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超对称，让我们更接近万物理论
原文标题：《我们只发现了一半的物理吗》物理学有一个最终目标：找到一些相关的基础理论，然后结合在一起形成一个万物理论。到目前为止，我们最接近万物理论的是粒子物理学的标准模型，这个理论背后的方程式是我们在物理学中所拥有的最准确的方程式。但是，还有很多东西是理论无法解释，比如暗物质、暗能量和引力的量子理论。有一个理论思想，许多人它认为可以让我们更接近万物理论，并可以填补标准模型的几个空白。这个理论被称为
阅读更多Echo 2022.12.14 13:01 190浏览 0回复
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狭义相对论与黄金
物体之所以有颜色，是因为它们的电子与某些波长的光共振最强，它们吸收这些波长的光并将所有其他波长反射回我们的眼睛。大多数金属电子与紫外线的共振最为强烈，因此它们平等地反射所有波长的可见光，这使它们呈现出银色。但黄金与众不同，它呈现出的却是高贵的金色，为了解释黄金与其他金属的区别，我们需要应用狭义相对论。图源Pexels根据爱因斯坦的狭义相对论，当一个物体速度越快，它的质量会变得越来越大。像氢这样只有
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通向量子引力的路，又宽了一点点
本文来自微信公众号：返朴（ID：fanpu2019），作者：董唯元二维共形场理论一直是重要的理论物理前沿研究工具之一，尤其是其中的刘维尔共形场理论，更是与量子引力存在着千丝万缕的直接联系。借助共形自举方法，刘维尔共形场已经可以非微扰的精确求解。然而，它的关键方程竟然是猜出来的，直至最近几年，数学家才给了出严格的证明。数学家与物理学家，对量子场论的深意又多了一点了解。量子引力理论是物理学界公认的圣杯
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物理学中最基本的思想 —— 作用原理，支配所有物理学领域
也许现代物理学最基本的思想是作用原理（actionprinciple）。物理学的任何领域都被这一规则支配。我们将开始一段旅程，从光穿过水的场景开始，最终以量子力学的讨论结束。光线和费马原理考虑一束光从A点出发，穿过水面到达B点。这束光的路径是怎样的？我们可以假设它沿直线运动以使距离最小化。然而，在现实中，光线并不是这样传播的。相反，它在空气和水的边界处被折射。但是为什么呢？1662年，皮埃尔・德・
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标准模型的危机：物理学家重新思考自然本质
本文来自微信公众号：返朴（ID：fanpu2019），作者：娜塔莉・沃尔奇佛（NatalieWolchover），翻译：刘航尽管标准模型被认为是有史以来最成功的物理学理论之一，但近年来越来越多的迹象暗示标准模型存在危机。事实上，标准模型从诞生起就并不完美，甚至不是一个自洽的理论。它是“不自然”的，特别是关于希格斯玻色子质量引发的“等级问题”，至今没有根本性的回答。有一个简单便捷的理论可以解释这些问
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丹麦最神奇门将：踢球时思考数学，37 岁拿诺奖，与爱因斯坦吵吵一辈子，开创了量子力学
因为一个数学问题，他错过了一次精彩的扑救。自此世界上少了一个门将玻尔，多了一个科学家玻尔。他就是我们熟知的量子力学奠基人玻尔。因为原子结构和量子理论的研究斩获诺贝尔物理学奖，并因此闻名世界，被看作是20世纪最伟大的科学家之一。他所创立的哥本哈根学派，诞生了海森堡、狄拉克、泡利等近十位诺贝尔奖得主。但不为多数人所知的是，他14岁就开始踢足球，一度成为当时国内最强俱乐部之一AB的主力门将。一次比赛上，
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为什么苹果往下落，热气球却往天上飞？
世间万物都在运动宇宙万物都在运动和变化之中，物理学就是要研究它们的运动变化规律，研究它们为什么会运动、怎样运动。我们能看见物体，是因为光子跑到眼睛里来了；我们能听见声音，是因为声波通过空气传入了耳朵；我们能接听电话，是因为有电磁波在给我们传递信息；至于苹果熟了会下落，推一下椅子，椅子会动就更不用说了。如果没有运动，世界将是一片死寂，那也没物理学啥事了。运动是如此普遍和显然，可物体为什么会运动呢？乍
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一项新的计算表明，宇宙的熵更高，最终将解释宇宙的几何结构
宇宙学家们花了几十年的时间试图理解我们的宇宙。在我们所能看到的范围内，它不仅是光滑平坦的（没有被引力压皱，也没有被暗能量撕裂），而且还在以极其缓慢的速度膨胀。为了解释宇宙的平坦性，物理学家提出，宇宙在大爆炸之初像气球一样迅速膨胀，消除了任何曲率。为了解释在最初的膨胀之后空间的缓慢增长，一些人认为我们的宇宙只是多元宇宙中的一个。但现在，两位物理学家颠覆了人们对宇宙的传统看法。继斯蒂芬・霍金和加里・吉
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相对论系列：经典光行差
说到光行差，很多人可能觉得它很简单，但其实并不简单。在人们对光速的认识以及狭义相对论的建立的过程中，它产生了非常重要的作用。所以，光行差所涉及的那些事非常值得深入学习一下。01、从雨滴到声音为了便于理解，我们从一件司空见惯的事讲起。很多人有这样的生活经验，在雨中打伞骑车或快步时，为了避免湿身，伞应该往前倾斜一点，就像这样。这涉及一个简单但深刻的物理问题。说简单，大概一说你就懂。说深刻，因为它涉及经
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爱因斯坦的雪耻之路 — 量子引力，人类历史上最大的科学难题
爱因斯坦一生中最大的梦想是建造一个完全由大理石（几何）构造的宇宙，然而，随着量子力学的发展，他的梦想破碎了。但基于量子力学的标准模型理论不仅在数学上是丑陋的，而且也无法把引力囊括其中。因此追求量子理论与引力的统一，被称为是“人类历史上最大的科学难题"，大众传媒称它为物理学"圣杯"，由此产生的理论称为“万物至理”。所有的物理学巨人都试图攻克这个难题，但他们都失败了。爱因斯坦把他生命中的最后30年贡献
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通过“预测”世界杯了解物理引擎
原文标题：《给我一个物理引擎，我也能“预测”世界杯？》世界杯正如火如荼地进行，而大力神杯终究会花落谁家，成为了每届世界杯都被人们津津乐道的话题。许多专业机构也不甘落后，纷纷用自己的专业模型和数据进行分析，给出了每支球队夺冠的赔率。但你有没有想过，不要998，只要一个物理引擎，你也可以在家“预测”世界杯？大力神杯|图源FIFAWorldCupTrophy-WallpapersDen此预测非彼预测看到
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什么是相对性原理
前言这篇文章的标题之所以没有写成“什么是相对论”，原因有三：一来，相对论的内容太多，我哪有实力敢写这个话题？二来，相对论最重要的根基其实就是这篇文章里提到的相对性原理，把它写清楚了，后续的路才容易走下去。第三，这个系列的文章是围绕电磁领域的作用量而展开的，咱不能喧宾夺主呀。好啦，各位可以抱着轻松的心态往下看啦。目录01 初识相对性原理02 伽利略变换03 踢场的麦克斯
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物体的神秘消失，难道也怪量子力学？
这次不是影子消失哦，而是一个实实在在的物体消失了！难道是量子力学？别急，接下来就带大家一探究竟实验器材一个水盆，一个透明杯子，一个硬币（好吧，类似硬币的也行狗头）实验过程第一步：将杯子灌满水，然后迅速倒放到水盆中硬币的上方，注意保证杯子里的水要比水盆的水面高，移动杯子的同时保持一个斜俯视角观察杯子里面的硬币。第二步：首先让硬币保持在倒放的杯子中，轻轻按住杯子，然后向水盆中加水，注意保证杯子里面的水
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冒险者的游戏：过山车的历史、物理与心理学
本文来自微信公众号：返朴（ID：fanpu2019），作者：瞿立建追求刺激是人类的本能。过山车的历史俄罗斯冰滑梯，过山车的前身过山车的前身是冰滑梯，这是俄罗斯人早在15世纪就搞出的刺激性活动。冰滑梯用木头搭建的，木制坡道覆盖上冰雪。人沿着木台阶，爬上相当于现在七八层楼的高度来到滑梯顶部，然后坐在雪橇上，沿着50度左右的坡，一滑而下。冰爽刺激，飞一般的感觉。到了18世纪，俄罗斯把冰滑梯搞得更刺激了。
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卡诺是怎么发现卡诺循环的？
卡诺循环在学习热力学第二定律时是绕不开的一道坎，相信你肯定能将此循环的效率算得清清白白！不过你肯定也会在心里有过疑惑——为什么卡诺就能灵光一现找到这个理想循环，而且还是效率最高的循环呢？01 时代背景若不事先铺垫一下卡诺所处的时代背景，你将很难理解卡诺为什么会在头脑里冒出如此神奇的点子。那是热质假说占统治地位的时期，简单来说就是热质被认为是物体的一种特殊成分，物体所含热质的多少体现在物体
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自己动手，在家做一回粒子物理实验
本文来自微信公众号：返朴（ID：fanpu2019），作者：刘航想探测到组成物质的基本粒子，并非需要超级巨大的探测器。说出来你可能不信，我们自己在家就能搭一个简易的探测器——可以观测到那些来自遥远宇宙的粒子的运动轨迹。你是否有为孩子做科学实验的困扰？现在有机会让你的孩子成为班里最靓的仔。自己动手，来一把粒子物理探测实验，用不太复杂的操作就能看到基本粒子在客厅中穿梭的径迹！虽然用肉眼看不到，但基本粒
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临界现象 200 周年，是谁最早发现了这个物理现象？
本文来自微信公众号：返朴（ID：fanpu2019），作者：刘一涵、张一、苏桂锋（上海师范大学数理学院物理系）纪念法国物理学家查尔斯・卡格尼亚德・德拉图发现临界现象两百周年。“几年前，卡格尼亚德・德拉图做了一个实验，使我有机会欲赋新词……我该如何根据连续性定律为液体和蒸汽在此合二为一的这一点命名呢？卡格尼亚德・德拉图没有给它起名字；我该怎么称呼它呢？”——法拉第致胡威立 [1]一、什么是
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人人都能做的实验却暗藏玄机，这只“桶”功不可没！
牛顿在《数学的自然哲学原理》的开篇中，提出了一个假想实验，这就是著名的“牛顿桶”。不少聪明人被这个实验的奇妙构思“套”了进去，在不知不觉中，牛顿达到了他的目的，使你相信他所说的：在宇宙里存在着一个“绝对不动的空间”。牛顿人人可以动手实践的“牛顿桶”这个实验非常简单，甚至每个人都可以亲手去做做试试。实验是这样的：把一只装了一半水的桶用绳子吊起来，先按住桶不动，把绳子搓上麻花以后松手，桶开始旋转，绳子
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端着咖啡走路是一项鲜为人知的物理学壮举
如何将一杯咖啡从咖啡机端到工位？或者将一碗豆浆从餐厅窗口端到餐桌？甚至是如何把一勺番茄蛋汤从锅里舀入碗内？——干饭人的每天灵魂拷问对于聪明的人类而言，这不过是生存的众多基本技能之一。（手：这不有我就行？但对于物理学来说，端咖啡其实是一项了不起的壮举！一切，都要从那两只摆钟开始说起——01、摆钟之间的悄悄话单摆是我们学习物理的过程中接触的最早的模型之一。在单摆中，我们假设绳子一端固定，另一端连接一个
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粒子物理学停滞不前的噩梦该怎样打破？
本文来自微信公众号：返朴（ID：fanpu2019），编译：叶凌远除非欧洲大型强子对撞机能带来惊喜，否则粒子物理可能会无奈地走到尽头。超环面仪器（ATLAS）是大型强子对撞机的四个主要探测器之一，已经针对新一轮的对撞实验进行了升级。图片来源：MAXIMILIENBRICE/CERN十年前，粒子物理学家让整个世界为之振奋。欧洲核子研究组织（CERN）的大型强子对撞机（LHC）是世界最大的粒子加速器。
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