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2020年01月13日 11:35

平时总提到科学素养 它到底指什么?

平时总提到科学素养 它到底指什么?
 
撰文 | 今心 编辑 | 下雪
 
在中国的历史传统中,通常把识字、知识和文化、道德作为衡量一个人素养高低的标准,把科学素养作为综合素养的重要组成内容是20世纪90年代以后的事。近来,科学素养越来越时髦,是使用频率较高的词汇之一。那么,什么是科学素养?
 
如果有人告诉你生病可以不去医院、不用吃药,只要烧香拜佛、求得神灵保佑就可以痊愈,而你也相信,并在生病的时候这样去做,那么,就不能认为你的科学素养很高;如果你仍然认为太阳绕着地球转,而不是地球绕着太阳转;认为人是上帝创造的,人的一生由天注定;你的科学素......
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2020年01月12日 10:15

最低工资增加1美元 自杀率或可降3.5%-6% | 科技速览

编辑 | 杨凌 陈航 韩若冰
 
1 最低工资增加1美元,自杀率或可降3.5%-6%
 
《流行病学和社区健康》最近发表的一项研究报告指出,最低工资增加1美元,对于只拥有高中或更低学历的人群来说,自杀率有可能降低3.5-6%[1],这种效应在高失业率的年份表现得更加明显。
 
报告指出,2017年,全美有47000起“可避免的”自杀死亡,其中五分之一(19%)的死者年龄在18到24岁之间。相比1999年,2017年美国有半数州的自杀率上升了超过30%。
 
自杀往往伴随着个人的财务困境,但是很少有人认识到一些经济上的干预......
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2020年01月12日 10:00

不可思议的分形世界:简单规则如何导致复杂结果?

不可思议的分形世界:简单规则如何导致复杂结果?
我们用各种各样的数来描述自然:从常见的自然数到负数,从有理数到无理数,从孤独的质数到不同的无穷大。每一个数都它自己的故事,每一个数都不可思议。比如,说到1.26时你会想到什么?这是曲曲折折的雪花曲线的维数!介于一维和二维之间的雪花曲线是人类构造的一种分形图案,它由简单的规则产生,却反映了自然界中的复杂形状。
 
今天的文章摘选自数学家伊恩·斯图尔特(Ian Stewart)的科普著作《不可思议的数》,在书中,作者讲述了许多数字背后的故事,带领我们进入了奇妙的数字世界。
 
点击文末小程序或“阅读原文”可购买此书。阅读本文发表您......
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2020年01月11日 12:00

给孩子讲傅立叶变换 肖邦的钢琴会怎么说?

给孩子讲傅立叶变换 肖邦的钢琴会怎么说?
两个音色不同的声音,它们的波形是不同的。我们可以把很多正弦波加起来,构成一个复杂的波形。反过来,也可以把复杂的波形,拆开成一个个正弦波。后面这个过程即是数学中的傅立叶变换。
 
撰文 | 吴进远(美国费米国家加速器实验室)
 
晚自习之后,我和珍旭班长离开图书馆,一起走在校园里。见我不做声,珍旭班长问:“你前一阵写了不少音乐的文章吧?”
 
“是的。可是读者们说,讲音乐不能不把傅立叶变换讲清楚。”
 
“对呀。”
 
“我其实是写了傅立叶......
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2020年01月11日 08:12

张文裕:名垂科学史的中国实验物理学家

张文裕:名垂科学史的中国实验物理学家
撰文 | 郑志鹏 蒙巍
 
张文裕(1910年-1992年)
 
今年1月9日是张文裕先生诞辰110周年纪念日,特写此文怀念这位杰出的实验物理学家、中国高能实验物理的创始人、中科院高能物理研究所首任所长。
 
本文将介绍他不平凡的一生,讲述他载入科学史册的成果:火花室探测器的发明、μ子原子的发现等杰出成就,以及他对中国高能物理发展的开拓性贡献。几十年过去,中国在高能物理领域已经取得了许多世界一流的成果,在国际高能物理界享有一席之地,而今又走到了发展中的关键时刻。科学探索的前路无止境,而令人欣慰......
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2020年01月10日 14:05

这种树曾与恐龙并肩称霸地球 现在只剩下最后一棵

这种树曾与恐龙并肩称霸地球 现在只剩下最后一棵
人类的共情有一个特点,就是对越与自己相像的生物就越容易产生共情,但对那些离自己亲缘关系较远的生物,就没那么关心了。如果让普通人列举10种濒临灭绝或已灭绝的生物,那这10种生物里很可能都是离人类亲缘最近的动物,几乎没有植物什么事。
 
不过有一种(棵)树却以“全世界最孤独”为名片,收获了人类特殊的关心,急切地想为它找个老婆。
 
 
01
 
1895年的一天,植物学家约翰·梅德利·伍德(John Medley Wood)在非洲南部祖鲁兰(Zululand)的诺耶森林(Ngoya Forest)散步时,......
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2020年01月10日 10:34

啥是质粒?从生物武器到转基因食物都跟它有关

啥是质粒?从生物武器到转基因食物都跟它有关
质粒到底是什么?病毒?生物武器?万恶之源?在它身上到底有何奥秘与神奇之处?
 
撰文 | 贺文辉(陆军军医大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室)
 
DNA储存着世代相传的遗传信息,被誉为“生命的密码”。从沃森和克里克发现DNA双螺旋结构的那一刻起,DNA的“魔幻之盒”被打开,越来越多不同类型的DNA分子被解密。研究发现,大多数DNA分子呈线性结构,例如人的染色体DNA,如果将单个体细胞中的DNA分子全部展开,长度可达2-3米。然而有一类存在于细菌中的DNA分子却呈环状,穿梭在浩瀚的DNA分子宇宙。虽然它的大小只有细菌染色体的千分之一,......
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2020年01月09日 11:13

百岁天文学家的传奇人生

百岁天文学家的传奇人生
——她使用望远镜与手摇计算机破解了星星的奥秘
 
我们都很熟悉门捷列夫元素周期表中规则排列的众多元素,却很少想到从氢、碳到铁,这些元素其实都来自遥远宇宙中的星尘。而第一次系统地确定出从碳到铁之间大部分元素起源之奥秘的人,就包括20世纪天文学界的风云人物——玛格丽特·伯比奇(Margaret Burbidge)。2019年8月,伯比奇度过了自己的100岁生日。那么,这位传奇人物是如何从一个为满天繁星着迷的小女孩成长为破解恒星元素奥秘的天文学家的呢?
 
撰文 | 王善钦
 
玛格丽特·伯比......
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2020年01月08日 12:32

爱德华·威滕:基础物理学的重大变革会在哪里?

爱德华·威滕:基础物理学的重大变革会在哪里?
大名鼎鼎的爱德华·威滕(Edward Witten)是如何从历史系本科生转而成为一名物理学家的?又是如何一步步进入数学领域,在数学物理的前沿带领了超弦理论的革命?又为什么,他确信基础物理学下一个可能出现的剧变会出自“万物源自量子比特” ,出自几何和纠缠之间的关系?请看科普作家 Graham Farmelo(GF)对威滕(EW)的采访。
 
采访人 | 格雷厄姆·法梅洛 (Graham Farmelo)
受访人 | 爱德华·威滕 (Edward Witten)
翻译 | 林海 (清华大学)
 
在数学物理领域,如果我们幸运的话,像爱德华·威滕这样聪明的头脑大约每50年出......
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2020年01月08日 11:12

聋哑人默读文字 会像我们一样脑子里有个声音吗?

聋哑人默读文字 会像我们一样脑子里有个声音吗?
很多人都曾以为,自己闭上双眼就能感受到盲人的世界。
 
然而,光明对应着黑暗,但“看得见”的对立面并不是一片漆黑,反而是一片“虚无的空洞”。
先天性全盲者生来就没有视觉,自然从未见过任何色彩,而他们也根本不知道“黑色”是什么概念。
 
那什么才是盲人眼中的“虚无”?现在用一只手捂住一只眼睛,并用睁开的单眼盯着某一东西。此时,那只被捂住的眼睛看到的,便最接近盲人所说的“虚无”的感觉。
其实,视听障碍者的世界,还有许多我们难以体会的奇妙体验,只是很少有......
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2020年01月07日 11:49

从牛顿、三体到混沌:科学认知如何从简单到复杂

从牛顿、三体到混沌:科学认知如何从简单到复杂
撰文 | 夏志宏(南方科技大学讲座教授、数学系主任,美国西北大学终身教授)
 
现代科学是从牛顿开始的,他是一位非常了不起的科学家。众所周知,他发现了万有引力定律还有牛顿力学,还是微积分发现人之一。从一个人对科学的贡献来讲,很少有人可以与牛顿相提并论,一生能如果做上述一件事,就能被称为非常伟大的科学家了,牛顿却做了三件。
关于牛顿,有一个家喻户晓的传说:牛顿在睡午觉的时候,一个苹果掉在他的头上,由此激发了他的灵感,从而发现了万有引力定律,这也是整个现代科学的起源。我的母校南京大学曾得到英国剑桥大学里这颗苹果树的种子,大家如果想看到这......
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2020年01月07日 11:00

中美科学启蒙教育到底有啥不一样?

中美科学启蒙教育到底有啥不一样?
做成功的科学启蒙,既要教“科学知识”,也要教“怎样做科学”,为何两者缺一不可,如何让两者相辅相成,希望本文能给你一些启发。
 
撰文 | 满威宁
 
多年来一直想写一篇文章,比较一下中美的科学启蒙教育,谈谈怎样取长补短。这次借这个美国小学的科学比赛为引子,终于把一些思考和心得写出来分享,或许对教育工作者和家长都能有一些启发。
 
从一个小学生科研比赛的结果谈起
2019年,我参观了一个美国的科学竞赛,小学生们做了很多原创的研究。这个五年级小孩的研究得了整个学区的第一名:......
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2020年01月06日 13:00

那些让学术名流刻骨铭心的数学题

那些让学术名流刻骨铭心的数学题
求解问题是最为独特的自发性思考。
The solution of problems is the most characteristic and peculiar sort of voluntary thinking.
——威廉·詹姆斯(William James,美国心理学家,1842-1910)
 
撰文 | 林开亮(西北农林科技大学)
 
0 瑛 姑
 
 
瑛姑是金庸先生 《射雕英雄传》中的“神算子”。在小说中,瑛姑与黄蓉是用几道数学题过招的。黄蓉(请注意,她老爹是东邪黄药师,擅长“奇门数术”)临走时给瑛姑出的三道难题如下......
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2020年01月06日 08:00

诺奖得主Wilczek:如何看待“量子霸权”

诺奖得主Wilczek:如何看待“量子霸权”
撰文 | Frank Wilczek (麻省理工学院教授、2004年诺贝尔奖得主)
翻译 | 胡风 梁丁当
目前,绝大多数计算机都是处理由0、1组成的巨大数组。这两个二进制数字经常被称为比特。随着时代进步,物理学家和工程师们能够使用越来越小的器件来构建功能性比特。真空管和电磁继电器逐渐被现代化的集成电路所代替。一个可以轻易置入手机或者手表的小型芯片上聚集着数十亿个晶体管。而且晶体管的尺寸仍然在继续变小。
 
Currently, the vast majority of computers are machines that process huge arrays of 0s and 1s, also known as binary digits or simply bits. Ov......
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2020年01月05日 10:25

量子热机室温实现奥图循环;自主行走的液滴 | 科技速览

编辑 | 杨凌、韩若冰、董唯元、陈航
 
1 高效量子热机室温实现奥图循环
 
许多科幻作品中,都曾出现过那种极其微小的交通工具,能够穿梭于人体毛细血管,甚至进入细胞内部。我们知道,现实中当然不可能像漫威电影《蚁人》那样,直接把一辆汽车缩小到病毒那么大。如果想造出病毒大小的交通工具,必须设计一种新的发动机。
 
其实早在1959年,就有科学家借鉴普通汽车发动机的热循环过程,提出了一种名为“三级放大”的模型,可以实现量子热机[1]。
 
日常生活中的汽车发动机,是典型的卡诺热机。如同水利发电机利用......
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2020年01月05日 08:08

杨振宁和当代数学

杨振宁和当代数学
撰文 | 张奠宙(数学史家、华东师范大学数学科学学院教授)
 
杨振宁是20世纪伟大的理论物理学家之一,1957年以发现宇称不守恒与李政道共获诺贝尔物理学奖。但是,对数学家来说,杨振宁却以杨–米尔斯 (Yang-Mills) 理论和杨–巴克斯特 (Yang-Baxter) 方程而著称。可以说,杨振宁是继爱因斯坦和狄拉克之后,对数学的发展有最大影响的20世纪物理学家。1991年,我访问了杨振宁教授。本文根据该访问及杨振宁教授已出版的论著写成。
 
杨振宁和陈省身的早期交往
 
1922年,杨振宁出生于中国东部的一个中等城市——合肥。他的父亲杨克纯......
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2020年01月04日 12:02

手机电池在冬天为什么那么不耐用?

手机电池在冬天为什么那么不耐用?
撰文 | 山寺暮 编辑 | 重光
 
冬天到了,手机电量又开启了它的玄学模式。
 
相信大家或多或少都遇到以下情况。
 
为什么我的小手机明明显示还有20%的电量,只不过拿出来准备扫个共享单车,然后它就显示2%的电量,再然后就自动关机了,留下了在北风中凌乱外加瑟瑟发抖的我。
 
又为什么我的小手机在户外冻傻变成了砖,但一回到房间里暖和一下,它竟能又能开机,电量竟然也恢复了。
 
或者又为什么我的小手机在冬天的时候电量掉得贼快,要走哪都要带着充电宝。
 
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2020年01月04日 08:02

最贵最好看的法贝热彩蛋:俄罗斯珠宝传奇

最贵最好看的法贝热彩蛋:俄罗斯珠宝传奇
说起俄罗斯皇家珠宝法贝热彩蛋,应该是不少人心头好。记得还有位读者留言让张羿老师讲讲法贝热彩蛋呢。这个据说最贵最好看的法贝热彩蛋一听名字就知道和赫赫有名的法贝热家族脱不开关系!看完这篇,不禁惊呼:“彩蛋大师”法贝热做“蛋”的手艺堪称世界一绝啊。
 
撰文 | 张羿
 
简介
 
19世纪是俄罗斯帝国的全盛时期,首都圣彼得堡是欧洲最有影响力的政治文化中心,吸引着来自全世界的各类人才,他们绽放的才华结晶为一颗颗璀璨的华钻,雕缀成帝国最美丽的皇冠,直到今日仍然闪耀着人类文明的光芒。本文要介绍的,正......
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2020年01月03日 10:47

Science首次发表负面结果论文: 消失的“天使粒子”

Science首次发表负面结果论文: 消失的“天使粒子”
马约拉纳费米子(Majorana Fermion)是一种假想费米子,是由意大利物理学家埃托雷·马约拉纳于1937年首次提出。与狄拉克费米子不同,马约拉纳费米子的反粒子就是它自身。在凝聚态物理学中,马约拉纳费米子以准粒子激发的形式存在于任何拓扑及非拓扑超导体中,其早已被凝聚态物理实验发现,与遵守非阿贝尔统计的马约拉纳零能模关系不大,与梦寐以求的拓扑量子计算不直接相关。但一维手性马约拉纳费米子是马约拉纳并没有预言的一种新的粒子,其会出现在一些二维拓扑序边界上(这是1993年的一个预言http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.70.355)。边界上出现手性马约拉纳费米子会意味着体中将出现......
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2020年01月03日 10:27

想要纳米机器无所不能?先看看这里有多少科学

想要纳米机器无所不能?先看看这里有多少科学
纳米机器人是一个学科高度交叉的研究领域,涉及物理、化学、材料、生物等多个学科的基础科学研究。
 
撰文 | 王威 哈尔滨工业大学(深圳)教授
 
说起纳米机器(nanomachines),人们恐怕不免联想到科幻小说或者科幻电影。读者会尽情畅思,联想到科幻电影中用于修复星际战舰船体的纳米机器人,在没有硝烟和声音的战场上,把破损的结构拆除、分解、修复;或者从现实需求出发,脑海中浮现出在血管中穿梭的小小机器人,它们可以有几个尖利的爪子,巧妙躲避着红细胞、白细胞,或者喷出药物,或者切割钻削,为人类的健康而奔波在血液之中。
 
......
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