现代物理学,是一场穿越光的旅程丨展卷

阿罗什认为,科学发现往往源于各领域成就的结合,真理出现在看似完全不同的研究分支的汇流处,不同学科之间的结合甚至延伸到物理学以外;特别指出在1859年到1869年的十年里,物理学、生物学和化学因为麦克斯韦的电磁理论、达尔文的物种进化学说和门德列夫的元素周期表,同时发生彻底改变。就光学而言,光的一些奥秘已经解开...

被质疑“不该拿物理学奖”的诺奖得主,一生经历却足够拍一部《奥本...

我获得2019年富兰克林物理学奖[2],是“因将理论物理学的概念应用于提供对多个领域(包括遗传学和神经科学)中的重要生物学问题的新见解,并对计算机科学领域中的机器学习产生了显著影响。”这些成就的取得是因为我经常通过改变研究方向来回应“现在该做什么?”的问题。而富兰克林奖项的一个更为科学的引用指出,我的...

从麦克斯韦妖到量子生物学,生命物质中是否潜藏着新物理学?

但麦克斯韦妖给我们的启示是,信息实际上是一个物理量,它可以深刻地影响物质的行为方式。香农定义的信息不只是一个非正式参数,它是一个基本的物理变量,在热力学定律中占有一席之地。香农强调,他的信息论纯粹是处理信息流动的效率和能力,并不包含所传达信息的含义。但在生物学中,意义或环境至关重要。如何才能从数学...

探索| 物理学家的伟大贡献(中)

麦克斯韦方程组的建立,标志着电磁学进入了一个全新的发展阶段。它揭示了电磁场在空间中的分布和变化规律,为电磁波的发现和应用提供了理论支撑。更重要的是,这组方程展示了自然界中物理现象的内在统一性和和谐性,为后来的物理学研究提供了宝贵的启示。麦克斯韦的电磁理论,不仅在当时引起了巨大的轰动,更对后世产生了深...

解读以太的“前世今生”,差点让整个物理学界彻底“沦陷”!

19世纪,随着电磁学的发展,以太的概念再次被赋予了新的物理意义。在麦克斯韦的电磁理论中,以太不仅是光和电磁波传播的介质,而且具有弹性和质量。这一理论将电、磁、光统一起来,是物理学史上的一大综合,但它也使得以太的概念变得更加复杂和神秘。以太理论的挑战与变革...

杨振宁教授漫谈:数学和物理的关系

三、复数、四元数的物理意义虚数i=p??1的出现可溯源于15世纪时求解三次方程,但到18世纪的欧拉时代,仍称之为「想象的数」(imaginary)(www.e993.com)2024年11月27日。数学界正式接受它要到19世纪,经Cauchy,Gauss,Riemann,Weierstrass的努力,以漂亮的复变量函数论赢得历史地位。至于在物理学领域,一直认为能够测量的物理量只是实数,...

张朝阳、Cumrun Vafa谈时空观:相对论让物理学迈出了一大步

由于经典波动力学需要通过介质传播，麦克斯韦及其后数代物理学家深陷于以太的迷雾中。到19世纪末，洛伦兹发现伽利略的物理原理并不适用于电磁理论，并提出了恰当的修正。随后，爱因斯坦意识到光速对所有匀速运动的人来说都是一样的，时间和空间是可以相互转换的，于是我们进入了狭义相对论的时代。“为什么我们非得是匀速...

一个历史上被远远低估的电气工程师、物理学家、数学家

他工作出色,在1873年,也就是Maxwell发表所谓的麦克斯韦方程的那一年,他在一个专业杂志上发表了一篇有关电桥方面的工作。这一工作得到了著名物理学家WilliamThomson(Kelvin男爵)的关注,并在路过他的工作地的时候顺路见了他并给予祝贺,这极大地鼓舞了他。虽然工作出色,但是Heaviside不愿意做他认为无意义的事情,更希望...

统计物理领域发展态势

吉布斯发展系综理论使得源于麦克斯韦、玻尔兹曼等的思想形成了一个完整且自洽的体系。吉布斯系综方法主要适用于描述平衡态或局部平衡系统，需将混合性作为其基本假设，建立人为引入的系综的统计性质与实际系统之间的关系，即系统物理量的时间平均等于系综平均。玻尔兹曼学派一直以追求更纯粹物理的理念，坚持宏观热力学可基于微观...

《三体》中的降维打击,在物理世界真的存在?

1864年,麦克斯韦提出电磁方程,人们认识到了电磁力的规律。1916年,爱因斯坦发表了具有划时代意义的广义相对论,指出万有引力的本质是时空的弯曲形变。此后,一个问题困扰着物理学家:有没有一种理论能够统一解释电磁力和万有引力这两种基本力呢?1919年,爱因斯坦收到德国一位名不见经传的数学家卡鲁扎寄来的一篇论文。