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量子力学
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新书架丨重寻地平线
现代科学从何处而来?在《地平线:现代科学的全球起源》(工人出版社出版)一书中,英国科学技术史学 者詹姆斯·波斯基特对现代科学诞生的"欧洲中心论"提出了质疑。他将现代科学诞生及发展中的重大时刻置于 全球历史范畴,介绍了非洲、亚洲、美洲等地区的科学理论的发展历程,引导读者从全球文化交流的视角来 理解现代科学的历史。 传统观念认为,现代科学起源于16世纪的欧洲,这一历史进程通常被称为"科学革命"。本书指出,"科学革 命"的历史是包含整个世界的历史,科学启蒙运动的发展是融合世界各民族知识的过程。18世纪,欧洲各科学 院组织了一系列由国家赞助的探险之旅,物理学、航海学和测量学等相关学科随之发展。借助最新的科学成 果,英国、法国和俄国的势力范围扩展到新的地域。然而,当欧洲探险家横渡海洋、攀登山脉之时,他们不 断依赖土著居民已有的知识。在秘鲁,法国的测量员无意间仰仗了印加的人文传统;在太平洋,英国船长依 靠一位波利尼西亚祭司的航海技术;在北极,俄国探险家招募土著居民,帮助他们穿越冻土。 16世纪末,涵盖1892个植物、动物和矿物条目的《本草纲目》出版。其作者李时珍曾在明朝太医院工作。几 十年里,他走遍中国,收集标本,探访当 ...
邵亦波谈AI与个人成长丨万字笔记
混沌学园· 2025-09-02 19:58
文章核心观点 - AI时代加剧人类机械化趋势 但个人内在成长能重新连接情感与生命意义 这是应对AI挑战的关键路径[3][14][21] - 量子力学世界观提供新视角 强调连接与互动而非控制与分解 这为人类超越机械思维提供理论基础[17][19][21] - AI技术本质是数学运算 缺乏意义理解能力 若被商业滥用将导致人类更焦虑空虚 但也可转化为支持内在成长的工具[25][27][34] 个人成长转变 - 从理性效率优先的"机器人"状态转变为重视情感体验 情绪感受成为鲜活生命的重要标志[6][7][9] - 深度人际连接带来满足感 自卑感从八九分降至一两分 显著改善人际关系质量[11][12] - 生命意义来源从外在成就转向内在平静 实现无需依赖事件的持续满足感[13][21] 社会现状数据 - 英国89%年轻人认为生命无意义 美国20%-50%人群感到极度孤独 显示物质丰富与精神匮乏的背离[22] - 美国CDC数据显示近25%女孩有自杀倾向 10%曾尝试自杀 中国青年自杀数据同样严峻[22] - 社会普遍存在焦虑与空虚交替 愤怒成为掩盖内心缺失的防御机制[23] AI技术本质 - AI基于线性代数与概率论运作 通过tokenize将词汇数字化 完全脱离意义理解[25][26][27] - Transformer架构依赖参数调整(backpropagation) 本质是数学预测模型 无情感体验能力[26][27] - OpenAI投入上亿美元验证大数据训练有效性 但过程未涉及任何意义构建[27] AI社会影响 - 短视频等刺激产品延长用户使用时长 Instagram应用AI后用户时长增长15%[28] - 《机器人总动员》场景渐成现实 人类每日屏幕时间超10小时 与真人及自然接触锐减[28][29] - 外卖快递等服务加剧隔离 商业平台通过行为编程影响用户 非出于恶意但强化机械惯性[29] 解决方案与工具化应用 - 重新连接身体感受 识别情绪的身体表征(如脸红胸口堵) 而非逻辑化叙述[31] - 发掘真我本质品质(平静/喜悦/力量) 通过练习建立内在连接 减少外界依赖[32] - AI硬件未来2-3年可实现全程陪伴 需主动选择将其用于内在成长提示(如情绪管理)而非商业刺激[34] - AI可实时监测情绪并提供干预建议 如提醒深呼吸避免习惯性反应 促进有意识回应[34]
量子专题:2025量子互联网与算网协同体系架构白皮书
搜狐财经· 2025-08-26 00:07
量子信息技术基础 - 量子力学核心概念包括叠加态、纠缠态和量子测量,用于描述微观粒子运动状态[19][20][23][37] - 量子通信应用包含量子密钥分发(QKD)、量子隐形传态和量子安全直接通信(QSDC),基于量子不可克隆原理实现绝对安全通信[11] - 量子计算分为四阶段发展,现有超导、离子阱等物理平台,关键算法包括Shor算法和Grover算法,利用量子态叠加原理实现并行运算[11] - 量子精密测量突破标准量子极限,应用于量子时钟网络和长基线望远镜等领域[11] - 实验系统涵盖线性光学、原子和超导等平台,需满足DiVincenzo五大要求[1] 量子互联网架构 - 量子互联网发展分六阶段:可信中继、准备和测量等,现有多国部署可信中继网络[1] - 量子中继分四代发展,第一代含预报式纠缠分发技术,全光中继采用簇态方案[1] - 协议栈方案包括Van Meter五层和Wehner五层等多类架构[1] - 分组交换技术采用基于经典-量子混合帧和经典帧辅助混合分组交换两种方案,实现单光子与纠缠网络数据传输[1][16] 量子互联网运行模式 - 设计初期少资源量子互联网运行模式,分为用户网络与主体网络,节点类型包含用户和路由器等[1] - 采用集中式调控机制,请求分为本地处理与远程处理两种方式[1] - 以BBM92-QKD和分布式量子计算为例展示应用协议运行,需先建立端到端纠缠信道再执行协议[1][17] 量子算网协同 - 量子计算协同化呈现三大趋势:量子云计算、量子-超算融合和分布式量子计算[1] - 因量子应用对保真度、延迟等特殊要求,需通过算网协同实现资源优化[1] - 研究方向聚焦资源抽象与建模、量子业务建模和调度框架建模三大领域[1] - 量子互联网当前处于发展初期,未来需突破量子中继、纠错码等技术,结合经典基础设施催生新业态[1][12]
避免事故,了解原理,避开误区——去医院做核磁共振先看这份科普指南
新浪财经· 2025-08-22 14:25
核磁共振技术原理 - 核磁共振成像观察对象为人体内的氢原子核 与核辐射无关[3] - 氢原子核具有自旋特性 产生磁性 自旋不为0的粒子像小指南针[3] - 氢原子核在人体水和脂肪中大量存在 对核磁共振灵敏度最高[4] 成像过程机制 - 超导磁体产生强磁场 强度达地球磁场数万倍[18][20] - 氢原子核在强磁场中以磁场方向为轴旋转 外加磁场越大旋转越快[6] - 射频脉冲电磁波与氢核旋转频率相同 氢核吸收能量后翻转至垂直磁场方向[10] - 氢核释放两种特征电磁波 分别代表平行和垂直磁场方向的核数量变化[10][12] 空间定位与图像生成 - 采用三维梯度磁场替代均匀磁场 每个空间点磁场强度不同[16] - 通过共振频率差异精确定位信号来源位置[16] - 不同组织(脂肪/脑脊液)氢核恢复速度不同 信号特征存在差异[16] - 计算机通过信号处理生成层次分明的人体内部结构图像[16] 技术优势与应用 - 对脑部 软组织 关节等含水丰富部位具有不可替代的诊断优势[16] - 可清晰显示水果内部结构(如香蕉)因水果富含水分[18] - 无电离辐射 比X光和CT更安全 强磁场未达危险强度[22][24] 安全风险因素 - 强磁场达3 0T(约地球磁场60000倍)可瞬间吸附金属物品[18][20] - 超导线圈持续工作 非检查期间磁场仍存在[18] - 事故主因是未遵守操作规范(如佩戴金属项链进入扫描室)[1][24]
张朝阳与David Tong谈物理学习:科学教育必须注入严谨的数学思维
央广网· 2025-08-19 09:34
经典物理是人类理性认识自然的第一次系统性突破与技术革命的基石。两人对话从经典物理切入,汤大卫教授提到,他在剑桥的办公室就能够看到牛顿 当年工作的办公室,"而牛顿的家门口,那棵400年的苹果树还在结果"。更鲜为人知的是,在这个小屋里,牛顿差点错失了经典力学创立者的身份。 17世纪,在伦敦一所咖啡厅里,胡克(Hooke)、雷恩(Wren)和哈雷(Halley)三位天才已经得到了引力的平方反比律(1/r2),却始终无法解释行 星轨道为何是椭圆的。彼时,牛顿早已完成运动定律与万有引力定律的推导,却决定将成果尘封,二十年未对外透露,直到哈雷登门拜访,椭圆轨道与引力 定律的证明才得以面世,带来了物理学史上首次理论统一。"牛顿第二定理是关键",张朝阳补充,牛顿定律不仅整合了开普勒定律,更通过方程两边质量相 消揭示了引力的普适性。 流体力学揭示了飞机起飞的奥秘,这已是当今的常识。然而1903年莱特兄弟试飞成功前,"纳维-斯托克斯方程曾让我们误以为飞机不能飞。"汤大卫教 授解释,忽略方程中的粘性项后,理论上飞机既无升力也无阻力,完全无法解释莱特兄弟的成功。直到1905年,普朗特终于发现关键。那个看似微小的粘性 项其实并不可忽略 ...
张朝阳对话理论物理学家汤大卫:我们来自量子涨落,也都是恒星的尘埃
量子位· 2025-07-31 14:51
物理学发展历程 - 牛顿力学起源于开普勒三定律与牛顿的平方反比引力定律推导,关键突破在于利用平方反比律证明行星椭圆轨道[2][3] - 分析力学(拉格朗日/哈密顿体系)比牛顿力学更强大,能统一处理对称性问题并为量子力学算符理论奠定基础[5][6][7] - 量子力学诞生于1925年海森堡的矩阵力学,其核心价值在于揭示世界的离散性本质而非哲学讨论[25][26][29][30] - 量子场论经过1925-1950年发展成型,标准模型精度达到电子磁矩13位小数吻合,成为描述宇宙的基础框架[33][34] 前沿物理研究 - 流体力学在夸克-胶子等离子体研究中展现价值,纳维-斯托克斯方程可描述这种新物质形态[8][9] - 引力波观测推动黑洞研究,近期发现300-400太阳质量黑洞碰撞事件挑战现有认知[22] - 宇宙结构源于138亿年前量子涨落,暴胀机制仍待研究,地外生命存在概率存在学科争议[22][24] 科学传播方法论 - 科普应避免过度简化类比(如薛定谔的猫),需保留数学严谨性以传达物理本质[30][38][41] - 互联网时代科学家可通过自媒体直接参与公众教育,但需平衡研究时间与传播投入[35][36][37] - AI辅助科研呈现两重性:能高效处理脚本等基础工作,但尚无法替代理论构建与创造性证明[10][11][37]
回溯物理学统一之路,张朝阳对话物理学家徐一鸿
经济网· 2025-07-21 15:01
物理学发展历程 - 2025年是多个重要物理理论的纪念节点,包括狭义相对论120周年、广义相对论110周年、海森堡矩阵力学100周年,这些理论标志着人类对自然理解的重大革新 [3] - 牛顿最早统一了天体与地面的力学规律,麦克斯韦完成了电与磁的经典统一,但电磁学与牛顿时空观存在冲突 [3] - 爱因斯坦通过狭义相对论解决了电磁学与牛顿时空观的矛盾,广义相对论揭示了时空与引力的联系,量子力学领域则由薛定谔和海森堡的理论共同构成主流框架 [3] - 量子场论是迄今为止最成功的物理理论,能够高精度计算电子磁矩,粒子物理标准模型进一步统一了电磁、强、弱相互作用 [4] 物理学理论发展的偶然性 - 重要理论的发展契机可能早已蕴含在既有理论中,但未被及时重视,例如麦克斯韦方程组暗示了洛伦兹对称性,规范对称性的发展也经历了曲折历程 [6] - 赫维赛德曾认为电标势和磁矢势是"数学垃圾",但后来这些概念成为杨-米尔斯规范场论的基础 [8] - 爱因斯坦在相对论发展过程中经历了幸运的巧合,1911年预言光线弯曲时计算有误,1915年修正后得到正确结果,并由爱丁顿团队证实 [8] 物理学研究与AI的关系 - 当前AI的能力主要体现在快速访问数据库,但无法像人类一样探索物理,前沿物理研究仍依赖人类思维的直觉和创造力 [9] - 徐一鸿教授认为AI可能在牛顿力学基础上增加变量或参数,但这并非真正的物理探索方式 [9]
从“一锅基本粒子粥”到星辰大海
人民日报· 2025-06-13 06:10
宇宙学研究进展 - 20世纪初物理学面临"两朵乌云"(迈克耳孙-莫雷实验和黑体辐射紫外灾难),直接催生了相对论与量子力学两大革命性理论 [2] - 21世纪物理学面临"两暗一黑三起源"核心难题:暗物质、暗能量、黑洞、宇宙起源、天体起源、生命起源 [2] - 现代宇宙学已从哲学思辨发展为精确科学,大爆炸模型预言宇宙起源于138亿年前的基本粒子状态 [3][4] 科普著作方法论 - 全书以"光"为线索展开,通过测量天体质量与宇宙膨胀历史引出暗物质/暗能量概念 [3] - 采用案例化比喻手法解释复杂天体物理过程,全书刻意避免使用任何数学公式以提升可读性 [5] - 创作目标旨在激发公众对宇宙学的兴趣,部分读者可能因此选择科研道路,多数读者可获得哲学启迪 [5] 跨学科关联 - 将庄子"至大无外谓宇宙,至小无内谓粒子"的哲学观与现代宇宙学研究框架形成呼应 [3] - 引用南宋词人吴潜"宇宙竟如何无人省"的慨叹,对比现代精确宇宙学取得的实证突破 [4] - 生命组成元素需经历亿万年的宇宙演化过程,从时空尺度赋予生命存在特殊意义 [5]
汇聚网络空间蓬勃正能量 ——2025年中国网络文明大会侧记
经济日报· 2025-06-12 06:15
网络文明建设政策方向 - 2025年中国网络文明大会强调巩固网上主流思想舆论,激发网络文化活力,推动社会主义核心价值观融入网络空间[1] - 法治成为网络空间治理核心,网络安全法、数据安全法等法规构建全面综合治理体系[2] - 法治设计需平衡技术创新与风险防范,通过规则明晰性释放产业活力[2] 量子科技与网络文明 - 量子信息技术处于全球竞争前沿,中国与美国同处第一梯队,未来量子互联网将提升网络安全性及包容性[3] - 中国科学院院士潘建伟提出量子科技工作者需承担网络文明建设责任,持续攻关支持网络强国战略[3] 车企在网络文明中的角色 - 奇瑞汽车定位智能网联数据为生命线,从技术创新、规范自律及文化传播三方面参与网络文明建设[4] - 车企需应对数据合规安全挑战,避免行业恶性竞争,通过全球化数字治理传播中国形象[4] 人工智能行业倡议 - 60余家互联网企业联合倡议推动AI安全可靠发展,涵盖技术根基、数据安全、伦理价值等8大方向[6] - 倡议强调需加强国际协作应对网络犯罪与数据安全挑战,共享治理经验[6] 青年群体参与网络文明 - 中国青年网民规模达5.4亿,中央网信办与共青团中央推出倡议引导青年成为网络文明维护者与技术开拓者[7] - 计划通过提升青年网络素养净化环境,实现正能量与大流量的良性循环[7]
五年内,AI能证明人类没有证明的猜想吗?张亚勤和丘成桐打了个赌
第一财经· 2025-05-17 21:05
AI在科研与工程中的应用现状 - 微软软件工程师已有90%代码由AI生成,显示AI在编程领域的高渗透率 [1] - AI当前在结构化任务(如棋类、编码、语言处理)表现超越人类,但在模糊概念理解(如量子力学)仍存短板 [2] - 猎豹移动认为AI在语言认知推理层面无显著短板,但物理层面的真正理解需更长时间突破 [2] AI的科学发展潜力与挑战 - 张亚勤预测AI五年内将证明人类未解数学猜想(如黎曼猜想),十年内可能发明新公式 [1] - 清华大学教授提出AI需在零人类知识积累下实现从0到1创新,才是真正智能诞生的标志 [2] - 当前大模型参数规模与人类大脑(860亿神经元/百万亿突触)仍差100倍,能效比显著落后(20瓦 vs 超高算力需求) [3] AGI发展时间表 - 信息智能(语言/视频处理)预计五年内达到人类水平,实现通用AGI [4] - 物理智能(无人驾驶/人形机器人)需至少十年发展周期 [4] - 生物智能(脑机接口)是最难突破领域,预计需15-20年实现人机生命体融合 [4] 技术路径差异 - 人类大脑具备高效记忆系统(海马体短期/皮层长期记忆),AI记忆机制仍逊色 [3] - AI优势在于智能可复制迭代(如自动驾驶),人类教育过程则需长期投入 [3] - 通用人工智能需满足三大标准:泛化能力、持续进化能力、超越多数人类任务表现,预计需15-20年达成 [3]