首 页  |   期刊介绍  |   编委会  |   投稿指南  |   期刊订阅  |   广告服务  |   留言板 |  联系我们  |   English

在线办公  作者投稿  作者查稿  专家审稿  编辑办公 在线期刊  最新录用  当期目录  下期目录  过刊浏览  论文检索  Email Alert   会员登录 友情链接 -----常用链接----------- 中科院高能物理研究所 中国期刊网 万方数据 更多...

2019年 31卷 6期 刊出日期 2019-12-18 天文学百年专题 物理知识 物理前沿 科学源流 科学书屋 科学正听 天文学百年专题 3 全新的宇宙 Hot! 陈学雷 1919年是动荡不定的一年：俄罗斯的红军和白军在殊死战斗；巴黎和会各国代表们为了争夺利益而纵横捭阖。不过即便在这样的时候，也有一些人把眼光投向了天空。这一年国际天文联合会成立了，哈勃（Hubble）从军队退伍前往威尔逊山天文台报到，而两支英国天文学家的观测队伍则奔赴非洲和南美洲进行日食观测，这一观测最终导致广义相对论的新时空观被接受。 2019 Vol. 31 (6): 3-9 [摘要] ( 813 ) [HTML 1KB] [PDF 5705KB] ( 830 ) 10 银河 Hot! 刘超 银河，它自古至今照耀在人类的夜空中亘古不变，常常成为文人骚客赞美自然之壮美和恢弘的载体。在人类文明史的绝大多数时间里，银河几乎就是我们所知道的全部宇宙!这一切的改变是从1920年那一场著名的大辩论开始的。4月26日，美国华盛顿的史密松自然历史博物馆，沙普利（Harlow Shapley）和柯蒂斯（Heber Curtis）展开了一场世纪大辩论。两位天文学家引经据典，沙普利试图证明银河系就是宇宙的全部，而柯蒂斯则阐述岛宇宙的观点认为银河系仅仅是宇宙中的一座孤岛。大辩论没有形成最后的结论，一锤定音则是在4年之后，哈勃（Edwin Hubble）用干净利落的观测事实证明了仙女座大星云的距离远远大于银河系的尺寸。从此，银河回归了其本来面目——茫茫宇宙中一块小小的星系。 2019 Vol. 31 (6): 10-16 [摘要] ( 876 ) [HTML 1KB] [PDF 12586KB] ( 699 ) 17 黑洞的前世今生 Hot! 郑雪莹, 赵雪杉, 苟利军, 廖振玄, 董艳婷, 刘纪任 虽然人类所体验过的最强的引力，仅仅是地球所提供的指向地心的吸引力，但是引力最极端的形式却指引我们察觉了一类奇异而超常的天体的存在。黑洞以最优美简洁的形式解释了质量和时空之间相互呼应的规律，并持续地吸引着科学界的注意力。 2019 Vol. 31 (6): 17-24 [摘要] ( 772 ) [HTML 1KB] [PDF 20389KB] ( 668 ) 25 太阳的光辉 Hot! 颜毅华 人类处在天地之间，每日目睹昼夜更替，每年经历寒暑变迁。"日居月诸，照临下土"。人类在阳光下生活、生存，与生具备的亘古不变的好奇心，也一直激励人们关心周围的自然现象，"日月安属?列星何陈?"几千年来，人类历经世代更迭，观念更新，从以地球为中心的地心说到以太阳为中心的日心说，直至1609年伽利略开始使用望远镜观测太阳黑子，人类对太阳逐渐有了正确的科学了解。到国际天文学联合会（IAU）成立的1919年为止，人们已经发现了太阳光谱中的大量谱线（Fraunhofer，1814）；发现了太阳黑子的蝴蝶图分布及其11年活动周期（Schwabe，1843）；发现了剧烈的太阳耀斑活动（Carrington，1859）；通过日食期间的太阳光谱观测，发现了一种新元素：氦（Secchi，1868），次年又发现了一条与众不同的谱线，它与当时所有已知元素的谱线都不吻合，以为是发现了另一种新元素；此外，还发现了太阳黑子具有强磁场（Hale，1908），这是人类首次在地球以外的天体上发现磁场。这些工作为太阳物理以及天体物理的发展奠定了重要基础。 2019 Vol. 31 (6): 25-30 [摘要] ( 795 ) [HTML 1KB] [PDF 11134KB] ( 767 ) 31 从照相底片到CCD Hot! 赵永恒 天文学是古老而又生机勃勃的科学。在历史上，从人类有文字记录开始，天文学就诞生了，各个古老文明都为之做出了贡献。在400多年前的第一次天文学革命中，伽利略用望远镜代替人眼来观测天空，这场革命直接导致牛顿发现万有引力定律并建立力学理论，由此诞生了现代天文学，并且促进了整个现代科学体系的建立。在170年前的第二次天文学革命中，用照相底片和光谱仪这样的探测器代替了人眼来记录观测现象，使得人类第一次能够认识天体的物理性质和化学组成，由此诞生了天体物理学，并发展成为当代天文学的主流。在70年前的第三次天文学革命中，诞生了射电天文学和空间天文学，为人类打开了认识宇宙的"新窗口"，天文学从地面发展到了空间，从光学波段发展到了射电、红外、紫外、X射线和伽马射线等全部电磁波段。 2019 Vol. 31 (6): 31-34 [摘要] ( 824 ) [HTML 1KB] [PDF 12627KB] ( 726 ) 物理知识 35 物理学技术革命之第二次量子技术革命 Hot! 金芳洲 1665年，一场可怕的瘟疫在英国伦敦流行，剑桥大学被迫停课，学生们都回家躲避。当时只有23岁的艾萨克·牛顿（Issac Newton）也在其中，回到了位于伍尔索普村的一个庄园里，在这里待了18个月。这段时期被晚年的牛顿称为"是我发明创造时期的顶峰"，正是在这段时期里，牛顿潜心自由的钻研开普勒、笛卡尔、阿基米德、伽利略等前辈科学家的主要论著，并发明了微积分，发现了牛顿运动的定律、万有引力定律以及光色散定律等一生中最伟大的几个成就。牛顿将力学体系化后，当时处于萌芽阶段的机械制造有了理论基础，快速发展起来。后来蒸汽机被发明，且不断的被改进提升效率，由蒸汽机带来的"动力革命"引起了从手工劳动向动力机器生产转变的重大飞跃，促使了纺织、船舶、铁路等产业飞速发展，这场"动力革命"也被称之为第一次工业革命。1873年，英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwel）出版了《论电和磁》，建立了完整的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，并预言了电磁波。对于麦克斯韦来说，他是站在法拉和W.汤姆逊这两位巨人的肩上。他面对众说纷纭的电磁理论，以深邃的洞察力完成了电、磁、光的统一。有了电磁理论的支撑，发电机和电动机相继问世，电器开始用于代替机器，进入人们的生活和生产中。强电能够提供绝大部分生产和生活的能源，而弱电能够提供主要的通信手段（电报、电话等），从此电力开始成为补充和取代以蒸汽机为动力的新能源。另一方面，在1862年，法国人德罗夏提出了四冲程理论，成为内燃机发明的科学基础。19世纪70~80年代，以煤气、汽油为燃料的内燃机相继问世，此后不久，以柴油为燃料的内燃机也研制成功。内燃机的工作效率远远高于蒸汽机，大大提高了工业部门的生产力，特别是迅速推动了交通运输领域的革新。如果使用蒸汽机来发动汽车的话，恐怕需要数十平方米的空间才能容纳动力部分。而如果利用油气为原料的内燃机，动力部分可以缩小放置于仅四平米的汽车当中。这场"电气革命"也被称之为第二次工业革命。19世纪末期，经典力学与电动力学的理论框架已建立完善，并完成了机械革命和电气革命。当时的物理学家普遍很自满的认为，所有的物理系统都可以被经典力学与电动力学的基本方程描述，尽管还存在"两朵乌云"，其中一朵便是黑体辐射中的紫外发散问题。然而正是这一朵乌云，逐渐发酵导 2019 Vol. 31 (6): 35-39 [摘要] ( 966 ) [HTML 1KB] [PDF 3316KB] ( 815 ) 物理前沿 40 2019年诺奖解读：物理宇宙学 Hot! 张新民, 毕效军, 李明哲, 李虹, 赵公博, 夏俊卿, 蔡一夫, 黄发朋 2019年10月8日，瑞典皇家科学院宣布将今年的诺贝尔物理学奖的一半授予詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles），以表彰他在物理宇宙学方面的理论贡献和发现。詹姆斯·皮布尔斯，1935年生于加拿大温尼伯，现为美国普林斯顿大学教授。在过去几十年中，他在宇宙微波背景辐射（CMB），宇宙中的结构形成，暗物质和暗能量等众多方向做出了重大贡献。他是现代宇宙学大厦的主要奠基者之一。 2019 Vol. 31 (6): 40-46 [摘要] ( 718 ) [HTML 1KB] [PDF 6399KB] ( 878 ) 47 小小立方星也能做大科学——以美国立方星科学探索的实践为例 Hot! 白青江, 时蓬, 范全林 空间科学是以航天器为主要平台，研究发生在地球空间、日地空间、行星际空间乃至整个宇宙空间的物理、天文、化学以及生命等自然现象及其规律的科学①。目前，航天器正朝着越来越大和越来越小的两个方向发展，即一方面研制综合型、高功率的大型卫星，如美国航空航天局（NASA）将于2020年之后发射的詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST），质量为6.2吨，主反射镜口径达到6.5米；另一方面研制质量轻、微型化的小型卫星。其中，立方星是采用国际通用标准的微纳卫星，以U为单位，1U体积为10 cm×10 cm×10 cm，1U重量一般不超过1.33 kg。根据任务的需要，可将立方体卫星扩展为2U（10 cm×10 cm×20 cm）、3U、甚至16U或更大。 2019 Vol. 31 (6): 47-53 [摘要] ( 741 ) [HTML 1KB] [PDF 6076KB] ( 759 ) 科学源流 54 斯蒂芬·格雷在电学上的贡献 Hot! 董欣, 王福合 英国物理学家斯蒂芬·格雷（Stephen Gray，1666~1736）1666年生于英国坎特伯雷（Canterbury），1736年故于伦敦。1729年格雷揭示了电的传导、区分了导体与绝缘体，1731年获得英国皇家学会颁发的第一届科普利奖章（Copley Medal），1732年又因静电实验获得第二届科普利奖章，并成为英国皇家学会会员。 2019 Vol. 31 (6): 54-58 [摘要] ( 923 ) [HTML 1KB] [PDF 737KB] ( 802 ) 59 1696年11月：惠斯顿解释诺亚大洪水 萧如珀, 杨信男 历史上有许多世界末日的先知，预言地球的末日。其中比较饶富趣味的是一个叫惠斯顿（WilliamWhiston）的自然哲学家，他试着将科学和他坚定异教与天启的宗教观点融在一起。 2019 Vol. 31 (6): 59-60 [摘要] ( 664 ) [HTML 1KB] [PDF 1846KB] ( 614 ) 61 1959年12月29日：费曼经典的加州理工学院讲义 萧如珀, 杨信男 诺贝尔物理奖得主费曼（Richard Feynman）有许多事迹广为人知：热中玩小手鼓；参与曼哈顿计划时，在洛色拉莫士（Los Alamos）执意违反安检制度；他决定性的国会作证，认为1986年挑战者号航天飞机灾难是因O型环有缺陷；在物理研究和个人回忆方面出版了大量的著作。而就在他一系列经典的加州理工学院教学内容成为《费曼物理学奖义》（The Feynman Lectures on Physics，1963年初版）的基础之前，费曼给了一开创性的讲座，讨论小尺寸物体的操作与控制，标题为《底部有很多空间》。 2019 Vol. 31 (6): 61-61 [摘要] ( 801 ) [HTML 1KB] [PDF 1464KB] ( 667 ) 科学书屋 62 科学、科普和科幻的关系——从《量子计算和量子信息》谈起 姬扬 量子信息和量子计算是21世纪最热门的一个研究领域，吸引了公众的很多注意，出版了科学论文和著作，科普文章和新闻，甚至还有很多科幻小说和类似于科幻的报道。这里我想借用2000年出版的一本著名的教科书《量子计算和量子信息》，谈谈科学、科普和科幻的关系。简单地说，科学文章的读者是科技工作者，讲究的是严谨负责，科普文章的读者是普通民众，需要吸引他们的注意力，这就必然要对一些细节进行取舍，不合适的舍弃就有可能使得科学变成了科幻，甚至是玄幻。 2019 Vol. 31 (6): 62-65 [摘要] ( 836 ) [HTML 1KB] [PDF 1365KB] ( 663 ) 科学正听 66 量子力学的随机性并没有被实验推翻 张文卓 近日，一则名为"薛定谔的猫终于有救了，Nature研究首次观测到量子跃迁过程"的新闻报道刷屏。诸如"耶鲁大学实验推翻量子力学随机性""爱因斯坦又蒙对了"等等标题党纷纷出现，仿佛战无不胜的量子力学一夜之间阴沟翻船一样，很多文青纷纷哀叹宿命论又回来了。然而，事实真的如此?还是报道偏差歪曲了论文本意? 2019 Vol. 31 (6): 66-68 [摘要] ( 733 ) [HTML 1KB] [PDF 1981KB] ( 846 ) 69 太阳：我真的还能再活50亿年 赵永恒 作为地球能量的驱动机，太阳这颗恒星一直备受关注，它的变化关乎人类命运。比如最近关于"太阳死机"的传言"死灰复燃"，并言之凿凿称"我们的太阳正在逐渐停止工作，甚至可以说正逐渐进入暮年!因为不少科学家发现，太阳近期所分泌的太阳黑子数量正在不断减少，所分泌出的太阳光温度比以往都要变低。如果长期以往这样下去的话，太阳所折射出的太阳光将没有任何的光照作用"。为了证实其权威性，还标注此消息来源为美国太空空间站。 2019 Vol. 31 (6): 69-69 [摘要] ( 651 ) [HTML 1KB] [PDF 1705KB] ( 591 ) 编辑部公告 2018年全国物理科普大会通知 更多... 物理科普信息 更多...

编辑部公告 2018年全国物理科普大会通知 更多... 物理科普信息 更多...

版权所有 © 2007 《现代物理知识》编辑部 通讯地址：北京918信箱《现代物理知识》编辑部(100049) 电话：010-88236284　传真：010-88236766　E-mail:mp@mail.ihep.ac.cn 本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发  技术支持：support@magtech.com.cn