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一颗肉眼能看到的星星,怎就引出了一个诺贝尔物理学奖?

一颗肉眼能看到的星星,怎就引出了一个诺贝尔物理学奖?

麦耶与奎洛兹的工作首次证明了“径向速度法”是可以用来搜寻系外行星的。撰文 | 王善钦北京时间2019年10月8日晚间,2019年度的诺贝尔物理学奖公布。今年的物理诺奖被分为两部分:著名宇宙学家吉姆·皮伯斯(James Peebles,1935-)得到其中一半;著名“系外行星”专家米歇尔·麦耶(Michel Mayor,1942-)和迪迪埃·奎洛兹(Didier Queloz,1966-)分享另外一半。2019年诺贝尔物理学奖得主 | 诺奖官网这个消息出来后,很多天文圈子里的人觉得有些惊讶,因为宇宙学和系外行星是两个很不相同的领域。不过,我们可以这么想:宇宙学告诉我们从哪里来,系外行星科学告诉我们可以到哪里去:以后地球不适应生存了,就可以考虑搬到“太阳系外的行星”——“系外行星”——上去。麦耶与奎洛兹获奖的原因是:他们发现天上的一颗星星在摆动,然后根据摆动的速度大小确定出这颗星星周围有一颗类...

2019-10-10 10:31:05
复杂度:理解时空和黑洞的新钥匙?

复杂度:理解时空和黑洞的新钥匙?

“It from bit symbolizes the idea that every item of the physical world has at bottom — a very deep bottom, in most instances — an immaterial source and explanation… In short, that all things physical are information-theoretic in origin and that this is a participatory universe.”John A. Wheeler, 1990撰文 | 蔡荣根、阮善明、杨润秋一、背景:It From Qubit?物理学是研究物质和时空的基本结构、相互作用及其运动规律的科学。所以物理学诞生始,物理学家们就一直在努力寻找描述从大到宇宙、小至微观...

2019-09-29 11:10:16
细胞内也有相变:给渐冻症病人“解冻”有了新思路

细胞内也有相变:给渐冻症病人“解冻”有了新思路

物质的气、液、固态三相变化是生活中常见的现象。生命体,作为物质的一种,也不例外。2009年,科学家首次报道了细胞内生物大分子存在“液-液相分离”现象。实际上,相变在细胞中普遍存在,而相变失调可能是一些疾病的病理病因——这为科学家们审视相关疾病提供了新的视角。撰文 | 蒋昕人们有时候会用“单细胞生物”戏称一个人头脑简单甚至缺心眼儿,其实,细胞一点也不简单。一个细胞就像是一座由蛋白质、DNA、RNA等“砖块”建造的城邦,这些“砖块”搭建了不同的办公机构,保障城邦的正常运转。而散布在胞内的细胞器(organelle)就是这些重要的办公场所。其中,有一类细胞器被称为有膜细胞器,它们在磷脂膜建造的“办公室”里干活儿,例如产生能量的线粒体、贮藏和转录DNA并产生RNA的细胞核、翻译和加工蛋白质的内质网等。此外,要正常发挥细胞功能,许多没有“办公室”的无膜细胞器也必不可少,包括细胞核内存储核糖体RNA(...

2019-09-17 22:12:19
人类染色体数发现史:一位华裔科学家的孤独挑战

人类染色体数发现史:一位华裔科学家的孤独挑战

撰文 | 李兆栋千人之诺诺,不如一士之谔谔 。——司马迁《史记·商君列传》“1955年12月22日,凌晨2点,观察到人类细胞含有46条染色体。”当蒋有兴 (Joe Hin Tjio) 在他新拍摄的人类细胞染色体照片的左下角标注上实验观察结果的时候,就已经意识到这个数字将会对人类细胞遗传学领域产生怎样的历史性影响。此刻,瑞典隆德大学 (Lund University) 遗传学研究所的红砖大楼里只剩数点灯火,从蒋有兴所在的一楼实验室窗户朝外望去,瑞典南部城市隆德的郊区一片漆黑,使这座空荡的大楼显得越发寂静、冷清。然而,对蒋有兴来说,这可能是他科学职业生涯中最激动人心的时刻:如果我的观察是正确的,那么佩因特 (T. S. Painter) 就是错误的,整个人类细胞遗传学30多年来对人类染色体数的认识都是错误的!他马上又多拍了几张染色体的照片,还在其中一张上用法语做了类似的记录。在接下来的日子里,...

2019-09-16 08:59:54
未来科学大奖得主访谈:王小云的数学和密码人生

未来科学大奖得主访谈:王小云的数学和密码人生

昨天 (9月7日),2019年“未来科学大奖”数学与计算机科学奖宣布授予密码学家王小云,奖励她在密码学领域的开创性贡献。王小云创造了一种毁灭性的密码分析方法,破解了一个又一个国际通用的算法。那么,她的数学和密码人生是怎样展开的呢?来源 | 《数学文化》2019第10卷第2期访问整理 | 王涛、王坤王小云,1966年出生于山东诸城,1981年进入诸城一中学习,1983年起就读于山东大学数学系,先后获得学士、硕士、博士学位,师从潘承洞院士;1993年毕业后留校任教,历任讲师、副教授、教授;2005年6月受聘为清华大学高等研究院“杨振宁讲座教授”。现为第十三届全国人大代表、中国科协女科技工作者专门委员会委员、中国密码学会副理事长、中国数学会常务理事。王小云的主要研究领域为密码学。在密码分析领域,她系统给出了包括 MD5, SHA-1 在内的系列 Hash 函数算法的碰撞攻击理论,提出了对多个重要...

2019-09-13 16:50:47
未来科学大奖得主访谈:王小云的数学和密码人生

未来科学大奖得主访谈:王小云的数学和密码人生

昨天 (9月7日),2019年“未来科学大奖”数学与计算机科学奖宣布授予密码学家王小云,奖励她在密码学领域的开创性贡献。王小云创造了一种毁灭性的密码分析方法,破解了一个又一个国际通用的算法。那么,她的数学和密码人生是怎样展开的呢?来源 | 《数学文化》2019第10卷第2期访问整理 | 王涛、王坤王小云,1966年出生于山东诸城,1981年进入诸城一中学习,1983年起就读于山东大学数学系,先后获得学士、硕士、博士学位,师从潘承洞院士;1993年毕业后留校任教,历任讲师、副教授、教授;2005年6月受聘为清华大学高等研究院“杨振宁讲座教授”。现为第十三届全国人大代表、中国科协女科技工作者专门委员会委员、中国密码学会副理事长、中国数学会常务理事。王小云的主要研究领域为密码学。在密码分析领域,她系统给出了包括 MD5, SHA-1 在内的系列 Hash 函数算法的碰撞攻击理论,提出了对多个重要...

2019-09-08 10:29:49
对称性与拓扑序:新型量子计算机的物理基础——众妙之门

对称性与拓扑序:新型量子计算机的物理基础——众妙之门

2019年9月5日,2020年物理学新视野奖(New Horizons in Physics Prize)宣布授予凝聚态物理学家陈谐,以表彰她对于理解拓扑物质状态及其关系的深刻贡献。今天的文章就将介绍陈谐近期在拓扑序方面的工作。凝聚态物理学家正尝试列举和分类所有可能的相。如果实现了完整的分类,不仅可以更好地解释目前为止自然界中已知的相,还可能指引新材料和新技术的发展方向。撰文 | N. Wolchover翻译 | 乌鸦少年审校 | 文小刚、陈谐在过去三十年里,凝聚态物理学家发现了物质的相的崭新领域:相互作用粒子的集体运动所演生的新型量子物态。这些新的物质状态迥异于通常的固态、液态或气态,只有在冷却到接近绝对零度时才可能出现,在如此寒冷的条件下,相互作用粒子由于其量子特性,在时空中作十分有规则的集体运动,掩盖了单个粒子的个性,从而导出了全新的量子物态。这些集体运动就像是完美的集体舞,描写了最...

2019-09-07 08:51:27
专访新科物理学新视野奖得主,Caltech物理学家陈谐

专访新科物理学新视野奖得主,Caltech物理学家陈谐

北京时间2019年9月5日晚上,科学突破奖(Breakthrough Prize)委员会宣布,将2020年物理学新视野奖(New Horizons in Physics Prize)授予陈谐、Lukasz Fidkowski、Michael Levin 和 Max A. Metlitski,以表彰他们对于理解拓扑物质状态及其关系的深刻贡献。物理学新视野奖每年最多授予三项物理领域的研究,今年获奖的另外两项研究是,从天文数据中提取基本物理的新技术,以及对量子场论的研究。此前获得新视野奖的华人科学家有物理学家傅亮、祁晓亮(2016年物理学新视野奖)、尹希(2017年物理学新视野奖),以及数学家恽之玮、张伟(2018年数学新视野奖)、许晨阳(2019年数学新视野奖)。今年,凝聚态物理学家陈谐和数学家朱歆文也加入其中。陈谐的研究领域主要是量子多体系统中的相与相变过程,涉及强关联系统中的拓扑序、多体系...

2019-09-06 12:32:13
2020年科学突破系列奖项揭晓,三位华人科学家获奖

2020年科学突破系列奖项揭晓,三位华人科学家获奖

北京时间2019年9月5日晚上,2020年科学突破奖(Breakthrough Prize)宣布授予以下科学突破:拍摄第一张黑洞照片,确定肥胖的生物学基础,在痛觉感知的生物化学方面的发现,以及其他重大成就。编译 | 拾贝壳的孩子今年的获奖者因为一些重大而引人注目的科学发现而获奖,比如黑洞是什么样子的?为什么辣椒吃起来那么辣?神经退行性疾病的原因是什么?其中基础物理学突破奖授予事件视界望远镜(EHT)合作项目的347名成员,他们探测遥远的星系,并捕捉到了黑洞的第一张图像。生命科学突破奖的获奖者们为非阿片类镇痛药物消除慢性疼痛奠定了基础,为食物摄入和体重的关系建立了生物学基础,并发现了神经退行性疾病的共同机制,包括早发性痴呆。此外,6项新视野奖颁发给12位科学家,以表彰他们在物理学和数学方面的早期职业成就。以下是完整的获奖理由。基础物理学突破奖事件视界望远镜(EHT)合作项目来自哈佛-史密森天...

2019-09-06 12:27:56
为啥著名美籍华裔科学家多是中国移民,而非美国土长?

为啥著名美籍华裔科学家多是中国移民,而非美国土长?

说到当代最具创造性的华人科学家,人们常常会想到那些著名的美籍华裔科学家,如杨振宁、李政道、陈省身、丘成桐等,并将他们能取得如此成就归结为美国浓厚的经济、发达的教育和良好的学术氛围。但本文却用统计数据揭示了一个出乎意料的结果:著名的美籍华裔科学家几乎全部出自从中国去的知识移民及其后裔!那么,是什么原因导致了这样一种现象,又是哪些因素促成了人才史上这样一座高峰的形成?美国华裔人才史折射了撰文 | 沈登苗现当代最具创造性的华人科学家应是美籍华裔科学家。这当然是作为世界科学中心的美国,其浓厚的经济、发达的教育和良好的学术氛围所致。但是,如果我们仅把目光停留在美国而忽视了华人自身的因素,甚或根据一般的成材规律,人们就自然会产生这样的联想:既然华裔科学工作者能在美国如鱼得水,那么,土生土长的美籍华裔比外来华人移民不是更能成为著名的科学家吗?可统计的结果却却相反——六十三位著名的美籍华裔科学家,既不是以...

2019-09-01 09:51:19
据称引力波再度现身,可我们能探测到它的波粒二象性吗?

据称引力波再度现身,可我们能探测到它的波粒二象性吗?

2015年,LIGO团队宣布他们首次探测到了两个黑洞碰撞产生的引力波信号,之后在2017年又宣布首次探测到两个中子星并合产生的引力波信号。这一次,在北京时间8月15日,LIGO团队宣布再次探测到一组引力波信号,并认为这次可能是由黑洞和中子星之间的碰撞产生的。广义相对论预言了时空的涟漪——引力波的存在,但如果量子理论是正确的,那么引力波也应当表现出波粒二象性。到目前为止,科学家对于引力波的探测都只局限在其“波”的特性,组成引力波的粒子——引力子真实存在吗?我们要如何探测探测引力波的“粒子”特性呢?撰文 | Ethan Siegel翻译 | Pink Seirios2016年2月,LIGO 发表了一项声明,彻底改变了我们对宇宙的图像:在10多亿光年之外,两颗质量分别为36和29个太阳质量的巨大黑洞相互旋进并融合。这次并合事件的结果是产生了一个62个太阳质量的黑洞,根据爱因斯坦质能方程 E = ...

2019-08-27 10:30:54
黑洞里面有什么?潜入黑洞“势力范围” -一周科技速览

黑洞里面有什么?潜入黑洞“势力范围” -一周科技速览

编辑 | 陈航编译 | 陈航光子学Photonics从散射光中重建彩色图像Single-shot multispectral imaging through a thin scatterer人类用眼观察世界,人类认识世界的过程,有80%是通过视觉系统完成的,“见微知著”是人们不懈的追求。在观察更远、更小、更快事物的过程中,人类技术发展衍生出了各种各样的成像系统,光学成像系统就是其一。时至今日,光学成像技术一直在快速的发展当中。然而,一些最基本的问题仍亟待解决,其中之一便是散射问题。雾里看花,水中望月,光的散射是如此常见,它影响着人们对事物的观察。现如今,人们越来越受到散射所带来问题的困扰。小到长期雾霾天气造成的交通危害,大到陆基天文望远镜受到大气湍流的影响而造成成像畸变分辨率下降,散射使得传统的成像方法所获图像质量下降甚至无法获得图像。然而,光经过散射作用之后,入射光所携带的信息并没有丢失...

2019-08-11 08:50:45
那些最早参加PD-1免疫治疗临床试验的患者,后来怎么样了?

那些最早参加PD-1免疫治疗临床试验的患者,后来怎么样了?

免疫治疗虽好,但在大多数情况下,也并不能单枪匹马,包打天下。报道 | 药明康德现如今,但凡对医学稍微有点关心的人,都知道免疫治疗是一种很有前途的抗癌疗法。目前相当受关注的一种免疫疗法是PD-1抑制剂,比如大家经常听到的“K药”、“O药”等。图片来源:Pixabay在一些新闻报道中,我们往往会看到癌症免疫疗法在一部分患者中产生了非常明显的疗效,比如肿瘤明显缩小甚至完全消失。但是PD-1抑制剂毕竟是一种非常年轻的治疗方法,从第一位患者参加临床试验到现在也只不过十多年,它的长期疗效怎么样呢?长期随访结果揭晓最近,由约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的免疫治疗专家领导的研究团队报告了一种PD-1抑制剂的长期随访研究结果。这项研究发表在《美国医学会杂志·肿瘤学》(JAMA Oncology)。这项研究采用的药物是纳武利尤单抗(商品名Opdivo,俗称“O药”)。这...

2019-08-01 08:48:50
宇宙学标准理论有问题?新的哈勃常数把宇宙学家们整困惑了

宇宙学标准理论有问题?新的哈勃常数把宇宙学家们整困惑了

在过去十年间,关于宇宙膨胀率的两种最准确的测量值存在明显分歧。宇宙学家曾寄希望于一种独立的方法来解决这个令人迷惑的难题,结果这种方法反而增添了困惑。编译 | 小羽美国伊利诺伊州芝加哥大学的天文学家Wendy Freedman领导的团队以一种独立的观测手段测量了哈勃常数的数值,这个最新的分析结果已于2019年7月16日对外公布,并且即将发表在《天体物理学报》(Astrophysical Journal)上[1]。Freedman的团队展示了一种利用红巨星来测量宇宙膨胀的技术。这种技术有望取代天文学家们已经使用了一个多世纪的方法。但是,目前它所测量出的宇宙膨胀速率落在了两个争议值的中间,无法解决之前两种测量手段获得的不同结果所引起的争端。“宇宙在这事儿上是在消遣我们吗?”一名天体物理学家就此文章发了这样一条推特。Freedman接受《自然》杂志采访时说:“我们现在正在试图搞清楚这些到底该怎么整...

2019-07-31 09:43:27
108年10个诺贝尔奖,火爆的超导到底能带来啥?

108年10个诺贝尔奖,火爆的超导到底能带来啥?

“超导研究的历史虽然只有108年,但是通过超导研究直接获得诺贝尔奖的科学家一共有10位。”撰文 | 罗会仟视频请戳:https://v.qq.com/x/page/g0902hguvsx.html罗会仟中国科学院物理研究所副研究员我今天要讲的超导与市场上的超导空调、冰箱、浴霸无关,与军事上说的超级导弹也没有关系。神奇的悬浮小矿石今天讲的超导跟上图神奇的小矿石有关。电影《阿凡达》中给我印象最深的是潘多拉星球上的山。这些山不是长在地上的,而是长在天上的,是一个很神奇的世界。电影《阿凡达》剧照这个山非常大,图片中的直升机就是一个小黑点。山为什么能够悬浮在天上?因为山里面有一种神奇的矿石,室温超导矿石。什么是超导通过超导获诺贝尔奖的科学家们超导的研究就像科幻电影一样,特别“高大上”。超导研究的历史虽然只有108年,但是通过超导研究直接获得诺贝尔奖的科学家一共有10位。超导研究是物理里很小的分支领域...

2019-07-31 09:42:16
骑车去月球需要多久?——一周科技速览

骑车去月球需要多久?——一周科技速览

编辑 | 陈航编译 | 陈航物 理Physics骑车去月球需要多久?How long would it take to bicycle to the moon?“骑自行车你能骑多远?能骑到一条路的最末端?还是能从四川骑到西藏?或者能骑到月球上去?”图片来源:Google图库月球到地球的平均距离约为38.4万千米。从地球到月球要花的时间为:开汽车(速度为每小时90千米):约178 天乘火箭(速度为每小时3.6万千米):约10小时40分钟光速前进(速度为每小时10.8亿千米):约1.28秒骑自行车去月球要多长时间呢?抱歉,你不能骑自行车去月球。确实,有些人已经去过月球了。不过,他们绝对不是骑自行车去的。但是,有时候我们去做一些事情不是因为它们很容易,而恰恰是因为它们很难,所以,我们就要在此一本正经地分析一下,骑车去月球到底需要多长时间[1]。也许你会想,一个人可以每小时骑行20-25公里,我们...

2019-07-27 09:02:00
伟大的“副产品”:李政道与中国互联网的特殊渊源——展卷

伟大的“副产品”:李政道与中国互联网的特殊渊源——展卷

长达几十年的中美高能物理领域的科学合作有大量的文献记录,然而这一合作所带来的多项高技术副产品却鲜为人知,“互联网进入中国”正是其中一项伟大的技术“副产品”。撰文 | 董洁林(清华大学中国科技政策研究中心兼职研究员)作为理论物理学界的世界级领军人物,李政道非常了解高能粒子物理实验领域及相关技术前沿的情况,也非常了解中国科学界与世界脱节的状况。从1979年开始,李政道就在中国国家领导人的支持下,推动中美高能物理领域的合作。20世纪90年代之前,中美科学家合作的重点在于,探讨北京正负电子对撞机、北京谱仪、北京同步辐射装置的建造等。到了90年代初,建造完成的实验设施开始产出数据了,合作的重点便转到实验设施的运行和改进、物理实验的设计以及数据处理和分析上。进入21世纪之后,合作的重点又转向了北京正负电子对撞机重大改造工程、上海光源工程、大亚湾中微子实验和散裂中子源工程等项目。图1 退休后的李政道,他...

2019-07-14 11:14:48
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返朴
返朴

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