现代物理知识
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2007年 19卷 2期 刊出日期 2007-04-18
物理知识
物理前沿
科技经纬
教学参考
中学园地
科学源流
科学随笔
物理知识
3
立足高原雪域 登攀科学高峰——为西藏计划20年而作
谭有恒
从1986年“西藏计划研讨会”召开算起，为着开辟我国宇宙线研究新局面我们已走过了20年的艰苦历程。2006年ARGO地毯式阵列的建成，标志着“立足高原雪域”的目标业已实现，“登攀科学高峰”的基础已经奠立。特以路院长的题词为题，以20年的所思所历为事写成这篇文字，激励后来人的持续攀登。
2007 Vol. 19 (2): 3-7 [
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8
质量起源——从对称性破缺到希格斯机制
卢昌海
物理学再次回到质量起源问题是在20世纪60年代。 20世纪60年代初， 物理学家在对基本粒子的研究中已经发现了许多对称性。 对称性在物理学中一直有着重要的地位， 不仅由于其优美的形式与物理学家们对自然规律的美学追求十分吻合， 更重要的是因为它不仅中看， 而且中用， 有一种穿透复杂性的力量。 即使在对体系动力学行为还没有透彻理解的情况下， 对称性也往往具有令人瞩目的预言能力。 这最后一点在20世纪五六十年代的粒子物理研究中具有极大的吸引力， 因为当时人们对基本粒子相互作用的动力学机制知之甚少， 而且对在很大程度上为研究基本粒子相互作用而发展起来的量子场论产生了很深的怀疑。 在这种情况下， 许多物理学家对对称性寄予了厚望， 希望通过它们来窥视大自然在这一层次上的奥秘。
2007 Vol. 19 (2): 8-10 [
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11
量子计算机研究的新进展：加拿大推出16位量子计算机
龙桂鲁
2007
年
2
月
13
日加拿大
D-Wave 系统
公司在美国加州的计算机博物馆和加拿大的温哥华两地宣布，研制成功
16
位量子比特超导量子计算机，型号为
Orion
，引起全世界的轰动。《科学美国人》、《自然》、《科学》、《经济学家》等众多媒体都做了报道。
Orion
量子计算机使用的是传统的半导体工艺，在
0.5
毫
K
的低温下工作。宣布会上播放了利用这台计算机演示3个量子算法的计算过程的录像。他们计划在2007年推出32位量子计算机，2008年上半年推出512位、2008年底推出1024位量子计算机。
2007 Vol. 19 (2): 11-11 [
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12
巴西坚果效应之谜
申兵辉,韩萍
巴西坚果是产于巴西、委内瑞拉和圭亚那的一种果树的种子，含有丰富的油和蛋白质，是一种极具商用价值的坚果。上个世纪30年代，巴西人在长途运输坚果时，发现装有不同大小的坚果的容器经过长途颠簸，总是大的果子浮在上层而细碎的小果则留在下面。根据常识，大而重的坚果在振动过程中受重力影响应当沉在下面，但事实却与人们想象的截然相反，所以这种现象被称为巴西坚果效应。
2007 Vol. 19 (2): 12-14 [
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15
物理知识在汽车上的应用
吕兴行,朵丽华
2007 Vol. 19 (2): 15-16 [
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物理前沿
17
发现量子宇宙——粒子对撞机的角色
黄艳华,江向东,陈和生
当今正是粒子物理学发生根本性变革的时期。新近的实验证据要求一种全新的宇宙图像。一些新的发现近在咫尺，它们将以新的物质形态、新的自然力和新的时空维度来拓展人们的想像力。突破将来自下一代粒子加速器，即目前正在欧洲建造的大型强子对撞机(LHC)，以及拟议中的国际直线对撞机(ILC)。在这些加速器上进行的实验将使你的宇宙观念发生根本性的变革。
2007 Vol. 19 (2): 17-23 [
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24
漫谈对撞机
张闯
在读这篇文章之前，大家可能在想：什么是对撞机？为什么要造对撞机？对撞机是什么样子的？中国有什么对撞机？未来将有什么样的对撞机？现在，就让我们一起谈谈这些问题。
2007 Vol. 19 (2): 24-30 [
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31
预防小行星撞击地球
李良
20世纪50年代以后，科学界出现了一种新的说法，认为6500万年前的白垩纪末期，一颗直径约10公里的小行星撞击了地球，造成了恐龙等生物大灭绝。1980年，美国阿尔瓦雷斯等人根据意大利一古地层中铱含量异常，明确提出小行星撞击地球造成恐龙绝灭假说。从那时以来，小行星（以及彗星）愈来愈引起科学家和公众的强烈关注。1993年4月，在意大利名叫埃里斯的地方召开了一次专门的国际会议，主要探讨近地小天体可能撞击地球的问题，当时有包括中国在内的10多个国家的60来位科学家参加，会议最后通过并发表了著名的《埃里斯宣言》，以唤起世界人民对近地小天体对地球有潜在威胁的关注。
2007 Vol. 19 (2): 31-32 [
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33
解读宇宙的起源——2006年诺贝尔物理学奖简介
张新民
2006年度诺贝尔物理奖授予了在宇宙学研究领域取得杰出成果的美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特。他们发现的宇宙微波背景辐射的黑体谱和各向异性强烈地支持了大爆炸宇宙学模型并开启了“精确宇宙学”时代的大门。COBE之后宇宙学研究取得了一系列重大的进展。近年WMAP、SDSS等天文观测更加坚实有力地支持了大爆炸宇宙学模型，并对物理学提出了一些重大的、尖锐的挑战，诸如什么是暗物质？暗能量的物理本质是什么？
2007 Vol. 19 (2): 33-35 [
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36
漫谈引力波探测
唐江凌,梁伟红
2007 Vol. 19 (2): 36-38 [
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科技经纬
39
美国科学精英与现代情报收集
童国梁
2007 Vol. 19 (2): 39-44 [
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45
磁冰箱的原理
郑好望,梁红军,尹涛
2001年12月7日，美国能源部在艾奥瓦州立大学埃姆斯实验室的科研人员制成了世界上第一台能在室温下工作的磁冰箱，他利用铁磁性制冷工质进出磁场制冷，其效率比普通冰箱高30%以上，且无污染、无噪音、使用寿命长，是一种绿色环保的、极具发展前景的制冷技术，我国也已将“磁制冷冰箱项目”列入国家863科技计划。下面简要介绍一下磁制冷冰箱的工作原理。
2007 Vol. 19 (2): 45-46 [
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47
激光光镊技术及其应用
陈君
传统的机械镊子夹持物体时必须用镊尖接触到物体，然后施加一定的压力，物体才会被钳住，而光镊则不同，它是基于光的力学效应使物体受到光束的束缚从而达到钳制的效果，然后通过移动光束来迁移或翻转物体。与机械镊子相比，光镊是以一种温和的非机械接触的方式来夹持和操纵物体，能够无损伤地实现对微小的活细胞以及纳米量级的颗粒进行捕获与操作。光镊的发明给人们研究微观世界提供了一种新的手段，可以预言，在纳米科技和生命科学迅速发展的21世纪，做为这两个领域得力工具的光镊技术必将具有光明的应用前景，成为本领域科学研究不可或缺的技术手段之一。
2007 Vol. 19 (2): 47-48 [
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49
放射性对癌的新疗法
刘红,王腾飞,王志波
2007 Vol. 19 (2): 49-49 [
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教学参考
50
〝猫旋〞之谜
刘景旺
猫儿翻筋斗的本领非常高强，它从高处落下时，即使是肚皮朝天，落地的一瞬间也总能四脚着地而毫无损伤，科学家称之为“猫旋”。 究竟是什么力量使猫能在空中旋转身子呢？这个看似十分简单的问题，却在将近100年的时间里难倒过许多力学家。有的人甚至认为，猫在空中不可能发生任何整体转动。其理由是，一个物体之所以会转动，关键要有外力矩的作用：外力矩越大，物体的角动量改变也就越大。既然猫在空中四足朝天时角动量为零，而外力（即猫所受的重力）又通过重心，当然就不存在外力矩，因此猫在下落过程中就只能一直保持原来的姿势，不可能发生任何整体旋转。
2007 Vol. 19 (2): 50-51 [
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52
摩擦力应理解为一种弹力
刘邦贵
2007 Vol. 19 (2): 52-52 [
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中学园地
53
饮水鸟中的热力学原理
杨瑞博
古老的中国玩具饮水鸟外形像一只鸟，主体由玻璃制成。它的身体是一根玻璃管，管的上端是一个小球，也就是鸟头，管的下端是一个大球，也就是鸟的尾部。球内装有液体，管的下端浸在液面下。整个鸟身是密闭的，架在一个类似鸟腿的座上。它的头部粘有尖尖的嘴，尾部粘有羽毛。而它的神奇之处就是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口后，直立起来。可是直立一会儿它又会俯下身去，等到鸟嘴浸到了水，“喝”了一口，又会直立起来。就这样，它不停地点头喝水，就像是一台永动机。这一点使爱因斯坦都为之吃惊。据资料记载，有人将饮水鸟赠送给爱因斯坦，当他看过并明白其原理后,十分惊叹饮水鸟的设计。因此这个玩具又被叫作“爱因斯坦也吃惊的玩具”。
2007 Vol. 19 (2): 53-53 [
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54
物理名词溯源——物理学和熵
赵占龙,王永杰
2007 Vol. 19 (2): 54-54 [
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科学源流
55
窥视苍穹：从肉眼观星到太空望远镜
任凭,邢志忠
“我的目标很简单，就是完全理解我们的宇宙，弄清它为什么会是今天这个样子，以及它究竟为什么存在。”《时间简史》的作者斯蒂芬·霍金恰如其分地表达了那种自远古时代起就不断驱使科学家和哲学家去研究宇宙的求知欲望。适用于地球本身的物理定律在天文尺度同样适用，这一简单假设已经在建立宇宙模型方面取得了引人注目的成功，从而导致了物理学根本性的飞跃和实用技术天翻地覆的进步。考虑到客观条件对天文观测的苛刻限制，我们能在理解宇宙的道路上走得如此之远可谓十分不寻常了。其他物理学家可以通过改变和限制各种参数来检测一个封闭系统的变化，而宇宙的宽广无垠却意味着天文学家永远受制于大自然而无能为力。因此，实验科学中这个出类拔萃的分支理应得到公平的对待和充分的认可。本文旨在简要回顾天文学观测从早期的肉眼观星发展到如今发射造价数十亿美金的太空望远镜的精彩历程。
2007 Vol. 19 (2): 55-59 [
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60
物理学史中的三月 大约1590年：显微镜的发明
萧如珀,杨信男
每一个主要的科学领域都曾因使用不同款式的显微镜而获得进展。显微镜的发明可追溯到16世纪末期，一个谦虚的荷兰眼镜制造商叫做Zacharias Janssen。虽然相较于当今款式的显微镜来说，当时的显像和倍率都极为粗糙，但是Janssen的显微镜在科学仪器发展史上却是一个根本性的突破。
2007 Vol. 19 (2): 60-61 [
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62
物理学史中的四月 1935年4月：Robert Watson-Watt 取得英国空防雷达系统的专利
萧如珀,杨信男
有许多的科学家和工程师都对在第二次世界大战期间，关系盟军的胜利扮演着极重要角色的雷达系统之发展有所贡献。雷达（Radar是RAdio Detection And Ranging的首字母缩略字）透过发送无线电波，再测量其反射回来的讯号以侦测远方的物体，如飞机或船只。Robert Watson-Watt爵士最先发展出实用的雷达系统，在第二次世界大战期间用来帮助防御英国，就是最伟大的雷达先驱之一。
2007 Vol. 19 (2): 62-63 [
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2306
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64
E.G.赛格雷：探求电荷对称性的先驱者之一
程民治,戴风华
2007 Vol. 19 (2): 64-66 [
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2261
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科学随笔
67
能源与人类文明
谭国武,邱建忠
2007 Vol. 19 (2): 67-68 [
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69
细推物理须行乐 何用浮名绊此生——谈物理学家的体育爱好
胡保革,王洪鹏
2007 Vol. 19 (2): 69-70 [
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现代物理知识
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