與託尼·斯塔克不同,阿托拉水母使用它們發光的藍色胸膛來吸引壞人,而不是擊退他們。”

固體還是液體 - 科學家們闡明瞭氣溶膠奈米粒子的相態 如何取決於其尺寸。

科學非常接近於 開發出類似魷魚的變色皮膚,使用合成材料。

歐空局科學家 回憶起 10 年前在泰坦星上的歷史性著陸

夜空延時攝影,星星固定顯示我們只是在太空中疾馳的一塊岩石。

“它會攪拌嗎?” 將釹磁鐵球(巴克球)放入攪拌機中,產生火爆的結果

量子糾纏 使量子粒子可測量地變重,量子理論學家說。並且 這是一個反駁:不,尚未發現“量子力學理論與廣義相對論理論之間長期尋求的聯絡”。tl;dr:“這裡沒什麼好看的,請繼續前進。”

量子計算機 使尋找新物理學變得更加困難。“如果新的物理學正在等待被發現,那麼它就失去了一個很大的藏身之處。今天發表在《自然》雜誌上的新結果,極大地提高了洛倫茲協變性可以被測試的精度。”

科學確定了 蜘蛛俠為了在紐約盪來盪去需要吃什麼早餐。提示:約 900 個雞蛋。

石墨烯發現者 推測了計算的未來:諾貝爾獎獲得者康斯坦丁·諾沃肖洛夫考慮了石墨烯和其他材料的令人興奮的用途。

真正的科學家 借用了《生活大爆炸》的服裝。該劇集的派克大衣最近最終出現在格陵蘭島的一次實際科學考察中。

奇異的海市蜃樓(摩根費勒)曾經嚇壞了水手。“在摩根費勒海市蜃樓的情況下,來自遠處物體(如輪船)的光線在穿過靠近海洋表面(或有時是寒冷的陸地,尤其是冰)的較冷、密度較大的空氣時向下彎曲。但是你的大腦會將物體放置在光線以直線路徑到達你時所在的位置——比實際位置更高。如果條件合適,這種彎曲效應甚至可以與地球的曲率一起發揮作用,這就是為什麼一些摩根費勒影像實際上可以折射來自地平線以外的城市和輪船。”

氣球上的 大爆炸:南極洲上空高空進行的實驗——Spider——如何為宇宙微波背景輻射帶來新的曙光。相關報道:21 世紀的空間科學 使用 18 世紀的技術(氣球)。“[W]e 可以感謝英國皇家學會的邁克爾·法拉第教授發明了“橡膠”——但自從孟格菲兄弟冒著生命危險駕駛熱氣球飛越巴黎以來,它們在科學領域也很常見。”

晶片上的量子糾纏:突破性進展有望實現安全通訊和更快的計算機。

美麗的太空禮服 是華倫天奴 2015 早秋系列 的明星。相關報道:《穿普拉達的女王戴著脈衝星》:為什麼高階時裝會為星星而瘋狂?

蜘蛛 紡織帶電的蛛絲。“為了賦予纖維靜電荷,蜘蛛將其拉過位於其後腿上的梳狀板。... 這項技術與在金屬刷子上梳理亞麻莖以軟化和準備紡線類似,但在蜘蛛的情況下,它也賦予了它們電荷。靜電纖維被認為以與從烘乾機中拉出的毛巾能夠吸引散落的襪子相同的方式將獵物吸引到網上。”

雷射聚變的 曲折故事:一位科學史學家揭示了一個關於秘密、嫉妒和無限能源夢想的故事。

太空旅行的 新階段 希望藉助陽光航行。

雷射先驅查爾斯·湯斯 於本週去世。湯斯 1951 年坐在公園長椅上 時,想出了獲得諾貝爾獎和改變世界的純淨光束的想法。約翰·普雷斯基爾在 Twitter 上說:“關於 物理學如何影響我們日常生活 的例子,很少有比查爾斯·湯斯的工作更好的了。人也很好。”

在 FiveThirtyEight 的精彩短片《程式碼女王》中聆聽格蕾絲·霍珀的講話。

一位 物理學家失去的愛:利奧·西拉德和格爾達·菲利普斯伯恩。

當愛因斯坦 提出宇宙的極限 時。

現在已有 14 個獨特的物體 在空間站上使用 3D 列印機制造出來

超流體“第二聲”如何 幫助大型強子對撞機工作

1940 年代布萊切利公園的 女性謎團 應該鼓勵未來的人們。

關於對稱性、強力和 物理學家海倫·奎因

萊卡和她的同志們:為人類邁出巨大一步的蘇聯太空犬

幕後一瞥:路易斯·阿爾瓦雷斯、宇宙射線 和金字塔。

當你對著星星許願時:核聚變和更光明未來的承諾。 經過數十年的努力,ITER,位於法國鄉村的一個大型實驗性核聚變反應堆,可能是突破性進展的場所,這些突破將提供無限的清潔能源並確保地球的未來。

馬可尼 vs 馬斯基林:一位魔術師 使用第一個盜版電臺 來戲弄一位科學家。

2006 年最聳人聽聞的謀殺案的結局 —— 一位名叫亞歷山大·利特維年科的克格勃叛逃者因輻射中毒而慘死 —— 正在倫敦的法庭上上演。

只有一位數學家能理解的 500 頁的證明

數學:達到目的的手段。一份 方便的數學家目錄,他們經歷了奇怪和/或色彩繽紛的死亡——包括玻爾茲曼的自殺和埃瓦里斯特·伽羅瓦在決鬥中被殺。

文字題”問題,或者,如何在數學課上避免思考,第 4 部分。相關報道:查德·奧澤爾闡述了 文字題的問題(和希望)。

不同的視角:受虐數學癖和《微積分日記》。“我們有時會假設,數學入門課程的學生只是想完成大學的要求,而並不真正在意學習材料。這些學生確實存在,我們可能真的無法接觸到他們,但對我們來說,瞭解是什麼讓有動力的學生更容易或更難取得進步是有價值的。對於惠特尼來說,教師和教科書很重要,但她也寫到了更廣泛的問題:課堂上的男性主導地位、我們社會對女性 STEM 專業學生的態度,以及你必須成為天才才能擅長數學的神話。”

在沒有恐懼的情況下學習數學。 斯坦福大學教授喬·博勒說,學生們最有效地學習“數學事實”是透過解決他們喜歡的難題,而不是透過他們害怕的練習和訓練。速度壓力、定時測試和死記硬背會損害孩子們對數學的體驗。

我們世界中的世界:日常物體的微距照片

無需擔心末日時鐘,《衛報》的朱利安·巴吉尼說。“我不能說我完全相信一個在古巴導彈危機期間被設定為離午夜只有七分鐘的鐘,那是我們離毀滅最近的一次。雖然經常聽到人們說世界現在似乎是一個特別可怕的地方,但我不太確定這是否客觀真實。”

牛津電鈴,一個 使用同一塊電池運行了 175 年的電鈴

海洋 為超新星中產生的元素提供了新的見解

科學思維的優點。““所有人生來就渴望知識”是亞里士多德《形而上學》的第一句話。”

“一項新的研究表明,三位一體核試驗,第一次核武器演示,應該標誌著先前紀元——全新世的結束,以及 新紀元——人類世的開始。”

石墨烯 將單個光粒子轉化為多個電子

一個團隊如何因 搞砸數學 而輸掉 24 小時耐力賽。

為什麼這個流行的化學實驗會爆炸:科學家 發現鈉和水混合時引起“爆炸”的原因

如何在家中使用雷射筆和注射器 製作一個簡易雷射顯微鏡

化學家 找到了一種將煮熟的蛋清恢復原狀的方法。恢復分子蛋白質的能力可以大幅降低生物技術成本。化學家如何(以及為什麼)弄清楚這一點

藝術家兼攝影師邁克爾·格拉布的 石頭平衡藝術:“平衡至少需要三個接觸點。幸運的是,每塊石頭都覆蓋著各種大小的凹痕,這些凹痕可以充當石頭直立的天然三腳架,或者在您可以想到的其他大多數方向上與其他石頭一起使用。”

交流科學時 目標過高(或過低)。來自不同學科的一小群科學家(有時)努力回答他們專業領域之外的基本問題。我認為這有趣地說明了我們可以並且不能對高中生和普通大眾抱有什麼期望。

“我們誤認為缺乏關於某個過程的詞彙是對該過程本身缺乏理解……與其純粹批評成年人(甚至是擁有博士學位的人)缺乏對基本科學概念的理解,不如說這是一個反對低估你的年輕觀眾學習新知識和複雜概念的能力的論點。我們所做的絕大多數邏輯飛躍肯定可以由中學生完成。”

華麗的 雷射切割宇宙物體:HYBYCOZO,超空間旁路建設區,是一系列“崇高的、雷射切割的宇宙物體,範圍從火人節藝術裝置到家居設計作品。”

《天文速成課》,菲爾·普萊特主持的有趣且資訊豐富的 新教育系列

“在獨立影片遊戲《重力幽靈》中,你控制著一個年輕女孩 在太空中跳躍和旋轉,從一顆微小的行星跳到另一顆,你的飛行弧線被你周圍物體的引力彎曲。”

《廣告狂人》和 科學撥款申請寫作。“面對根據科學家的想法的創造力來判斷科學家的困難,大學和機構退而求其次,轉而衡量最容易量化的東西:金錢。”

旨在幫助提高石頭剪刀布獲勝機率的數學策略。據 Laughing Squid 報道:“雖然該遊戲旨在由隨機機會決定,但在與人類對手對戰時,某些策略可以提高獲勝機率。”

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