不靠数学公式有可能讲明白物理的本质吗？ | 问答
周五又来咯~依然是后台被轰炸的一周啊！（摸摸后台）而且这一周的问题的难度明显提高了啊！难道是因为上周不小心说了有老师加入我们问答专栏了么？哈哈，看着这些变难的问题，小编表示：还好我们的老师是最专业的(*￣(エ)￣)。
另外收到不少同学质询报考我们的研究生和推免保送的相关问题。看到这么多小同学想报我所，表示开心！但必须要说，一方面这类问题不适合放在专栏回答。另外这个我们也确实不太清楚哈。可以看看我所研究生部http://www.iop.cas.cn/，希望有您需要的内容
请问，孕妇防辐射服有必要穿嘛by Hiphone
A完全没有必要。可能有很多人会出于各种目的向您及您的家人鼓吹穿孕妇防辐射服的必要性。但我们要说，完全没有必要。首先对人体有害的只有电离辐射。电视电脑也好，手机微波炉信号塔也好，这些日常生活中能接触到的辐射都是非电离辐射，而非电离辐射对人体是无害的。（你只需要注意别被微波炉烤熟就行了。）再则，常见的电离辐射有安检的X射线辐射，坐飞机时的高空宇宙线辐射。但这些辐射接触的剂量很小，是可以完全忽略不计的。最后，如果您不幸生活在福岛，那么那么薄的孕妇防辐射服，第一防不住伽马光子，第二防不住贝塔射线，唯一能防的也就是阿尔法粒子。但阿尔法粒子您的皮肤也能防。现在的很多所谓防辐射孕妇服是在衣服里面加金属丝，思路还是用感应原理隔绝非电离辐射。这又回到第一点了，非电离辐射是无害的。PS : 万能的某宝上连防引力波辐射孕妇服都有了。如果这东西真能吸收引力波，那我们科学院要先买一打呀，因为这货挂起来就是引力波探测器，岂不美哉╮(╯_╰)╭！
在学习物理的过程中最应该重视的是什么？
by Edward
A脚踏实地。不要天天想着宇宙啊量子力学啊相对论啊这些看起来很“酷”的知识而不懈于思考牛顿力学和生活中常见的现象。首先相对论没有那么难，其次牛顿力学没有那么简单。
如果向一个不懂数学知识的智力正常的人讲解物理，不用数学公式，而只靠语言描述，能够使其理解所讲述物理知识的本质吗？
by 望远镜
A一般我们认为，真正的物理大师可以不用数学公式只靠语言描述讲清楚物理图像。但物理是离不开数学的。我们认为不用数学公式讲清楚物理的第一步是可以用数学公式讲清楚物理。
同时我们认为不用数学公式讲清楚物理的本质的必要非充分条件是讲者与听者都会用数学公式讲清楚物理。
现在物理学研究领域最具活力和发展前景的内容有哪些
by sic per
A这个问题就好像问一大群淘金者：“真正的大金矿在哪里？”
看起来似乎每一个人都知道。
其实每一个人都不知道。
不过仍然可以给一个建议：
跟着自己的兴趣走，follow your heart~
请求专家实力分析一下《叛逆重力的水》中实验的原理。
by wechat
A哈哈哈哈，隔壁的专栏你们好呀！这是一个很简单但很有意思的实验。原理主要是水的表面张力加上内外气体的压强差。按说一般表面张力是提供不了这么大的支持力的。但是我们不是加了铁丝网嘛。它把每个小孔上的表面张力收集起来了。就像悬索桥的主索，表面张力就是密密麻麻连接在主索上的细绳。而且格子越小，表面张力提供的支持力越大。按说其实即使这样也是不够的，水还是会洒出来的。可我们还有大气压嘛。水洒出来的同时，内外气压差也越来越大了。气压提供越来越大的支持力。终于支持住了。按说这样还是不够的，因为既然内部压强小，那气体为什么不钻到瓶子里面去让这个系统再次失去平衡呢？嘿嘿，因为还有铁丝网嘛。铁丝网把水面分成了一堆小格子。气体想从小格子进去，需要克服的表面张力就大太多啦。(隔壁专栏说你既然看了这么多了那就支持下他们呗)
6请问拓扑绝缘体和一般绝缘体有什么区别，希望能具体点，形象点，官方的抽象解释都看的太多了。另外还请解释下拓扑绝缘体中的time reversal symmetry 以及 inversion symmetry，同样希望具体，形象。谢谢~
by Lius
A拓扑绝缘体和一般绝缘体的最大区别简而言之就一句话：拓扑绝缘体在参数空间积分具有非零的拓扑数，一般绝缘体为零。什么参数空间？一般就是动量空间。什么是拓扑数，拓扑数就是一种拓扑不变量，比如陈数（见上期）。拓扑不变量就是只跟空间的拓扑性质相关，连续变形下保持不变的量。比如高中学过的欧拉定理：一个凸多面体有V-E+F=2. 这个2就是一个拓扑不变量。叫欧拉示范数。
简单的没有对称性的拓扑绝缘体叫陈绝缘体。跟对称性联系起来的是更现代的拓扑绝缘体。以时间反演对称性为例。与它对应的是一种Z2拓扑绝缘体。Z2拓扑绝缘体虽然总的陈数为零。但单个态的陈数不为零。（两个态的陈数互相抵消）所以依然是具有拓扑结构的。并且时间反演对称性保证了能级一定至少是双重简并的（kramers degeneracy）。在这里只要时间反演对称性不被破坏，非平庸的拓扑态就一定不会被破坏。就像大哥罩着小弟一样，我们说时间反演对称性保护了Z2绝缘体的拓扑性质。这叫做SPT，对称性保护拓扑态。
7比如秒的度量精度能达到飞秒皮秒级别，但是如何保证它的准确度；比如纳米，比如距离绝对零度为10的负18次方K，这些都是如何达到的？从大学到博士，一直百思不得其解，作为化学党。
by 王大权
A测量说到底是计数或比较，好比运动员跑百米所需要的时间就是与裁判员秒表跳动次数的比较结果，秒表对运动员跑步时间测量的准确性由秒表跳动频率的稳定性决定，通常秒表跳动的参考源来自石英晶振，每秒的跳动频率变化可达百万分之一量级，这样的稳定度对于运动员跑步时间度量足够准确，同样的道理，得益于自然的馈赠，原子内电子的跃迁是原子的固有共振频率，其稳定程度可达每秒的跳动频率变化达百万百万百万分之一量级(~1e-18/s)，在如此稳定的原子钟(例如锶原子光晶格钟)的辅助下，人类通过跟它的计数比较，自然可以获得皮秒甚至飞秒的测量准确度。时间/频率是人类掌握最精确的物理量，其他物理量若能跟时间/频率建立直接联系，其测量精度也随之提升，比如长度的国际标准定义，依赖于光速不变定理，1米可转换成光在真空中跑三百万分之一秒所经过的距离，不过如果教条的应用国际标准，将其推到微观尺度，比如纳米尺度的测量转换为高能X射线(波长在0.1纳米以下)在飞秒时间内运动的距离，真要这么干会让实验物理学家睡不着觉，因为同时在如此小尺度下进行如此短时间延迟的测量超过了人类目前操纵自然的极限，实际上更靠谱的做法不是依照国际标准，而是使用真空中光子内稟的波长λ与频率υ关系λ=c/υ，将特定频率的波长作为微观世界的标准尺子，比如常用的铜靶Kα1对应的X射线波长是0.154nm，或者高大上的波长大范围可调的同步辐射光源。极低温度的测量，依据微观原子的动能对温度的定义(3kT=mv^2, k为玻尔兹曼常数)，可转换成在显微镜下测量被激光冷却的原子的扩散速度，拿铯原子举例，如果在显微镜下看他们在在1秒内移动在1毫米，则估计其温度是5nK。目前在冷原子领域的最低温度记录是几十pK，实验室下得到1e-18 K量级的温度我们未见任何报道。
你好，请问能不能解释一下相机镜头增透膜的原理，为什么反射光相消了透射光就一定会增加，这其中具体的物理过程是怎样的，（不要用高中教科书上通常的解释，要的是其中具体的物理过程，反射光相位相消后，它的能量是怎么转移到透射光中去的） 谢谢。
by 呼啸山庄
A不太清楚高中物理是如何解释该现象的，但是我们认为增透膜现象是典型的利用相位干涉来调节波前实现控制光波传播方向的例子，是光波动性的重要体现；其内在原因其实和一个镜子来改变光的方向没有区别。网友所提问题似乎暗示网友仍然尝试把光与机械力学中的物体类比，从而忽略了光的波动性。
特别致谢 W.J. Liang, L. Wang & R. Yang 参与部分问题的讨论和回答！
特别致谢 J. Lu 、Y. Yin老师参与部分问题的讨论和回答！
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