生命是什么? 1943年,诺贝尔奖获得者、量子力学的重要奠基人薛定谔提出了这个问题,并指出需要一种全新的物理学来给出答案。这是20世纪最伟大的科学问题之一,至今各领域科学家仍在不断尝试解答。 理论物理学家、宇宙学家、天体生物学家保罗 戴维斯受到薛定谔提出的伟大问题启发,结合香农的信息论、达尔文的演化论和近年来多学科的前沿研究发现,重新深入探寻生命的内在逻辑。与薛定谔一样,他认为生物体清楚表明了更深层次的新物理学原理的存在,并指出这种新物理能让物质与信息、整体与部分、简单性与复杂性交织在一起。 保罗 戴维斯指出,生命的内在逻辑是信息。掌握信息可以降低不确定度,这使生命脱离了无序,与非生命区分开来。串联起生物体物质复杂性(生命的 硬件 )的东西,是更令人惊叹的信息复杂性(生命的 软件 )。在信息
1925年夏天,在荒芜、偏僻、北风肆虐的黑尔戈兰岛上,23 岁的德国青年沃纳·海森堡在此构建了“量子论”,揭开了挡在我们与真相之间的那道帷幕。这一伟大的科学革命,拥有将广岛、长崎瞬间夷为平地的威力,也在人类的精神世界投下 。当原本坚不可摧的事物受到质疑,就会打开新的道路,让我们能够看得 远。从量子纠缠到多重宇宙,经典物理世界崩塌后,以量子理论重新阐释我们如何存在于宇宙之中。
纳米荧光探针作为一类重要的光学成像分析工具在小分子分析、病毒检测、细胞成像、活体诊断等方面发挥越来越重要的作用。本书介绍了目前研究比较多的半导体量子点、荧光金属纳米团簇、碳点、石墨烯量子点,介绍多功能
本书为年轻人献上了一堂精彩的物理通识课,分为经典物理篇、近代物理篇两册。全书从时间、空间等基本概念开始讲起,基于粒子宇宙图景、力学逻辑等核心思想,构建起质量、能量、动量等相对复杂的概念。在这个框架下,本书用简单的原理和公式解释了日常生活中的直观现象,逐渐搭建起一座物理学大厦。作者用生动通俗的语言描述了搭建物理学大厦的每一步,让我们明白物理学家是如何思考的,物理学又如何通过一步步实践变成 的样子。本书用这种循序渐进的方式,把物理学的基本逻辑和思维方法传递给读者。
几千年来,科学家一直困惑于一个简单的问题:宇宙中是否有速度极限?直到一百多年前,爱因斯坦等人揭示光速是 快的速度,光速限定了空间中因果关联作用的速度极限。然而量子力学引入了怪异的联系。受到新物理学的启发,心理学家卡尔?荣格和物理学家沃尔夫冈?泡利探索了一种称为“共时性”的概念,他们认为这是一种奇怪的现象,可以将事件联系起来而没有原因。本书是对人类寻求理解因果本性历程的全面描述。这是一段跨越两千多年哲学史和物理学史的充满惊险的思想之旅,它告诉我们如果想把因果跟稀奇古怪的现实协调起来,我们必须放弃什么。
几千年来,科学家一直困惑于一个简单的问题:宇宙中是否有速度极限?直到一百多年前,爱因斯坦等人揭示光速是 快的速度,光速限定了空间中因果关联作用的速度极限。然而量子力学引入了怪异的联系。受到新物理学的启发,心理学家卡尔?荣格和物理学家沃尔夫冈?泡利探索了一种称为“共时性”的概念,他们认为这是一种奇怪的现象,可以将事件联系起来而没有原因。本书是对人类寻求理解因果本性历程的全面描述。这是一段跨越两千多年哲学史和物理学史的充满惊险的思想之旅,它告诉我们如果想把因果跟稀奇古怪的现实协调起来,我们必须放弃什么。
本书来源于作者长期以来开设的一个科普讲座“从爱因斯坦到霍金的宇宙”,作者用生动的演讲语言,文理交融、科普性地介绍自然科学,特别是物理学和天文学的基础知识和研究前沿,以及科学研究的曲折经历。内容包括爱因斯坦与相对论、弯曲的时空,量子论的创建与争论、 与核能的和平利用、黑洞、引力波和宇宙的演化等天文学的若干知识。本书针对高中以及高中以上科学水平的读者,着眼于提高公众的科学素养和青年学子的科研创新能力。
静电作为一种自然危害源,给人类社会已经造成了巨大的危害:在军事领域,静电放电使火箭弹发生意外点火;在石化工业中,静电放电使油料起火爆炸;在电子工业中,静电放电损坏电子元器件,造成巨大经济损失。近年来,随着电子设备的广泛应用和微电子技术的迅速发展,对静电防护问题提出了更高的要求。 一方面,对静电危害与静电防护的研究离不开测试手段。静电测试主要包括两方面的内容:危险静电源参数的测试和有关材料、制品静电性能的检测。表征静电源的参数主要包括电压、电量、电容、电场强度和放电能量等,表征材料、制品静电性能的参数主要包括体电阻率、表面电阻率、泄漏电阻、电荷衰减时间、面电荷密度、摩擦带电电压等,开展静电危害及防护研究依赖于以上参数的测量和检测。 另一方面,对静电测试设备或仪器同样要进
信息论在社会科学和自然科学中都得到了广泛的应用。本书是作者从事信息论和物理学研究几十年教学与科研实践的积累,在吸收 外 教材优点的基础上,结合现代信息论的 发展,进行优化、整合而成的。全书以结构信息的概念拓宽了香农信息论的基础,给出了量子力学的信息学解释,指出狭义相对论和量子力学的内在联系。内容包括信息论的量子力学解释,物理学基本概念在信息论中的应用,结构和秩序、非平衡过程热力学,相对论和测不准关系,物理学的 应用等。本书可以作为高等院校电子信息工程、计算机科学与技术、信息与计算科学等相关专业的本科生教材或教学参考书,也可以作为低年级研究生的教学参考书,还可供科研院所从事信息科学理论、技术和方法研究的科研及工程技术人员参考。
这是作者继《宇宙的琴弦》之后的第二本关于宇宙的普及读物,可以作为《宇宙的琴弦》的续篇。本书具有更高的立足点。如果说《宇宙的琴弦》是在相对论和量子论的框架下具体地介绍弦理论及其物理学结果,那么本书则是从更高的角度来讨论时空和宇宙的物理学。本书:部分从“实在性”讨论时空,特别是量子时空;第二部分讲时间的方向性,从经典与量子的角度讨论时间箭头;第三部分讲时空和宇宙学,涉及了一些新内容,比如暴胀宇宙和相关的宇宙学问题;第四部分讲大统一的起源,即从弦和膜的观点来讨论宇宙学问题;第五部分讲实在与幻想,谈一些新实验(比如引力波和基本粒子的新实验),也谈时空旅行和时间机器,还展望了弦理论的未来。