这种描述世界的力学方法非常成功。很难想象还有其他方法来研究物理。这种力学方法可能已经达到了极限:量子力学在处理微观问题非常有效,我们是否需要重新思考如何在基础层面上研究物理学。牛津大学的两位科学家就提出了构造理论的研究方法。它也有可能让我们理解我们所不知道的动力学定律的另一些方面,例如理解量子力学和广义相对论的结合。使用构造理论来描述一个场景,以测试引力是否在本质上是量子的。...
布鲁塞尔的罗伯特...
宇宙中的系统总是趋向于它们的最低能量状态。电子总是从内层轨道开始填充并向外移动。轨道是满的或者空的都会使原子的能量最小化。我们必须求解薛定谔方程。就是总能量等于动能加势能。使用氢原子最容易解出这个方程,只有一个电子绕一个质子旋转。这种球对称性可以使解足够简单,这对于精确求解薛定谔方程至关重要。但为了求得氢原子的波函数,还需要耗费大量的时间和纸张进行推导,我们要说明这三个数的取值范围。...
人的渺小对比地球之大,我们所生活的表面确实可以看成是曲率为0的平面,但这离真相还相差十万八千里。为了更好地利用上述数学知识来揭开真相,我们需要避免让三角形只存在于局域之中,而是尽量让它处于全局之中,这样才能发现三角形的内角和并不等于180度,我们所生活的表面是曲率不等于0的曲面。二维生物也要注意到这个细节,他们才能得出真相。事实上,空间除了弯曲之外,还可以扭曲。弯曲用曲率来表示。...
其中可能会有放射性同位素,会自发地释放电离辐射,这个过程被称为放射性衰变,α衰变、β衰变和γ衰变是放射性衰变的三大类。半衰期是这些放射性同位素的一个重要参数,它表示样品中一半原子发生衰变所需的时间。在三种衰变当中,α衰变是最适合进行治疗的。α衰变会从原子核当中释放出α粒子,与其他形式的衰变相比,不能穿透组织太远(大约只有几个细胞直径)。锕-225发生的是α衰变。...
因为恒星将无法聚变产生碳和氧,这也是有些人相信宇宙为生命进行微调的原因。这个常数在物理学中似乎无处不在,但是它的值目前还不能从任何理论中直接预测出来,它是我们必须在宇宙中通过实验测量的基本常数之一。克服相距为d的两个电子的静电排斥所需的能量比上波长为λ的光子的能量。另一种排列方法会得到更容易理解的比例:经典轨道中电子的速度与光速之比。在经典的原子模型中。...
高重力信号可能来自与月球相撞形成陨石坑的小行星内核。但金属核心会穿过月球的地幔,它可能来自于地幔凝固结束时形成的重金属氧化物的浓度,由于这种金属正好位于太阳系中已知的最大撞击坑下方,因此它表明撞击与形成金属之间可能存在关联。像南极-艾特肯盆地这样的撞击地点可能是了解行星形成过程的重要自然实验室。科学家们希望能更多地了解月球的冷却和凝固、小行星的分化以及太阳系早期碰撞的时间。...
在1920年代,物理学家越来越清楚地认识到,原子是由带负电荷的电子和带正电荷的原子核组成的。这个模型虽然简单易懂,但却留下了一个大问题:如果同种电荷互相排斥,那么原子核中的质子为什么能紧密地堆积在一起?显然,必须要有某种极强的力量才能克服这种排斥力。1964年,默里...
阻力是作用在物体表面的两种不同类型的应力引起的。是由流体粘性产生的摩擦力引起的。阻力是流动方向上两个应力的结果,由剪应力引起的阻力分量称为摩擦阻力,由压力应力引起的阻力分量称为压差阻力或形状阻力。即流体边界层与主体分离形成再循环流尾迹,压差阻力就会显著增大。流动分离还会导致涡流脱落,这种使用湍流来延缓流动分离并减小压差阻力的想法,摩擦阻力我们之前看到湍流延迟了流动分离。...
粒子从势垒的一边转移到另一边是瞬时的还是需要一些时间?要确定所谓的隧穿时间是非常困难的,在许多对量子隧穿时间的定义中,超光速确实是可以发生的事情。我们就会看到超光速的发生。虽然波函数的中心不能超光速传播,但在测量时粒子也可能处于波函数前沿。这种定义方式即使在没有屏障的情况下也可能出现超光速的情况。我们需要定义一个更好的问题:...