[水煮物理]超导体的“面子”

作者:罗会仟   中国科学院物理研究所 插图一:“人活一张脸,树活一张皮。”人类其实是爱“面子”的动物。 (摘自《科学》杂志) 俗话说:“人活一张脸,树活一张皮。”人类其实是爱“面子”的动物,正是如此才有“女为悦己者容”的古语和“不爱江山爱美人”的故事。长的一副好脸蛋,对女人来讲或许可以傍个款爷乃至入宫为妃甚至自称为帝,对男人来讲那也许就是科举中第的关键一着,当然就算混的差点,驾马车出去溜达一圈换来满车的免费水果也不错。看来“面子”… 阅读全文

[水煮物理]格万物而致穷理

作者:罗会仟   中国科学院物理研究所 什么是物理?百科书上定义:物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。中国宋明时代理学家有“格物致知、穷理明辨”的说法,Physics最初被翻译成“格致”便是由此而来。世间万物、宇宙纵横、古往今来、已知未知都是物理学涉及的领域,由此可谓物理就是格万物而致穷理的学科,是诸多自然科学的基础。为什么… 阅读全文

[水煮物理]:电荷的“买路财”

“此山是我开,此树是我栽,要从此路过,留下买路财!”对路人来说,要想走某些捷径,往往可能意味着需要损失钱财。对于微观世界的电荷而言,除非是在真空中奔跑,其他情况下在介质中“行走”都是可能要付出一定“代价的”,这就是电荷的“买路财”——电阻。

人们其实很早就已经认识到,电荷在介质中运动是会受到阻碍的,但一直尚不明确如何描述介质对电荷的阻碍行为以及解释为何受到阻碍。1826年,德国的欧姆用他发明的仪器证明对于外形固定的导电介质,其两端电势差和通过的电流大小成正比,即呈欧姆定律关系:U=IR。现在的中学物理实验也有验证欧姆定律一项,然而这个实验存在因果倒置的错误,因为实验用的电压表就是根据欧姆定律原理来设计的,这就成了用欧姆定律来“验证”欧…

阅读全文

[水煮物理]:鸡生蛋,蛋生鸡,生生不息

作者:罗会仟  中国科学院物理研究所

世界上是先有鸡还是先有蛋?这个常年看似有点悖论的生物学问题一直困扰着人们。过去大部分科学家都认为先有蛋后有鸡,因为恐龙是先造了个类似鸟窝的窝,再生了个类似鸟蛋的蛋,于是才有了鸡的祖先——鸟类。可最近英国科学家通过鉴定一种蛋壳里特有的蛋白质认定:必须是先有鸡才有的蛋,因为这种蛋白质只能在鸡的卵巢里产生。这么一来,究竟是蛋生了鸡,还是鸡生了蛋,成了一个生生不息的话题…… 有趣的是,在物理学里同… 阅读全文

[水煮物理]之:是粒子,还是波?都是传说!

作者:罗会仟  中国科学院物理研究所

上帝说:要有光!于是有了光。大地有了一片光明,人间充满无限欢腾。可是万能的上帝遗留给人类一个极其困惑的问题——光是什么?千百年来,无数学者哲人深深陷入这个问题苦苦思索,这个问题的答案几乎囊括了人类史上最聪明的智慧。不过,它在中国的面目可以简化为一道高考选择题,如下: [选择题]光是什么? 选项:A. 光是粒子; B.光是波;C.光既是粒子也是波;D.光既不是粒子也不是波;E.以上答案均… 阅读全文

[水煮物理]之:电母的彩妆

作者:罗会仟  中国科学院物理研究所

闪电之美

远古时代的闪电

从远古时代开始,地球上就处处电闪雷鸣,显示大自然的巨大力量。尽管闪电引起的“上帝之火”烤熟了野兽,这让人类学会用火告别茹毛饮血凄寒长夜的苦难,但人类对闪电却总是充满畏惧的。于是,古希腊的神话里,有了手持着电锤的宙斯,对谁不满意就电他一电以显示他至高无上的神权,借着电的威风可以肆意蹂躏三界美女生下无数神子神孙。中国古代神话里,雷和电是两权分离的状态:雷公和电母,或许就是避免雷霆之怒和电闪之凶同时… 阅读全文

[水煮物理]:春江水暖谁人知

作者:罗会仟  中国科学院物理研究所

杨明义《春江水暖》

“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知。”苏东坡脍炙人口的诗词告诉我们:要知道水的冷暖,唯有自己亲自感受一把,鸭子嬉水固然就为“先知”了。又若“如鱼饮水、冷暖自知”以及“乍暖还寒时候,最难将息”,可见古人对于冷暖的概念大都来自于感官信息。事实上,触觉感知温度往往是不准确的,触觉只有对温差是比较敏感的。假如你刚刚洗个热水澡就把你扔到春江里去,肯定还是得冻个半死,水暖就无从谈起了。要对物质冷热程度进行度… 阅读全文

[水煮物理]之:大象无形

作者:罗会仟  中国科学院物理研究所

“大白若辱,大方无隅,大器晚成,大音希声,大象无形。” ——《老子》四十一章 古人盲人摸象,或摸鼻子、或摸尾巴、或摸大腿、或摸屁股,无一能摸到大象的真实面目,即便“十八摸”绝技登场也恐怕摸不出个道道来。大概就是因为有这句“大象无形”吧?开个玩笑,事实上,此“大象”非彼“大象”,乃是《老子》中道谓之一也。大道无形,无形之物,便是超然。在本节的水煮大餐里,即将为读者您奉上无形的代表——流体。… 阅读全文

[水煮物理]之:不是定律的“定律”

作者:罗会仟  中国科学院物理研究所

(《自然哲学的数学原理》封面)

1687年,牛顿的《自然哲学的数学原理》发表。牛顿捂在自家被窝20年的“运动三大定律”以及“万有引力定律”才得以公之于众。关于万有引力的故事前面已经讲过,本文将说说所谓的“三定律”之“定律”。 先来复习一下高中物理: 牛顿第一运动定律:  一切物体在任何情况下,在不受外力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。 牛顿第二运动定律: 物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质… 阅读全文

[水煮物理]之:好“色”之徒

作者:罗会仟  中国科学院物理研究所

(你是好色之徒吗?)

开始之前请让我们来个小测试,如上图。请问你看到的是一个老人的在喝水还是三个裸女在洗澡?如果回答是后者,那么你通过了“好色鉴定”,你就是个大色狼,hoho!如果是前者(又如果你没说谎的话),那么你或许可以做物理研究了。(这个老头好像是爱因斯坦!) 以上内容权当玩笑。诸位请放心,《水煮物理》系列虽然属于大众科普,但还不至于走入俗套。所以,本篇要讲的,不是段誉、也不是韦小宝、更不是段誉他老爹段正… 阅读全文