查看原文
其他

爱因斯坦为什么比玻尔有名|No.17

sym 中科院物理所 2020-09-10

有很多网友在后台问我们

怎么最近推送变少啦?

啊是这样的

近来天气炎热

小编们都出现了不同程度的融化现象

眼瞅着就要撑不下去了

要断更啦

可是观众老爷们的小眼神又忽闪忽闪的

我们没有办法

于是采用了蒸发制冷技术

挥发掉一部分小编

让他们在蒸发的同时带走大量热量

这样剩下的小编就可以保持固态继续干活啦

我们真聪明!

恩事情就是这样的


1
Q

我想知道,当我们坐在火车里看旁边轨道上的火车时很难分清谁在移动,发觉只要在橱窗观测状态下都会很难区别谁在移动,请问这是错觉还是物理现象

大无畏 

A

这个日常生活中的现象体现的正是一个深刻的物理原理,即经典物理学中,物理定律在所有惯性参考系中都是等价的。也就是说,没有任何参考系比别的参考系更特殊,于是原则上你没有办法严格的区分到底哪一个是“静止的”,哪一个是“运动的”。这叫做伽利略相对性。它反映的是在宏观低速情况下,物理定律的内在对称性。



2
Q

下雨时听电话真的会引来闪电吗

好奇宝宝

A

我们以前讲过,闪电的产生的原因是因为云层和大地的强电压电离空气产生的放电通道。手机电磁辐射的能量跟这个相比是完全忽略不计的,所以手机辐射不会对闪电的放电通路造成什么影响。另外有人觉得是电话的尖端放电效应引来的闪电,但这个也是经不起推敲的,因为正常人在使用手机时手机的高度都不会超过身高,加上现在的手机外壳并没有什么尖锐的部件,所以手机也没有带来引来闪电的额外的尖端效应。(可能唯一的尖端效应是你自己的身高)

结论:下雨天听电话引来闪电是一个比较常见的谣言。

其实这个谣言会这么流行的原因我也有想过,可能有两个原因。第一是最早期的手机,也就是大哥大,有很长的外置金属天线。这根天线在打电话的时候还要拉开,这个可能真的有尖端效应会引来闪电。所以早期的手机厂商会提示,下雨天在户外最好不要打电话。所以很多人虽然不明就里,也记住了,直到今天。但如今的手机早已今非昔比。第二点是谣言的传播模式,一个广为流传的谣言一定有一个特点,就是谣言的接受成本远远小于谣言的分辩成本。(哦?下雨天打电话引雷?那我不打就好了,难道还要我专门去学一下电磁学么?大家都很忙的。)如果商家说“家里面钱太多会引来闪电”,那我敢说这个谣言肯定流行不起来。因为不管真懂还是假懂,所有人下意识地都想反驳它。接受成本太高啦~

所以辟谣不光是一个知识量的问题,它更是一个成本与行为模式的经济学问题。要真正消灭谣言,第一提高谣言的接受成本,第二降低谣言的分辩成本。说起来我们公众号就在第二点上努力呢~


3
Q

爱因斯坦与玻尔关于上帝掷不掷骰子的问题争论,最后貌似是玻尔的量子论更胜一筹,请问为什么人们只知道爱因斯坦而不知道玻尔呢

565

A

我相信,爱因斯坦比玻尔更著名的原因有很多。第一点,爱因斯坦的学术成就的确比玻尔高。二十世纪有两大物理学革命:玻尔带着海森堡薛定谔泡利和爱因斯坦德布罗意狄拉克普朗克这一堆人一起(初步)完成了量子力学革命。另一边,爱因斯坦一个人完成了相对论革命。你说这让人怎么受得了。

第二点,对大众来说,相对论的本身比量子力学更好理解,更容易接受,结论也更颠覆常人的世界观。相对论:“空间弯曲,时间变慢,星际旅行,质能转换”(大众反应:666,不明觉厉)。量子力学:“猫同时即是死的又是活的”(大众反应:你是不是傻?)

第三点,二战末的某个军事行动以及二战之后的冷战对峙以及60年代核物理的高速发展,使得原子弹几乎成为当时的一种流行文化(你们知道比基尼最早是一个核爆试验场的名字吗?),E=mc^2成为一个家喻户晓的物理公式,而缔造这个公式的爱因斯坦几乎成为大众心目中智慧的化身。再加上他老人家那极具辨识度的发型,俨然是一时的“时尚教父”。

最后说一点,爱因斯坦反驳玻尔时提出了一个EPR实验,后来证明爱因斯坦在EPR上的主张是错的,但EPR本身又成为了一个学科(量子通信量子信息)的源头。也就是说,学霸的错误都是对我们人类的巨大贡献。你说这让人怎么受得了。


4
Q

星体的颜色与其温度有什么关系 为什么

wwyl

A

我们看到的星体主要是恒星,恒星一种是接近理想黑体的辐射源。它的辐射规律基本满足黑体辐射谱。温度越高,辐射峰值的频率越大,反应到颜色上就是随着温度升高,颜色逐渐从红色过渡到蓝色。具体对应关系如下:




5
Q

如果一个立方厘米的空间里面填满质子,它的质量会是多少?换成电子呢?

菜鸟

A

全部塞满质子的密度就和中子星的密度差不多哦。也就是每立方厘米(一个骰子)几亿吨。电子的话大概比质子小两千倍。另外顺便一说,如果把地球上的物质都按这种办法来填,那地球大概就只是一个直径22千米的球呢。比北京二环大一点点。






6
Q

什么是全息宇宙?

sama

A


从弦论或量子引力中发展而来,近些年兴起的一种解释。尚在发展,正确性观望中。说的是我们宇宙的三维空间可能只是一个二维全息图的投影。三维空间发生的任何事件都可以对应到二维全息图上的一个事件,二维包含了三维的所有信息。三维空间的暗能量甚至有可能是全息图上的量子涨落。全息理论中最有名的版本叫做Ads/CFT对偶。之所以出名的其中一个原因是这是一个强弱对偶,可以把强场对应到一个弱场,所以甚至一些做凝聚态理论的人都会来关心它。



7
Q

热力学里临界温度时会有一个临界点,这时候它的气态液态合为一相,这时候我们看到的现象是怎样的?

窻牖麗廔闓朙 

A


就是随着温度和压强的升高,气态 和液态在相变点的“突变”越来越小,两态在相变点的密度越来越接近,最后突变消失,气态和液态再也看不到明显的边际,气态和液态是连续过渡的。至于突变刚刚消失的地方,也就是临界点上发生了些什么现象,可以几句话可说不清楚。可以参考一本可能是国内最好的科普书之一《边缘奇迹:相变和临界现象》,物理所于禄院士写的,深入浅出又有趣又干货满满,感觉我不能比这本书答得更好。




8Q

费米液体为什么要叫“液体”呀,怎么体现它的液体性的?超导正常态中说的非费米液体中的“非”主要又是指的哪些性质呢?

xiaobi

A


想一想,日常生活中的气体、液体、固体在微观上的主要区别是什么?对!就是原子/分子之间的间距大小和相互作用强度不同。理想气体中分子间距在其直径的一千倍以上,分子间不存在相互作用,各自“特立独行”。而液体中分子之间则存在较弱的范德瓦尔斯或氢键等相互作用,导致这些分子“若即若离”又“惺惺相惜”,外部力量很轻易就能改变液体的整体形状,但完全拆散他们就很费力气。

费米等人认为,金属中的自由电子如果忽略它们之间的相互作用,那么就等价于电子气体,因为电子是费米子,所以说是费米气体,实验上是可以在多层薄膜中实现二维电子气体的。朗道等人更进一步,考虑了固体材料中电子的相互作用,即在电子气体基础上让电子之间“暧昧”地产生些许相互作用,这样电子气体就会绝热过渡到电子液体。此时电子集体的激发态已经不再单纯是裸电子了,而是带着相互作用的一群准粒子,其基态又称费米液体。费米液体将在比热/磁化率/电阻等宏观性质上体现出集体行为,例如电阻主要来源于电子和声子相互作用,低温下体现出温度平方依赖关系。而且,费米液体的行为一般可以用平均场等方法计算出来。
知道什么是费米液体,非费米液体就可以理解一切不符合费米液体的电子体系,具体他们是什么样的液体,理论上还不清楚。还是以电阻为例,某些非费米液体系统的电阻在低温下体现出线性温度依赖行为,可能是由于量子临界效应导致奇异量子态。非常规超导体就经常出现这类行为,而且其中电子间相互作用要强的多,所以说它们是非费米液体,属于强关联电子体系。

特别致谢 H. Q. Luo 老师参与部分问题的讨论和回答!







写下您的问题,下周五同一时间哦~

↓识别下方二维码快速提问↓





上期也精彩

地球为什么是圆的?



近期热门文章Top10

↓ 点击标题即可查看 ↓

1. 不作死就不会死的数学家们

2. 科学界最牛合影为什么这么牛?

3. 两点之间最快的竟然不是直线

4. 中国这枚火箭发射瞬间,为什么会有400吨水喷下?

5. 世界上最前沿的那些实验室究竟长啥样?

6. 影响了整个世界的新几何学

7. 相对论为什么没得诺贝尔奖?

8. 全世界所有人一起蹦一下?

9. Biu~引力波又来了 (⊙o⊙)

10. 上帝说要有光,于是便有了麦克斯韦方程组


点击公众号内菜单栏“Top10”可查看过往每月热门文章Top10






    您可能也对以下帖子感兴趣

    文章有问题?点此查看未经处理的缓存