本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點。
首先:請欣賞這張由NASA太陽動力學天文臺提供的令人驚歎的太陽大氣多波長影像,展示了一系列明亮的“日冕環”,這些日冕環是在太陽黑子週圍形成的磁通量,並延伸到太陽大氣中。
本週,約翰·納什(《美麗心靈》的數學家)和他的妻子去世,他們都在車禍中不幸喪生。這引發了人們對這個人及其思想的諸多反思,最值得注意的是他的均衡概念,博弈論的基石。 這個數學概念是如何影響博弈論和世界的? 相關閱讀:納什均衡能告訴我們什麼,不能告訴我們什麼。 納什曾回憶起愛因斯坦對他研究的影響; 事實上,他用於經濟學和社會科學的數學是受到物理科學的深刻類比的啟發。 另請參閱:約翰·納什於1955年寫給NSA的關於指數計算複雜性和密碼學的驚人地有先見之明的信。 額外內容:一沙一世界:約翰·納什驚人的幾何學。
改變了物理學程序卻找不到工作的女數學家。(埃米·) 諾特定理可能是現代物理學中最重要的理論成果。
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。 透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
如何在不真正努力的情況下實現超光速旅行。 事實證明,根據您對“事物”、“超光速”和“旅行”的定義,事物可以通過幾種方式實現超光速旅行。 相關閱讀:這是肖恩·M·卡羅爾,又名時間領主,關於曲速引擎和科學推理的看法。 “物理定律?去它的。” 這不是後者的例子。
被擠壓的量子貓:研究人員深入研究了他們的技巧,創造了所謂的“被擠壓的薛定諤貓”。 這些量子系統可能對未來的技術非常有用。
24882種領帶系法。 科學家發現了數以萬計的傳統溫莎結的替代方法。
超級球這種流行的兒童玩具的嚴肅物理學。 “將棒球掉到地板上,它幾乎不會彈跳。 從肩膀高度掉下一個超級球,它會彈回到掉落點的 92%。 超級球的垂直彈跳力與水平彈跳力一樣,而且它們的旋轉方式也很奇怪。”
牧羊的物理學。 “三位理論物理學家最近利用統計力學和機率論的思想,試圖開發出一種最佳策略,以便在懸崖附近捕捉到一隻膽小的羔羊。”
斯蒂芬·庫裡致命跳投的物理學。 跳投中高度的增加是否更容易得分? 當然。
我們會很快擁有二維液體嗎? 計算機模擬預測了一種新的物質相:原子級薄的二維液體。
解釋希格斯質量的新理論。 物理學中最偉大的謎團之一可以透過像床墊一樣的軸子場來解決,該軸子場滲透到空間和時間中。
正面交鋒:構建一個玩具宇宙來對抗量子理論與引力。 量子物理學家索林·帕拉瓦努正在實驗室中用超導量子干涉器件構建一個人造時空——以測試暴脹和量子引力。
人落入黑洞的奇異命運。 “現實取決於你問誰。” 阿曼達·蓋夫特談論黑洞防火牆悖論。 另請參閱我2012年發表在Quanta上的關於這個主題的文章和隨附的部落格文章。
宇宙是否想告訴你什麼? 《艾米·舒默內心世界》在比爾·奈(未刪節版)的幫助下解釋了宇宙是如何運作的:“宇宙本質上是一種力量,向 20 多歲的白人女性發送指導。” 尖銳而聰明的諷刺。
情景喜劇《生活大爆炸》籌集了 400 萬美元用於資助 STEM 學者前往加州大學洛杉磯分校。 聯合創作者/執行製片人查克·洛爾說:“我們都從《生活大爆炸》中獲得了一份禮物,這是一部不僅以科學界為基礎,而且還得到同一社群熱情支援的節目——這是我們回饋社會的機會。” “本著這種精神,我們的《生活大爆炸》大家庭做出了有意義的貢獻,我們將共同支援這些未來的學者、科學家和領導者。”
為什麼最強大的時間旅行故事不是關於改變過去。 “時間旅行也是探索記憶和歷史觀唸的強大工具,可以幫助我們理解我們作為人類和個體的身份。”
確認對三十米望遠鏡的支援,夏威夷州州長呼籲關閉其他望遠鏡; 希望拆除莫納克亞山上現有望遠鏡的四分之一。
大型強子對撞機能否測試弦理論? tl;dr:非常有可能。“如果你暗戀蘇西,她說她可能會在下班後 8 點左右過來,但直到 10 點她還沒出現,那麼她 10:05 到達的可能性有多大? 對吧。 那麼額外的維度呢? 好吧,他們從未說過他們會來,你只是不能排除他們不會來。”
高空彈跳跳的物理學和數學。 “高空彈跳繩由減震繩(彈性體)或橡膠製成。 它們的行為不像線性彈簧。 假設真正的高空彈跳繩的線性度並在此基礎上進行計算是危險的。”
從傾倒奶油到淋上糖漿,廚房是見證流體動力學日常之美的絕佳場所。
物理學家解開了量子隧穿之謎,發現量子隧穿是一個瞬時過程。
為什麼零度以下的水不會結冰。 相關閱讀:水:宇宙中最奇怪的化學物質。“你以為你瞭解水——但你並不瞭解。”
風險報告失敗,第二部分:新聞輻射恐懼症的一個令人震驚的案例。
在超大質量黑洞的噴流中看到物質結合並。 黑洞噴流內的碰撞為一種流行的模型提供了證據。
科學家結合進化生物學和數學來逆轉抗生素耐藥性。
從維京人的墳墓到沉船:攝影測量如何改變考古學。 它是一種“使用考古發現的二維影像來構建 3D 模型的方法”。
物理學家萊昂·萊德曼本週將他的諾貝爾獎章拿出來拍賣。 他現年 92 歲,因在 1988 年發現 μ 子中微子而獲得物理學獎。 “萊德曼的妻子艾倫說,他們很喜歡這枚獎章。 ‘這真是一件很棒的東西。 但這並不是我們在愛達荷州德里格斯的木屋裡真正需要的東西,’”她說。 它以 765,002 美元的價格售出。 相關閱讀:你的諾貝爾獎值多少錢? 世界頂級獎盃的買家指南。
黑色太陽能電池達到令人難以置信的新效率記錄。
電影的靈感來自“極簡主義雕塑和圖形符號,是傳統樂譜記譜法的替代方案。”
拓撲學家的正弦曲線有助於準確闡明連線的含義。
粒子們在這部異想天開的短片中相聚,進行一場充滿活力的即興演奏。 音樂科學課程《正電子》是“關於正電子和電子的襪子木偶搖滾傳奇”。
受壁虎啟發的微流控粘合劑:可逆粘合可實現堅固且經濟實惠的裝置。
LIGO 何時能探測到引力波? 與巴里·巴里什的問答:“不再是 10 年了。 可能在五年之內。”
主流電影和電視中的 20 位傑出科學家。 Jen-Luc Piquant 會將《識骨尋蹤》和《靈異之城》中的科學家新增到列表中。
現實的層次:與加州理工學院物理學家肖恩·卡羅爾關於支配熵和複雜性的定律的對話。 “我們知道存在一個自然定律,熱力學第二定律,它表明無序性會隨著時間增長。 是否還有另一條自然定律來支配事物的複雜性? 討論結構的多個層次以及它們如何相互作用? 令人尷尬的是,我們甚至還不知道如何定義這個問題。 我們不知道複雜性的正確定量描述。 現在還處於早期階段。 這是哥白尼時代,甚至還不是開普勒時代,更不用說伽利略或牛頓時代了。 這只是猜測思考這些問題的方法。”
簡易機械,一款使用各種機械來演示物理學的應用程式。 “用槓桿摧毀一座城堡——但要注意惡龍! 在帶有斜面的彈球遊樂場中製作音樂。 用一組滑輪將衛星送入軌道。 用螺絲提升晃動的水族箱。 用輪軸穿越奇妙的世界。 用楔子劈開鏡子冰山。”
陽光和石墨烯有一天可能會為宇宙飛船提供動力。
莎莉·萊德的遺產。 “莎莉·萊德並沒有教導我女性可以像男性一樣做任何她們想做的事情; 莎莉·萊德幫助我在一個世界中長大,在這個世界裡,你不能因為你的內在身份而做任何你想做的事情的觀念是荒謬的,而且顯然是不真實的。” 相關閱讀:莎莉·萊德很棒,但她的太空飛行來得太晚了。
為什麼外星人還沒到這裡? 亞當·弗蘭克談費米悖論。
我們何時改變了萬有引力定律:1919 年的日食如何宣告了牛頓時代的終結。
顯微鏡下的冰晶是獨角獸的眼淚。 “這種散發出彩虹的現象,被稱為雙折射,是由大多數不對稱晶體引起的…… 當不同方向或極化的光在材料中以不同的速度傳播時,光波會被不均勻地分裂。 當光線射出時,其波在所有方向和方向上振動,我們的眼睛將其感知為令人驚歎的色彩陣列。 這與塑膠被拉伸變薄時發生的情況相同。”
巧妙:約翰·奧克森多夫。 認識一下擁護古代工程師的建築叛逆者。 另請參閱:我2006 年為新科學家撰寫的關於他工作的文章。
不要驚慌:今天是國際空間站的毛巾日。 相關閱讀:在這個毛巾日,也紀念特里·普拉切特。
這就是你如何修理一個距離機械師 1.4 億英里的太空機器人。
你將如何在火星上死去:墜毀、凍死、餓死、窒息? 或者你可能根本到不了那裡。
如何讓白矮星變成超新星。
伊本·海賽姆對光學和文藝復興藝術的貢獻。
數學最著名的證明差點崩潰。 安德魯·懷爾斯認為他找到了解決一個古老難題的方案。 直到它開始瓦解。
粒子探測器內部:追蹤器和量熱器。 費米實驗室物理學家吉姆·皮瓦爾斯基解釋了粒子探測器如何告訴我們關於物質的最小組成部分的資訊。
波函式的真實性。
人體密度圖:1918 年索姆河戰役的非凡死亡地圖。 “很難想象如此巨大的損失。”
《磁性電影》(2008 年):如果我們能看到我們周圍的磁場,世界會是什麼樣子? 一位 NASA 航天科學家說:“毛茸茸的,亂七八糟的”。
《碟中諜》風格的電子產品按命令溶解以消除浪費。 “該過程依賴於三件事:弱酸、少量蠟和熱量。”
原子望遠鏡使原子靜止,可能讓研究人員看到量子到經典的轉變。
“Slinky”鏡頭可以看見癌症和其他微小物體。
實用主義如何調和量子力學與相對論等:與物理哲學家理查德·希利的問答。
《探索館》是喬恩·布林斯廷於 1974 年拍攝的一部精彩短片,關於由物理學家弗蘭克·奧本海默於 1969 年在舊金山藝術宮創立的互動科學博物館。
難倒《神煩警探》的邏輯:電視上最佳警察喜劇中最著名的邏輯謎題,以及如何(最終)解決它。 “島上有 12 個人。 其中 11 人的體重完全相同,但其中一人的體重略輕或略重。 你必須找出是哪一個。 島上沒有逃生通道,但有一個蹺蹺板。 令人興奮的是什麼? 你只能使用三次。”
一詞數學課:“數學課不應該是一堆事實的混合物,像學術版的《白色專輯》一樣隨意地堆放在一起。 它應該是一個完美連鎖的真理之塔,以獨特的目的向上攀登——學術版的《佩珀軍士的孤獨之心俱樂部樂隊》或《艾比路》。 一堂好課不是精選集唱片。 它是一張概念專輯。”
證明、布丁和 π:讓您飢腸轆轆的數學書籍。
數學和科學詩人兼哲學家艾米麗·格羅什霍爾茨朗讀了她的三首詩:《讚美分形》、《彩虹的消解》和《在宇宙學家之間》。
一場茶話會如何變成了一個科學傳奇:當倒一杯好茶時,最好先加牛奶還是先加茶,這個緊迫的問題。
撞上隱形:柯立芝管,1911 年。
廣義相對論的秘密:字母入門。
阿爾伯特·愛因斯坦告訴他的兒子,學習和幸福的關鍵是將自己沉浸在創造力中(或“找到心流”)。
科學如何從“甚至都不算錯誤”的寫作中學習。
科學傳播的藝術:威廉·津瑟談如何寫好科學文章。 “將科學寫作想象成一個倒金字塔。 從底部開始,讀者必須知道一個事實才能進一步學習。 第二句話拓寬了第一句話所說的內容,使金字塔更寬,第三句話拓寬了第二句話,這樣你就可以逐漸超越事實進入重要性和推測——一項新發現如何改變已知的事實,它可能開闢哪些新的研究途徑,研究可能應用於何處。 金字塔可以變得多寬沒有限制,但只有當讀者從一個狹隘的事實開始時,他們才能理解廣泛的含義。”
理論高能物理學的五位黑人女性博士。
根據 Minute Physics 的說法,雨滴在數學上是不可能的。 探索為什麼每一滴雨都是一個微小的數學奇蹟。
[插入影片:]