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  • 卡诺定理和热力学第二定律须正确扩展

    文稿编号:0427-7104(2012)02-0000-06 王季陶(复旦大学 专用集成电路与系统国家重点实验室,上海200433) 摘 要:热力学是一门依靠大量科学实验的事实发展起来的近代科学学科。在19世纪经典热力学有过它的辉煌年代,曾经是当时科学发展的一个典范。卡诺定理和由此建立起来的经典热力学第二定律,其正确性不容任何形式的否定。但由于近百年的欠发展,如今热力学成为比较罕见的谬误相对集中的学术领域。当前对卡诺定理和经典热力学第二定律的否定,大体上可以分为两种:一种是比较直接的反对,或声称得到了第二类永动机;另一种是通过篡改或混淆热力学熵函数的定义,或利用根本不存在的“麦克斯韦妖”等(包括声称为“证明热力学第二定律”的形式)来进行否定。为驳斥谬误,通过一种改变内部热容的卡诺热机的详细描述,证明:卡诺定理和经典热力学第二定律不可能也不容否定。同时指明:它们必须正确地加以发展成为扩展卡诺定理和普适化热力学第二定律。关键词:卡诺定理;热力学第二定律;麦克斯韦妖;熵;信息熵中图分类号:O 414.1; TK 123 文献标志码:A 1 当前热力学学科面临的严峻形势和重大的发展机遇19世纪中期热力学第二定律的建立是热力学学科形成的标志,它打破了当时牛顿力学一统天下的局面,是近代科学发展中的一个里程碑进展。热力学也是很多自然科学和工程技术学科门类(如物理、化学、生物、材料、机械、动力、能源、制冷等)中不可或缺的基础理论。然而在此后的一百多年中,人们对热力学第二定律的认识普遍停滞在经典热力学的阶段,也就是停留在对简单体系的经验总结基础上,这严重地影响到很多科学和工程技术门类的进一步发展。如今热力学自身也成为比较罕见的谬误相对集中的学术领域。当前对卡诺定理和热力学第二定律的否定大体上可以区分为两种类型:一种是比较直接地进行反对或声称得到第二类永动机;另一种是通过篡改或混淆热力学熵函数的定义来加以否定(包括声称为“证明热力学第二定律”),或利用根本不存在的“麦克斯韦妖 (Maxwell’s demon)”和非热力学的“信息熵 (information entropy)”、“信息过程的反馈控制 (information processing of the feedback controller)”等来否定热力学第二定律的科学本质。但是,卡诺定理和由此建立起来的经典热力学第二定律其正确性是不容任何形式的否定的。现实世界中“麦克斯韦妖”和所谓的“单分子卡诺循环 (one-molecule Carnot cycle)”根本就不存在,所谓“信息熵”根本就不是热力学意义上的“熵”。通过对一种可以改变内部热容的卡诺热机工作原理的详细描述,本文证明了卡诺定理和经典热力学第二定律的正确,其科学本质不容否定;指明必须根据真实的宏观实验(如低压人造金刚石,化学振荡或循环反应等),对卡诺定理和经典热力学第二定律正确地加以发展,使其成为扩展卡诺定理和普适化热力学第二定律(包括经典热力学第二定律和现代热力学第二定律 )。近代科学的发展,特别是新材料、生命科学和能源科学等的发展使热力学第二定律——这一人类宏观经验总结也有了进一步的发展,这一人类宏观经验总结的发展是不能通过其他更基础的定律的推导和证明来得到的,而是由扩展卡诺定理和普适化热力学第二定律的推论都与实际现象和实验数据相符合来证实的。2 可变热容卡诺热机的正确设计图1可变热容卡诺热机的正确设计Fig. 1 A correct design of Carnot heat engines with adjustable capacity按照“新型热机改变内部热容发现新的热动力原理”一文(以下简称“新”文)中的描述:“新型理想热机是在卡诺热机的内部增加了固体物质,因此可以随意改变卡诺热机的内部热容”等,这种可变热容的卡诺热机可以形象地画在图1中。在图1中本文引入了热阀结构,这样可以利用热容的大小和热阀的开(导热)和关(绝热),很方便地表达“改变卡诺热机的内部热容”的构思。假定图1中的气体桶壁和活塞都是绝热的。气体的热量交换只能通过开启的热阀进行,同时固体的热容大小也是可调的。而“新”文中没有提供正确的设计图,原来的“新型热机”设计图既粗糙又不合理。3 可变热容卡诺热机的工作原理图1所示的可变热容卡诺热机实际上是由热机R和热机[font=Times New

  • 卡诺定律存在瑕疵

    卡诺定律存在瑕疵详情请见 零势无限场主要观点:1微观纳米技术可以改变气体分子运动的概率取向 2宇宙微观离散,每次对未来的选择都输入熵,这个熵在不大的时空内(统计学作用不明显)被收集。 结论:纳米技术可能打破熵增规律,造福全人类。 由于作者缺乏条件,不能亲自试验。在此呼吁纳米学家,能源科学家的帮助,为此理论验身。也呼吁关注能源问题的网络朋友们帮忙宣传,增加该理论的知名度和影响力。群众创造历史,一个人的力量是渺小的,何况作者不是大学者。感谢谢大家无私的帮助!

  • 【转帖】突破热力学第二定律露机遇 催生中国第一诺贝尔奖得主

    源自科技创新导报2010年25期10页《新型热机改变内部热容发现新的热动力原理》本文作者是在没有任何假设条件下揭示新的热动力原理,读者首先要阅读“新”文内容,按照作者的思路理解才能认识新的热动力原理:热2律和卡诺热机研究的理想气体没有的自然复原或自发序化等特性,“新”文实质是联系到固体的自然复原或自发序化等特性作用于热机的循环过程。读者据此探索新型热机,可以成为诞生在中国的诺贝尔奖得主,这点不是主要的,主要在于人类从此在能源方面走向解放。 卡诺定理和热2律仅仅是分析气体膨胀压缩过程得出来的结论。卡诺热机的循环过程中其内部热容只有2种变化情形:其恒温膨胀或压缩过程其实就是让卡诺热机的热容变为无穷大的一种情形,而绝热膨胀或压缩过程就是让它的热容变为最小的一种情形。仅仅从这2种情形来分析,那么任意两条绝热线不可能相交。就在它的内部加入固体物质后,产生了随意改变它的热容的新情形,使得绝热过程从始态到终态的P—V线可以被任意改变,结果是2条绝热线能够相交,具体方式有二种: 方式(1)把固体物质放入热机之中然后从热机之中取出,这个方式还没有违背热2律。由此引出方式(2)直接利用热机中的固体物质的热涨冷缩循环来对外做功,只有这个方式能够证明热2律不成立。“新”文的讨论突破仅仅对气体分析的限制进而利用了固体的热涨冷缩对外做功——联系到固体的自然复原或自发序化等特性作用于热机的循环过程。新型热机内固体物质旁边的空腔可以想象是一个对外做功的齿轮装置。实际上固体的热胀冷缩可以释放很大力量,固体的升温热涨可以推动齿轮传动,固体的降温收缩复原还可以拉动齿轮传动——总是把热量转化为对外做功。理想气体没有固体物质那样的热涨冷缩——缺少自然复原或自发序化性质。当容器中的气体在没有外压(或大气压)时不论受冷与受热都会膨胀。气体降温之后不会冷缩复原(像固体热涨冷缩那样自然复原)。固体物质降温就要收缩。容器中的气体受外压时因为温度变化影响出现膨胀压缩平衡波动的收缩现象不是冷缩性质。气体的膨胀过程能够对外做功,如果要气体收缩复原必须靠外界克服气体的压力对气体做功来压缩气体才能复原,气体绝热膨胀然后压缩复原的循环在理想条件下的特征是具有可逆性。(根据查理定律P=nKT,针对一定密度(体积)的气体,当温度越高气体压力越大,这时,气体膨胀就可以对外界做更大的功。同样针对一定密度(体积)的气体,当温度越低气体压力越小,这时,外界只要对气体做更小的功就可以让气体压缩复原。高温膨胀、低温压缩就是形成卡诺热机效率η的思路。)气体的绝热膨胀过程和固体的热涨过程都能够把部分热量转化为对外做功,二者在收缩复原上有明显区别,固体物质冷缩过程是自然的复原还能够把热量转化为对外做功而不需要接受外功在此露出端倪——固体的热涨然后冷缩复原可以使部分热量转化为对外做功。比较单一热源的气体绝热膨胀然后收缩必须靠外功作用来完成(绝热压缩过程)才能够复原——气体的绝热膨胀然后压缩复原不可能有热量转化为对外做功。固体和气体的这个区别反映了固体物质遵守一个不同于气体的新的热动力原理。这就是“新”文的物理基础和根据。单一热源中热机内气体的绝热膨胀压缩复原和固体的热涨冷缩复原的热功转化差别:单一热源中气体的绝热膨胀然后压缩复原时热量不可能转化为功,然而固体的热涨然后冷缩复原可以使部分热量转化为对外做功。这个区别是否存在决定“新”文真伪。因为单一热源的卡诺热机的绝热循环过程是不留痕迹的升温和降温,因此,固体物质必须放入卡诺热机之中,在理想条件下固体就随热机的循环过程也出现不留下任何痕迹的升温和降温,实现热涨冷缩循环。这样,如果利用热机内部固体物质的热涨冷缩循环来对外做功,固体可以使部分热量转化为对外做功,同时,还有改变卡诺热机的内部热容的效果——产生绝热膨胀过程和绝热压缩过程这2条绝热线相交,并且在改变它的内部热容的贡献中不留下任何痕迹。所以:热力学第二定律结论不成立。分析这一个改变热机内部热容方式的结论是:新型热机进行循环工作的4个过程中,同时利用热机内部固体物质的热胀冷缩等物理性质对外做功,这时,新型热机的循环工作不仅能够把热量完全转化为功输出,同时

  • 畅想量子的美好世界——2012年诺贝尔物理学奖得主塞尔日·阿罗什的科学观

    中国科技网讯 10月9日,瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会宣布,由于在量子光学领域所取得的杰出成就,法国科学家塞尔日·阿罗什和美国科学家大卫·瓦恩兰共同获得2012年度诺贝尔物理学奖。 塞尔日·阿罗什出生在摩洛哥卡萨布兰卡,父亲是犹太人,母亲是俄罗斯人,他的妻子则是一名人类学和社会学家,他的祖父曾在摩洛哥“法语联盟”从事法语教学工作。在他12岁那年,阿罗什举家迁居法国。 其实早在获得诺奖之前,阿罗什已经是法国乃至世界范围内量子光学领域的杰出人物。2009年,阿罗什获得法国国家科研中心金质奖章,以奖励他在量子光学领域的巨大贡献。2012年的诺贝尔物理学奖,让这位谦和、低调和热爱艺术的法国科学家再一次在世人面前“闪耀”。 他的名字永远镌刻在了巴黎高师的荣誉墙上 阿罗什就职于法国最负盛名的教育科研机构——巴黎高等师范学院,巴斯德、萨特、傅立叶、罗曼·罗兰、福柯、伽洛瓦等一个个在法国科技史、文化史上闪耀的名星,都曾在这所学校求学。而现在,阿罗什也像前辈们一样,把自己的名字永远镌刻在了巴黎高师的荣誉墙上。 由于是法国精英教育的标杆性圣地,巴黎高师在招收学生上向来慎之又慎,在笔试之后,还至少要经过三轮面试。而这所学校每年最终所录取的学生人数也不过区区几十人,所以学校各级学生和外国留学生的总规模一直控制在2000人左右。在法国教育界,一直流传着这样一种说法,只要拿到巴黎高师第一轮面试资格的学生,就可以去法国任何大学和研究所上学。巴黎高师的既往岁月中,诞生了无数的科学和人文艺术领域的大师,共计有10位来自物理、化学、经济学、文学领域的诺贝尔奖获得者和9位菲尔兹奖得主。 绘画与歌剧给予了他科研激情 阿罗什位于巴黎高师办公室的墙上贴满了各种图表和怪异公式,很容易让初次结识他的人产生错觉,阿罗什就是一个潜心量子物理的“科学怪人”。可实际上,阿罗什除了物理学,对绘画、歌剧等艺术领域也非常感兴趣。他在接受法国《世界报》采访时说,绘画与歌剧给予了自己科研的激情。他在科学与艺术之间找到了“共振”与“共鸣”。现代物理学本身就在晦暗莫测的领域里探索和研究,这和艺术领域里追求更新更高的突破并无不同,都是在追求各自领域里“神秘而有趣的东西”。 阿罗什艺术方面的兴趣最好的说明就是:有一次在维也纳举行的科学会议期间,他专门拿出一天时间去美术馆欣赏克里姆特和席勒的画作,他认为现在艺术家画作中反映出的 “兴奋”和“关注”正是量子物理学的核心追求所在。 阿罗什有着一双超乎常人的眼睛。对他来说,任何事物都不是非黑即白,世界万物都可以既是黑色又是白色。更妙的是,他认为一件东西并不是在这里或那里,而是既在这里又在那里。对他而言,门没有打开或关闭,它可以同时打开和关闭。阿罗什认为,探究一个生命是活着还是死了并无意义,生命可以同时存在活着的和死去的两种状态。而所有这些异于常人甚至惊世骇俗的观察和判断,正是来源于他长期在量子物理学领域的钻研和探索。 阿罗什认为,量子物理学是一个混乱的世界。但在这个矛盾的世界里却可以找到唯一确定性,那就是随机和最最直观的真理。 黑色的短发里夹杂着几簇银发,一直穿着深色衬衫,说话时惯用手势的阿罗什喜欢引领谈话者走进他的想法和世界。他说,正如艺术领域从印象派到立体主义的过渡不乏激进,现在物理学的研究也走过了一条不平凡的道路。一方面,经典物理学的定律依然适用于我们的现实世界,尤其是大型物体的规律和运行如行星和星系;另一方面,量子物理学的原则则更多适用于原子、基本粒子和无限小的物理学领域。相对而言,后者是一个更加广阔和神秘的空间。 阿罗什说,在量子物理学的层次上来看,材料可以定义为几个能量水平的一次“叠加”,而且由于物质双重性质的粒子性和波动,一个物体可以同时显示出现在不同的地方。不确定性是物质最本质和原始的状态,而人们一旦开始用科学的手段测量,为了得到物质的一个基本准确定义,则已经认为叠加了能量水平,那么这时得到和测出的物质已然不准确了。这就是为什么在日常生活中,受环境的影响,物质的状态一直是改变和不确定的,多个能量水平的叠加状态是如此短暂,普通科研器械根本难以捉摸。因此,在阿罗什看来,物体可以同时是白色和黑色,门既开又闭,而物质永远不死即物质不灭。 他选择量子光学作为主攻方向 20世纪60年代,光学物理经历了一场革命,物理学家在了解光捕获和处理问题上取得了重大突破,而那时正是阿罗什致力于量子光学研究的开始。在短暂的工程师和法国国家科研中心工作经历后,阿罗什选择来到巴黎高师,开始了自己在量子物理学领域的“探险”历程。他的研究偏重于原子之间的相互作用和辐射,阿罗什认为,了解世界最根本的依据来自周围的环境,而环境中所有的信息和能量物质传递都可以通过光的方式。所以在庞大的量子物理学领域,他又选择量子光学作为主攻方向。 在量子光学领域,爱因斯坦、玻尔等科学巨擘奠定了“理论虚拟思想实验”的基础,而量子力学之父——薛定谔则通过著名的思想试验——薛定谔的猫,将量子力学中的反直观的效果转嫁到日常生活中的事物上来。在前辈们研究的基础上,阿罗什通过艰苦卓绝但不无趣味的努力,成功地驯服原子和光子。他成功观察到量子叠加,弥补了实验室显示器实时观察连贯性时的损失。他发明的新检测方法在观察的同时并不介入,这样就不会破坏光子的传播。毫无疑问,这是一个杰作,一个伟大的创举。 在阿罗什的实验室里,林立的管道和气瓶都用铝箔牢牢包裹着,几乎所有的实验器材都是他和自己的同事学生亲手制成的。设备虽然简陋,但包含多项世界领先甚至独创的观测技术。 实验室的一面墙壁可以被冷却到接近绝对零度,而此时光子就可以被捕获到足够长的时间。要知道,光子在百分之一秒的时间里就可以反弹超过1亿次,行驶40000公里,这相当于绕地球一圈。阿罗什的创新实验方法,可以观察到光子运动在两个能量级之间过渡的一个小小转变的节拍,并捕捉到这个节奏转变中注入的原子,从而证明物质是能量层叠加的存在。 政府应重视和加强基础研究工作 量子力学研究的明天是什么?这听起来可能是一个过于功利性的题目。但实际上,量子物理学在信息时代价值日益重要且不可替代,海量信息系统维护和资料加密要求不断提高的今天,都需要量子力学的突破和进展。 在阿罗什看来,科学研究和经济利益不应该沾边,为了科学本身而研究,最终自然就会作用于人类共同的提高和进步。他认为,政府绝对不应该按照回报率和投入产出比来制定科研经费的分配,因为科学研究是“文化和文明的标志,是一门最最高贵的艺术”。 阿罗什呼吁政府要进一步重视和加强基础研究工作,这里面物质条件的困境还不是最主要的问题,最要紧的是不要通过资金分配的手段,打击青年研究人员投身于基础研究的积极性。目前科研领域把绝大部分资金投入到信息技术、新能源等所谓高精尖的前沿领域,而最基本、最基础的科学理论研究长时间得不到足够重视,这样的分配手法令人不安。他认为,基础研究的受益者是全人类,而最终也会反馈于经济社会,基础研究的成果才是真正的国家财富。(驻法国记者 李钊) 《科技日报》(2012-10-11 二版)

  • 【分享】L著名科学家 米华罗蒙诺索夫

    中文名称: 米华罗蒙诺索夫   外文名: LOMON0SOV,MIKHALL VASILEVICH   生卒年: 公元1711年—1765年   洲: 欧洲   国别: 俄国   省: 霍尔莫果尔罗蒙诺索夫1711年生于俄国霍尔莫果尔海滨的渔民之家,1730年冒充贵族子弟考入了斯拉夫-希腊-拉丁学院。在这里,几年的功夫他就掌握了拉丁语、俄语和数学,学习成绩名列前矛。1735年他以优异的成绩被保送入彼得堡科学院学习。1736年春天,作为三名优秀学生代表之一的罗蒙诺索夫被派往德国学习。在马尔堡,得到了欧洲公认的科学巨匠--克里斯蒂安沃尔夫的指导。罗蒙诺索夫喜欢听这位教授讲的课,他同意沃尔夫的见解,科学研究工作的基础应该是实验。罗蒙诺索夫阅读了介绍波义耳和伽里略最新发现的资料,以及沃尔夫本人的许多新理论。但是沃尔夫的声望并没有防碍罗蒙诺索夫对于沃尔夫的许多假说批判态度。在科学上,他力求担出自己的独到见解。对其他科学家的假说,他的态度也是如此。借助于实验,罗蒙诺索夫推翻了1703年施塔尔提出院“燃素”学说。罗蒙诺索夫是最早应用天平来测量化学反应重量关系的化学家,经过大量的实验(包括推翻“燃素”学说的实验)之后,1756年,罗蒙诺索夫提出了质量守恒和能量守恒的观点。1748年,罗蒙诺索夫创办了俄国第一个装备有精密的分析天平等仪器的化学实验室。他最先将定量方法引入化学分析中。1751年以后,他进行了二十多种试剂及其同各种溶剂互相作用,以及其他许多化学反应实验。1752年,他起草了关于物理化学的教学大纲。对于俄国的教育事业,罗蒙诺索夫作出了巨大的努力,1755年,他创办了莫斯科大学。由于罗蒙诺索夫长期在艰苦条件下刻苦努力的工作,严重损害了身体健康,1765年月4月4日,这位伟大的科学家病逝了。终年54岁。这对俄国科学界是一个不可弥补的损失。研究领域:罗蒙诺索夫在物理、化学、天文、地质、仪器制造、哲学和文学等方面都取得了辉煌的成就。借助于实验,罗蒙诺索夫推翻了1703年施塔尔提出的“燃素”学说。罗蒙诺索夫准备了专用的玻璃容器,分别放入铅屑、铜屑和铁屑,将容器口封死,而后加热,最后铅屑溶化了,光闪闪的银白色容器镀上了一层灰黄色;红色的铜屑变成了暗褐色粉末;铁屑变黑了。“燃素”是否进入了容器?它是否同金属化合了?如果它进入了容器,那么容器的重量就应该增加,但称重结果表明,这些容器的重量都没有变化!而金属灰却比原来重了。据此,罗蒙诺索夫得到了这样一个结论:“金属没有与“燃素”化合!因为所有的容器重量都没有变化,这是无可辩驳的事实。“然而容器内部有一定数量的空气,肯定是金属与空气的微粒化合了!因此重量增加了,有多少空气与金属化合,金属就应该增重多少!”。罗蒙诺索夫是最早应用天平来测量化学反应重量关系的化学家,经过大量的实验之后,1756年,罗蒙诺索夫得到了这样一个结论:“参加反应的全部物质的重量,等于全部反应产物的重量。”这就是今天我们所熟知的,作为化学科学基石的质量守恒定律。实际上,早在1748年2月16日,在罗蒙诺索夫写给彼得堡科学院院士列昂纳德.欧拉的信中就曾经写道:“自然界所发生的一切变化,都是这样的:一种东西失去多少,另一种东西就获得多少。因此,如果某个物体增加了若干物质,另一物体必然有若干物质消失。我在梦中消耗了多少小时,那么我必然失眠多少小时,如此等等。因为这是一条具有普遍意义的规律,所以它也应推广适应运动的诸法则:一个物体如果靠本身的动力,引起另一物体产生运动,那么前者由于推动而失去的动量,必然等于后者受推动时获得的动量。”应该说,这种观点是质量守恒定律和能量守恒定律的雏形。在物理学方面,罗蒙诺索夫创立了热的动力学说,指出热是物质本身内部的运动,从本质上解释了热的现象;他提出了气体分子运动论,认为空气微粒对容器器壁的撞击是空气产生压力的结果;1741年,他创立了物质结构的原子一分子学说,认为微粒(分子)由极小的粒子--(原子)所组成,如果物质是由同一种粒子组成的,它便是单质;如果物质是由几种不同粒子组成的,它们便是化合物,物质的性质并不是偶然形成的,它取决于组成物体微粒的性质……。这些理论为俄国的物理化学的发展奠定了基础。相关作品:《关于冷和热的原因的探讨》《试论空气的弹力》《论化学的效用》《真实物体化学概论》《论地层》《数理化学原理》《占领霍亭》——俄国新文学史上第一首新体长诗《俄语修辞学》《俄语语法》《波尔塔瓦战役》——美术作品

  • 新型热机改变内部热容发现新的热动力原理(修改)

    新型热机改变内部热容发现新的热动力原理(修改)

    修改稿刘勇chaodao2020@yahoo.cn 源自科技创新导报2010年25期摘 要:新型理想热机是在卡诺热机的内部增加了固体物质的热机,这样可以归纳一个把单一热源的热量转化为有用功的逻辑形式:热机在循环过程中放入或取出固体物质可以改变内部热容,因此,它能够在循环中不断地把单一热源之中的热量转化为功输出,并且留下把固体留在高温之中的痕迹。然而,热机直接利用其内部固体物质的热胀冷缩等对外做功,也有改变其内部热容的效果,所以,它能够在循环中不断地把单一热源之中的热量转化为功输出,并且不留下任何痕迹。结果热机不仅把热量完全转化为功输出,同时产生消除熵的效应。分析首次发现了自然界还存在一个热动力原理。关键词:卡诺热机 卡诺定理 查理定律 热力学第二定律 P—V图1新型理想热机图1是新型理想热机或系统。系统内部分为两部分:上部装有活塞,活塞下面装有理想气体,中部是一块导热良好的隔板把系统隔开为上下两部分,下部装有固体物质。可见,新型理想热机就是在卡诺热机的下部增加了固体物质。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/10/201110312244_327512_2225258_3.jpg 图1 新型理想热机卡诺热机的内部增加了固体物质后,我们可以利用固体物质随意改变它的内部热容。当卡诺热机没有增加固体物质时,其内部热容为理想气体的热容Cr气。然而在增加了固体物质后,其内部热容变为理想气体的热容Cr气和固体物质的热容Cr固之和即: Cr气 + Cr固卡诺热机内部增加了固体物质后再进行绝热膨胀或压缩过程时,其内部的温度变化△T与活塞运动距离S的关系为:△T=k×S× P÷Cr(式中△T温度变化,K:k关系常数:S活塞运动距离,m:P压强,kgf / m2:Cr内部热容,kJ/kg·℃。)令温度变化△T时,其内部热容Cr越大,要求活塞运动距离S越大。理想气体压强P越大,则要求活塞运动距离S越小。如果再利用固体物质来改变卡诺热机的内部热容,可以使膨胀与压缩两条绝热线相交:首先,取卡诺热机置于低温T2之中,在它的内部增加固体物质,使其内部热容Cr变大为理想气体热容Cr气的4/1k倍(k关系常数)。让其从低温T2状态开始进行绝热压缩过程达到高温T1状态,设定活塞压缩运动距离为1米。先让其在高温热源T1之中进行高温恒温膨胀取热输出功,令活塞膨胀1/2米的运动距离。之后,[/font

  • 向您介绍菲亚诺葡萄

    菲亚诺葡萄风味浓烈,是酿制意大利南部卡帕尼亚(Campania)产区内的阿韦利诺菲亚诺(Fiano di Avellino)DOCG葡萄酒的经典葡萄品种,它具有迷人而顺滑的质地和微妙的香气。风味描述:所酿葡萄酒具有柑橘类水果、烤坚果和矿物的香气。代表产地:意大利,卡帕尼亚。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201060129224143_1343_1642069_3.png[/img]

  • 【分享】热力学四大定律发现者,历史过程.

    18世纪,卡诺等科学家发现在诸如机车、人体、太阳系和宇宙等系统中,从能量转变成“功”的四大定律。没有这四大定律的知识,很多工程技术和发明就不会诞生。 热力学的四大定律简述如下:热力学第零定律——如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡。热力学第一定律——能量守恒定律在热学形式的表现。热力学第二定律——力学能可全部转换成热能, 但是热能却不能以有限次的实验操作全部转换成功 (热机不可得)。热力学第三定律——绝对零度不可达到但可以无限趋近。 法国物理学家卡诺(Nicolas Leonard Sadi Carnot,1796~1823)(左图)生于巴黎。其父L.卡诺是法国有名的数学家、将军和政治活动家,学术上很有造诣,对卡诺的影响很大。 卡诺身处蒸汽机迅速发展、广泛应用的时代,他看到从国外进口的尤其是英国制造的蒸汽机,性能远远超过自己国家生产的,便决心从事热机效率问题的研究。他独辟蹊径,从理论的高度上对热机的工作原理进行研究,以期得到普遍性的规律;1824年他发表了名著《谈谈火的动力和能发动这种动力的机器》(右图),书中写道:“为了以最普遍的形式来考虑热产生运动的原理,就必须撇开任何的机构或任何特殊的工作介质来进行考虑,就必须不仅建立蒸汽机原理,而且建立所有假想的热机的原理,不论在这种热机里用的是什么工作介质,也不论以什么方法来运转它们。”卡诺出色地运用了理想模型的研究方法,以他富于创造性的想象力,精心构思了理想化的热机——后称卡诺可逆热机(卡诺热机),提出了作为热力学重要理论基础的卡诺循环和卡诺定理,从理论上解决了提高热机效率的根本途径。 卡诺在这篇论文中指出了热机工作过程中最本质的东西:热机必须工作于两个热源之间,才能将高温热源的热量不断地转化为有用的机械功;明确了“热的动力与用来实现动力的介质无关,动力的量仅由最终影响热素传递的物体之间的温度来确定”,指明了循环工作热机的效率有一极限值,而按可逆卡诺循环工作的热机所产生的效率最高。实际上卡诺的理论已经深含了热力学第二定律的基本思想,但由于受到热质说的束缚,使他当时未能完全探究到问题的底蕴。1832年8月24日卡诺因染霍乱症在巴黎逝世,年仅36岁。按照当明的防疫条例,霍乱病者的遗物一律付之一炬。卡诺生前所写的大量手稿被烧毁,幸得他的弟弟将他的小部分手稿保留了下来,其中有一篇是仅有21页纸的论文----《关于适合于表示水蒸汽的动力的公式的研究》,其余内容是卡诺在1824-1826年间写下的23篇论文。后来,卡诺的学术地位随着热功当量的发现,热力学第一定律、能量守恒与转化定律及热力学第二定律相继被揭示的过程慢慢形成了。 热力学第一定律与能量守恒定律有着极其密切的关系。德国物理学家、医生迈尔(Julius Robert Mayer,1814~1878)(左图)1840年2月到1841年2月作为船医远航到印度尼西亚。他从船员静脉血的颜色的不同,发现体力和体热来源于食物中所含的化学能,提出如果动物体能的输入同支出是平衡的,所有这些形式的能在量上就必定守恒。他由此受到启发,去探索热和机械功的关系。他将自己的发现写成《论力的量和质的测定》一文,但他的观点缺少精确的实验论证,论文没能发表(直到1881年他逝世后才发表)。迈尔很快觉察到了这篇论文的缺陷,并且发奋进一步学习数学和物理学。1842年他发表了《论无机性质的力》的论文,表述了物理、化学过程中各种力(能)的转化和守恒的思想。迈尔是历史上第一个提出能量守恒定律并计算出热功当量的人。但1842年发表的这篇科学杰作当时未受到重视。以后英国杰出的物理学家焦耳(James Prescort Joule,1818~1889)(右图)、德国物理学家亥姆霍兹(Hermannvon Helmholtz,1821~1894)等人又各自独立地发现了能量守恒定律。1843年8月21日焦耳在英国科学协会数理组会议上宣读了《论磁电的热效应及热的机械值》论文,强调了自然界的能是等量转换、不会消灭的,哪里消耗了机械能或电磁能,总在某些地方能得到相当的热。焦耳用了近40年的时间,不懈地钻研和测定了热功当量。他先后用不同的方法做了400多次实验,得出结论:热功当量是一个普适常量,与做功方式无关。他自己1878年与1849年的测验结果相同。后来公认值是427千克重米每千卡。这说明了焦耳不愧为真正的实验大师。他的这一实验常数,为能量守恒与转换定律提供了无可置疑的证据。1847年,亥姆霍兹(左图)发表《论力的守恒》,第一次系统地阐述了能量守恒原理,从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反应等过程,揭示其运动形式之间的统一性,它们不仅可以相互转化,而且在量上还有一种确定的关系。能量守恒与转化使物理学达到空前的综合与统一。将能量守恒定律应用到热力学上,就是热力学第一定律。

  • 【资料】化学常识——阿佛加德罗的分子学说!

    一、阿佛加德罗的一生  化学家阿佛加德罗(Avogadro,A.1776-1856)是意大利都灵市人,出生于一位著名的律师家庭。16岁时取得了法学士学位,20岁时获得法学博士学位,并当了几年的律师。他厌倦律师工作,从24岁起他开始对数学、物理学发生了浓厚的兴趣。阿佛加德罗学习认真,工作负责。尽管他懂法文、英文和德文,可是他的科学理论除意大利外,外国很少有人知道。1804年都灵科学院推选他当通讯院士,1819年才正式选为科学院院士。1820年被聘为都灵大学数学、物理学教授,一直在这里教学和科研多年。他一生发表了50多篇论文,内容十分丰富,还有最重要的著作《可度量物体物理学》共4大卷。阿佛加德罗生前没有获得任何荣誉称号。死后才赢得人们的崇敬。1911年为纪念阿佛加德罗定律提出100周年,意大利在都灵建立了阿佛加德罗纪念像,出版了他的选集,颁发了纪念章。  1956年,意大利科学院召开了纪念阿佛加德罗逝世100年大会。在会上意大利总统将首次颁发的加佛加德罗大金质奖章授与两位著名的诺贝尔化学奖获得者──英国化学家欣谢尔伍德(Hinshelwood,S.C.1897-1967)和美国化学家鲍林。他们在致词中一致赞颂,他“为人类科学发展作出贡献的阿佛加德罗永远为人们所崇敬。”

  • 【分享】1901年-2005年诺贝尔化学奖简介

    1901年-2005年诺贝尔化学奖简介诺贝尔奖 (Nobel Prize) 创立于1901年,它是根据瑞典著名化学家,硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德• 贝恩哈德• 诺贝尔 (Alfred Bernhard Nobel, 1833.10.21--1896.12.10) 的遗嘱以其部分遗产作为基金创立的.诺贝尔化学奖是诺贝尔奖的其中一个奖项.1901范特霍夫(Jacobus Hendricus Van'Hoff) 荷兰人(1852—1911)一八八五年,范特霍夫又发表了使他获得诺贝尔化学奖的另一项研究成果《气体体系或稀溶液中的化学平衡》.此外,他对史塔斯佛特盐矿所发现的盐类三氯化钾和氯化镁的水化物进行了研免利用该盐矿形成的沉积物来探索海洋沉积物的起源.1902 埃米尔• 费雷(Emil Fischer)德国人(1852—1919) 埃米尔• 费雷,德国化学家,是一九O二年诺贝尔化学奖金获得者.他的研究为有机化学广泛应用于现代工业奠定了基础,后曾被人们誉为"实验室砷明." 1903 阿列纽斯(Svante August Arrhenius) 瑞典人(1859—1927) 在生物化学领域,阿列纽所也进行了创造性的研究工作.他 发表了《免疫化学》,《生物化学定量定律》等著作,并运用物理化 学规律阐述了毒素和抗毒素的反应. 阿列纽斯是当时公认的科学巨匠,为发展科学事业建立了不 可磨灭的功勋,因而也获得了许多荣誉.他被英国皇家学会接受 为海外会员,同时还获得了皇家学会的大卫奖章和化学学会的法 拉第奖章.1904 威廉• 拉姆赛(William Ramsay) 英国人(1852—1916) 他就是著名的英国化学家—成廉• 拉姆 赛爵士.他与物理学家瑞利等合作,发现了六 种惰性气体:氯,氖,员,氮,试和氨.由于他发现了这些气态惰 性元素,并确定了它们在元素周期表中的位置,他荣获了一九O 四年的诺贝尔化学奖. 1905 阿道夫• 冯• 贝耶尔(Asolf von Baeyer) 德国人(1835—1917) 发现靛青,天蓝,绯红现代三大基本柒素 分子结构的德国有机化学家阿道夫• 冯• 贝耶 尔,一八三五年十月三十一日出生在柏林一个 著名的自然科学家的家庭. 1906 :亨利• 莫瓦桑(Henri Moissan)法国人(1852—1907)亨利• 莫瓦桑发现氛元素分析法,发 明人造钻石和电气弧光炉,并于一九O六年荣获诺贝尔化学奖的 大化学家. 1907 爱德华• 毕希纳(Eduard Buchner) 德国人(1860—1917) 爱德华• 毕希纳,德国著名化学家.由于发 现无细胞发酵,于一九O七年荣获诺贝尔化学 奖,被誉为"农民出身的天才化学家". 1908 欧内斯特• 卢瑟福(ernest Rutherford)英国人(1871—1937) 一八七一年八月三十日,在远离新西兰文 化中心的泉林衬边,在一所小木房里,詹姆斯 夫妇的第四个孩子铤生了.达就是后来在揭示 原子奥秘方面板出卓越贡献,因而获得诺贝尔 化学奖金的英国原子核物理学家欧内斯待• 卢 瑟福. 1909 威廉• 奥斯持瓦尔德(F.Wilhelm Ostwald) 德国人(1853—1932) 奥斯特瓦尔德所到之处,总要燃起科学探索的埔熊烈火.他 在莱比锡大学开展了规模宏大的研究工作.由于他从很多方顶研 究了催化过程,顺利地完成了使氨发生氧化提取氧化氮的研究 工作,它为氨的合成创造了条件.奥斯特瓦尔德在这一领域中的 成就得到世界科学界的高度评价.由于在催化研究化学平衡和化 学反应率方面功绩卓著,一九O九年他获得了诺贝尔化学奖金. 1910 奥托• 瓦拉赫(Otto Wallach) 德国人 (1847—1931) 一八八九年,瓦拉荔出任哥丁根大学化学研究院院长,其间, 他继续对获类化合物进行了深入研究.一九O九年写成了《菇和樟 脑》一书,总结了他一生对于醋类化学的研究成果.一九一O年, 瓦拉赫因此而获得诺贝尔化学奖 1911 玛丽• 居里(Marie S.Curie) 法籍波兰人(1867—1934) 玛丽.居里是举世闻名的女科学家,两次 诺贝尔奖金获得者.她在科学上的巨大成就和 她那崇高的思想品质 赢得了世界人民的普遍 赞誉. 玛丽• 届里面强地战斗了一年又一年,头上的白发一天天增 多了,本来就消瘦的面容更清瘦了,可恩她却乐此不疲,决心 "不虚度一生."她写了许多著名论文,完成了由镭盐分析出金属镭 的精细实验.一九O七年,她提炼出纯氯化镭,精确地测定了它 的原子量.一九一O年,她提炼出纯镭元素,并测出锗元素的各 种特性,完成了她的名著《论放射性》一书.正是由于这些杰出的 贡献,一九一一年,她再次荣获了诺贝尔化学奖 1912 维克多• 格林尼亚(Victor Grignard) 法国人(1871—1935) 提起维克多• 格林尼亚教授,人们自然就 会联想到以他的名字命名的格氏试剂.格氏试 剂是有机化学发展史上的一个重大创举.无论 哪一本有机化学课本和化学虫著作都有着关于 格林尼亚教授的名字和格氏试剂的论述.

  • 法美两科学家获2012年诺贝尔物理学奖[图] 他们测量和操控单个粒子并保持其量子特性

    http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20121010/00241d8fef0e11def81206.jpg戴维·瓦恩兰http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20121010/00241d8fef0e11def8220e.jpg赛尔日·阿罗什http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20121010/011349804739421_change_hzp2a20_b.jpg 10月9日,在瑞典首都斯德哥尔摩,瑞典皇家科学院专家解读2012年诺贝尔物理学奖得主研究成果。新华社记者 刘一楠摄 中国科技网讯 据诺贝尔奖委员会官方网站报道,北京时间9日17时45分,2012年诺贝尔物理学奖在瑞典斯德哥尔摩揭晓,法国物理学家塞尔日·阿罗什和美国物理学家戴维·瓦恩兰因“提出了突破性的实验方法,使测量和操控单个量子体系成为可能”获此殊荣。 塞尔日·阿罗什和戴维·瓦恩兰各自独立发明和发展了测量及操控单个粒子的方法,并能在实验过程中保有粒子的量子力学特质,而这种方式在此之前被认为是不可企及的。两位科学家的工作领域均属于量子光学,事实上,他们所采用的方法还有很多共通之处:戴维·瓦恩兰使用光子来控制和测量被囚禁的带电离子,塞尔日·阿罗什则采用了相反的途径,他控制并测量了被囚禁的光子,具体需要原子穿越陷阱来实现。 塞尔日·阿罗什1944年9月11日出生于摩洛哥卡萨布兰卡,目前居住于巴黎。1971年在法国皮埃尔与玛丽·居里大学,即巴黎第六大学取得博士学位。现任法国巴黎高等师范学院教授和法兰西学院教授,兼任量子物理系主任。他还是法国物理学会、欧洲物理学会和美国物理学会的会员,被认为是腔量子电动力学的实验奠基者。曾获洪堡奖、阿尔伯特·迈克尔逊勋章、查尔斯·哈德·汤斯奖、法国国家科学研究中心金奖等诸多奖项。其主要研究领域为通过实验观测量子脱散(又称量子退相干),即量子系统状态间相互干涉的性质会随时间逐步丧失。脱散现象可对量子信息科学形成两方面的影响:一是涉及量子计算领域,另一方面则与量子通信相关。 戴维·瓦恩兰1944年2月24日出生于美国威斯康星州密尔沃基。1970年在美国哈佛大学取得博士学位。现任美国国家标准技术研究所研究员和组长,美国科罗拉多大学波德分校教授。他还是美国物理学会、美国光学学会会员,并于1992年入选美国国家科学院。曾获得阿瑟·肖洛奖(激光科学)、美国国家科学奖章(物理学)、赫伯特·沃尔特奖、本杰明·富兰克林奖章(物理学)等。他的主要工作包括离子阱的激光冷却,以及利用囚禁的离子进行量子计算等,因此被认为是离子阱量子计算的实验奠基者。(记者 张巍巍) 《科技日报》(2012-10-10 一版) 他们是量子物理实验派双杰 ——记2012年诺贝尔物理学奖获得者 http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20121010/00241d8fef0e11def85615.jpg 10月9日下午,2012年诺贝尔物理学奖揭晓。瑞典皇家科学院诺贝尔奖评审委员会将奖项授予给了量子光学领域的两位科学家——法国物理学家塞尔日·阿罗什与美国物理学家戴维·瓦恩兰,以奖励他们“提出了突破性的实验方法,使测量和操控单个量子系统成为可能”。 诺奖官方网站称,塞尔日·阿罗什与戴维·瓦恩兰两人分别发明并发展出的方法,让科学界得以在不影响粒子量子力学性质的情况下,对非常脆弱的单个粒子进行测量与操控。他们的方式,在此前一度被认为是不可能做到的。 而这就是诺贝尔物理学奖此次垂青于两位实验派物理学家的原因。 进入量子光学的神秘之门 本届物理奖的两位得主戴维·瓦恩兰与塞尔日·阿罗什是同年生人。 塞尔日·阿罗什,1944年出生在摩洛哥卡萨布兰卡,1971年于法国巴黎的皮埃尔与玛丽·居里大学取得博士学位,目前在法兰西学院和法国巴黎高等师范学院任教授。在拿到本届诺贝尔物理学奖前,他已被业内誉为腔量子电动力学的实验奠基人。 戴维·瓦恩兰,1944年出生于美国威斯康星州密尔沃基,1970年于哈佛大学取得博士学位,目前作为研究团队带头人和研究员,就职于美国国家标准与技术研究院(NIST)与科罗拉多大学波德分校。瓦恩兰亦一直有着“离子阱量子计算实验奠基者”的头衔。 他们两人是量子物理实验派双杰。两人研究的范畴都属于量子光学,这一领域在上世纪80年代中期以后经历了长足发展,而他们的学术生涯一直在与单光子与离子打交道,研究光与物质在最基本层面上的相互作用。 曾经很长时间以来,实验派物理学家们想在一个微观层面上研究光与物质的相互作用,这完全是难以想象的事。因为,对于光或者其他物质的单个粒子而言,经典物理学已不适用,量子力学的法则在此时取而代之。但是单个粒子却很难从周围环境中被分离出来,并且,它一旦和周遭环境发生相互作用,便会立即丧失其神秘的量子特征。 如此让人束手无措的局面,使得很多量子力学理论所预言的怪异现象无法被科学家们直接观察到。于是长期以来,研究人员只能依靠那些法则已证明可能会影响到量子奇异特性的实验来进行观察研究。而这或许让实验派物理学家们感觉一直跟在理论的后边亦步亦趋。 真正改变实验物理学的人 扭转这一窘状的正是阿罗什与瓦恩兰,他们两人带领各自的研究小组,分别发展出理想的方法,用于测量并操控非常脆弱的量子态。 具体而言,两人所采用的方法既有共通特点亦各有精妙之处:瓦恩兰捕获带电原子(离子),随后使用光(光子)对其进行操控和测量,这些离子被放置在超低温中,防止被外界“打扰”。该方法关键在于巧妙的使用激光束以及激光脉冲抑制了离子的热运动,离子因此进入特定的量子叠加态中——叠加态正是量子世界最神秘的特性——从而保持住了单个粒子的量子特征。 而阿罗什虽然同样使实验处于真空和超低温环境,却采用的是完全相反的手段:利用原子对光子进行操控和测量。他将两面特制的、反射能力极强的镜子组成空腔,捕获住光子并让其在空腔中停留0.1秒——这点儿时间已足够光子在消失前绕地球一圈——这时他再让里德伯原子(比一般原子大1000倍的巨大原子)穿过空腔,每次通过一个里德伯原子,原子离开时,会“告诉”他空腔里还有没有光子。 试着分别去操纵一个光子与离子,借以深入洞察一个微观的世界——原本仅仅是理论学派的领域,正是塞尔日·阿罗什与戴维·瓦恩兰的研究“打开了新时代量子物理学实验领域的大门”。现在,借助他们的新方式,实验物理学家们得以操控粒子或对粒子进行计数。 实验、应用、改变人们的生活 但阿罗什与瓦恩兰的成就并不止于此。 在公布本届物理奖获得者后,诺奖组委会还介绍了两人的成果在应用层面上的意义。据组委会称,阿罗什与瓦恩兰在他们的研究领域采取了突破性的方法,产生其中一个应用是将建立起一种新型的、基于量子物理学的超快计算机,这或将导致极其先进的通信和计算模式。换句话说,这是向着研制具有惊人运算速度的量子计算机迈出了第一个脚步。科学家预想,或许,就在本世纪,量子计算机会彻底改变我们每个人的日常生活——正如经典计算机在上个世纪曾彻底颠覆每个人的生活方式一样。 而阿罗什与瓦恩兰的研究产生的另一个应用是:“会带来一种非比寻常的精准时钟,并在未来成为一个新的计时标准。”这种超高精度钟表的精确度将比今天所使用的铯原子钟高出数百倍。此前,世界最精确的时钟曾经就是瓦恩兰就职的科罗拉多州国家标准与技术研究所制造的量子逻辑钟,它的误差约为每37亿年1秒。 阿罗什与瓦恩兰展示了如何在不破坏单个粒子的情况下对其进行直接观察的方法,但他们做到的却不只是在量子世界控制住粒子,其带给人们生活的改变,将远超今天目力所能够看得到的。 那么,荣摘诺奖桂冠又是否改变了科学家本人的生活呢?据英国广播公司(BBC)在线版消息称,塞尔日·阿罗什本人仅仅提前了20分钟被组委会告知自己获奖的消息。 “我很幸运,”塞尔日·阿罗什说,但他指的并不是自己得奖这回事,“(接到来电时)我正在一条街上,旁边就有个长椅,所以我第一时间就坐了下来。”他形容那一刻的心情,“当我看到是

  • 【分享】非阿贝尔约瑟夫森效应

    最近,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室刘伍明研究组在光与物质相互作用领域取得重要进展。他们发现在包含自旋为2的冷原子玻色—爱因斯坦凝聚体的两个光学势阱中可以产生一种新颖的量子效应—非阿贝尔约瑟夫森效应(Non-Abelian Josephson effect),并进一步设计了相干物质波干涉器件。这项新的研究工作对于进一步认识新奇量子现象,特别是玻色—爱因斯坦凝聚系统的新型量子效应具有非常重要的意义。 研究光与物质相互作用以及揭示新奇量子现象,并利用其奇异性质设计新型的量子器件,是人们长期以来一直感兴趣的问题,例如1997年度诺贝尔物理学奖授予美国斯坦福大学朱棣文教授、美国标准与技术研究院菲利普斯博士和法国巴黎高师科昂-塔诺季教授,以表彰他们发明了用激光冷却来俘获原子的方法。2001年度诺贝尔物理学奖授予美国标准与技术研究院科纳尔博士和威依迈博士、麻省理工学院凯特纳教授,以表彰他们实现碱性原子的玻色—爱因斯坦凝聚,揭示了一种新的物质状态。约瑟夫森效应是玻色—爱因斯坦凝聚、超导、超流系统中出现的新奇量子现象。1973年诺贝尔物理学奖授予英国剑桥大学约瑟夫森博士,以表彰他对穿过隧道壁垒的超导电流所作的理论预言:对于超导体—绝缘层—超导体互相接触的结构,只要绝缘层足够薄,超导体内的电子对就有可能穿透绝缘层势垒,即约瑟夫森效应。作为一种宏观量子效应,约瑟夫森效应不仅具有重要的科学意义,而且有广泛的实际应用,例如制作超导量子干涉器件。刘伍明研究组自1999年以来一直致力于光与物质相互作用的研究,并取得了一些重要研究成果,曾先后在 Physical Review Letters 上发表论文 9 篇,其中单篇被SCI论文引用超过100 次的有2篇。 博士生齐燃、余小鲁、研究员刘伍明与中山大学李志兵教授合作,他们发现在包含自旋为2的冷原子玻色—爱因斯坦凝聚体的两个光学势阱中可以产生一种新颖的量子效应—非阿贝尔约瑟夫森效应(Non-Abelian Josephson effect),并进一步设计了可以观察这种非阿贝尔约瑟夫森效应的真实物理系统。相对于阿贝尔情况,非阿贝尔约瑟夫森效应具有不同的密度和自旋隧穿特征。他们获得了表征非阿贝尔约瑟夫森效应的特征量—自旋为2的冷原子玻色—爱因斯坦凝聚体的两个光学势阱之间不同量子态的赝戈德斯通模(Pseudo Goldstone modes),并给出了如何在实验上观察非阿贝尔约瑟夫森效应的方案。这项新的研究工作对进一步认识新奇量子现象,特别是玻色—爱因斯坦凝聚系统的新型量子效应具有非常重要的意义。 相关研究得到中国科学院、国家自然科学基金委员会和科技部的支持。这一研究成果已发表在2009年5月2日出版的Physical Review Letters 102,185301(2009)上。

  • 【分享】B数学诺奖得主——彼得

    【分享】B数学诺奖得主——彼得

    2005年数学诺奖得主——彼得[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2007/03/200703191215_45545_1634962_3.jpg[/img]彼得拉克斯是匈牙利裔美国数学家。作为一名数学神童,他19岁时就参与了研制原子弹的“曼哈顿计划”。终于在79岁时,他获得了世界数学界的最高荣誉———阿贝尔奖。 获奖后,拉克斯坦言说,他不会把它们乱花掉,因为他并不是很富。不过这些钱中的大部分将会花在科学研究上面。 彼得拉克斯引人注意,除了他在数学方面的成就外,还因为作为原子弹的创造者之一,他保持了自己作为学者的批判风格,坚信“二战后期在日本投下原子弹是正确的”。 数学界泰斗 二战结束后,拉克斯重新返回大学深造,1949年,拉克斯在纽约大学获博士学位,此后他又到洛斯阿拉莫斯国家实验室工作了一年。1951年,拉克斯在纽约大学获得教授职务,1963年任库兰特数学科学研究所计算及应用数学中心主任,1972年到1980年任库兰特研究所所长,其后任库兰特数学和计算实验室主任。 在此期间,拉克斯在纯数学及应用数学方面均做出巨大贡献,获得了极高的荣誉,堪称世界数学界泰斗级的人物。拉克斯曾先后担任过美国数学学会主席、美国原子能委员会计算和应用数学中心主任,他还身兼美国国家科学院院士、巴黎科学院及苏联科学院等外籍院士等荣誉称号。 1975年,拉克斯获得了美国数学会维纳应用数学奖,1983年获得美国国家科学院应用数学奖,1986年获得美国国家科学奖章,1987年因“在分析许多领域和应用数学中做出突出贡献”而获沃尔夫奖,1993年获得斯蒂里奖的终身成就奖。 今年,在拉克斯的荣誉室里又添加了耀眼的阿贝尔奖。 5月24日,挪威首都奥斯陆,挪威王储哈肯亲王把2005年度的阿贝尔奖授予了匈牙利裔美国数学家彼得拉克斯。众所周知,诺贝尔奖并没有在数学领域设立奖项,而挪威的阿贝尔奖是世界数学界公认的最高荣誉。这一奖项的奖金高达600万克郎(约78万欧元、98万美元)。 感言数学开始走出封闭 授奖典礼上,挪威科学与文学院指出了拉克斯获奖的原因———由于其“在偏微分方程的理论研究以及应用中起到的奠基性贡献,以及在计算该类方程结果时做出的不懈努力。”挪威科学与文学院还表示,“拉克斯教授在数学领域有着相当深远的影响,这不仅表现在他的研究贡献里,而且他的著作、他对教育事业付出的毕生心血,以及他在培养年轻一代数学家时体现出的孜孜不倦的精神,都在世界数学领域留下了不可磨灭的影响。”在接受阿贝尔奖后的致词中,拉克斯首先向挪威国王和挪威科学与文学学院表示了感谢,然后他高度赞扬了挪威人民创造了阿贝尔奖———“对普通人来说,数学是一个封闭的世界,它只在自己的小圈子内生存,但阿贝尔奖为数学提供了一个窗口,可以让公众窥见它的力量和重要性。”坦言奖金不会“乱花”致词中,彼得拉克斯还着重提到了著名的洛斯阿拉莫斯国家实验室,“在那里,我第一次加入到一个科学家团队中工作,也是第一次看到了数学的巨大威力。”拉克斯还提到了数学的无国界性,“全世界的数学家都像一家人一样,即使在冷战最黑暗的年代,美国和苏联的科学家也都一直保持着紧密的联系。”“我不知道该如何用这笔钱,”29日拉克斯在纽约曼哈顿的家中接受《纽约时报》采访时说,“我不会把它们乱花掉,我并不是很富。不过这些钱中的大部分将会花在科学研究上面。”“厌烦”数学老师“无知”彼得拉克斯,1926年出生于匈牙利。还是少年时代的他,就因为数学方面表现出的天赋而被称为神童。15岁时,拉克斯跟随父母移民美国,很快他的数学天分就展现出来,并在美国小有名气,同时他自己开始深深爱上美国的新生活。1941年11月,拉克斯与父母以及哥哥离开布达佩斯,那时他15岁。因为他们是犹太人,他们不得不离开纳粹控制下的欧洲。由于拉克斯的父亲是物理学家,美国大使馆发给了他们去美国的签证。他们全家坐火车穿过欧洲大陆,在葡萄牙的里斯本上船到达美国。在火车穿越德国时,车厢里的德国军官曾让他们紧张万分。在纽约,拉克斯和哥哥上了当地的中学。拉克斯后来回忆说:“我在中学时根本不学数学,因为我比老师知道的要多很多。我当时最喜欢的是英文和美国历史,很快我就爱上了美国这个国家。当时我的历史课本上还配有精美的卡通插图,这是我在匈牙利从未见过的。”

  • 【转帖】美国阿贡实验室

    【转帖】美国阿贡实验室

    美国阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory,简称ANL)是美国政府最老和最大的科学与工程研究实验室之一——在美国中西部最大。阿贡是1946年特许成立的美国第一个国家实验室,也是美国能源部所属最大的研究中心之一。过去半个世纪中,芝加哥大学为美国能源部及其前身监管阿贡国家实验室的运行。阿贡是从二次世界大战曼哈顿工程的一部分,芝加哥大学的冶金实验室的基础上发展起来的。1942年12月2日,美国科学家费米(Enrico Fermi,1901-1954)和他约50名的同事在芝加哥大学的壁球场里产生了世界上第一个受控核链式反应。战后,阿贡接受开发和平利用原子反应堆的任务。数年来,阿贡的研究不断扩大,包括了科学、工程和技术的许多其他领域。阿贡现在不是,也从来不曾是武器实验室。 阿贡有两个场所。伊利诺州-东场所被芝加哥环路西南约25英里的森林保护区所环绕。阿贡的4000名雇员中约有3200名在该1500英亩树木繁茂的场所工作。美国能源部芝加哥工作办公室也设在这里。爱达荷州-西场所占地约900英亩,位于蛇河谷爱达荷瀑布西约50英里处。它是阿贡多数主要核反应堆研究设施的所在地。约有800名阿贡的雇员在此工作。今天,阿贡有雇员2900名,包括大约1000名科学家和工程师,其中约600人具有博士学位。阿贡的运行经费约为4.75亿美元,支持200多个研究项目,从原子核研究到全球气候变化研究。1990以来,阿贡曾与600多家公司、无数的联邦政府部门以及其他组织一道工作。 阿贡实验室有五个主要的研究领域,每个领域完成政府和能源部的责任,以及为全社会提供重要的效益。它们是: 1、基础科学 阿贡谋求解决许多科学挑战,包括在材料科学、物理、化学、生物学、生命和环境科学、高能物理、数学和计算科学,包括高性能计算方面的实验和理论工作。阿贡令人激动和领先的研究今天为社会带来价值,也为未来的技术突破打下基础。2、科学设施 阿贡运行世界水平的国家级科学研究装置,如先进光子源APS,提高了美国的科学领先地位,打造美国的未来。阿贡设计、建造和运行费用太高以至单个公司或大学不能建造和运行的负载的研究设施。这些设施被来自阿贡、工业界、学术界和其他国家实验室的科学家所用。阿贡还是强脉冲中子源、阿贡串列直线加速器系统和其他设施的所在地。3、能源资源计划 能源资源计划帮助确保为未来稳定提供有效和清洁能源。阿贡的科学和工程师们正在开发新的先进电池和燃料电池,以及先进的电力生成和储存系统,增加美国的能源资源,确保美国的能源未来,还在为提高美国和苏联设计的核反应堆的安全和寿命而工作。4、环境管理 环境管理包括解决美国的环境问题和促进环境管理。该领域的研究包括可选择性的能源系统、环境风险和经济影响评估、有害垃圾场分析和补救计划编制、电冶金处理准备失去效能的核燃料进行处理,以及排除污染和使老化核反应堆退役的新技术。阿贡在开发管理和解决美国环境问题、促进环境服务新方法中处于前沿。 5、国家安全 近年来,国家安全对美国和阿贡研究的重要性提高。数年来,阿贡为此目的所开发的能力正帮助美国抗击恐怖主义的威胁。这些能力包括核燃料循环、生物学、化学、系统分析和系统建模方面的专门技术。该项研究正在帮助开发探测化学、生物和放射性威胁以及识别它们来源的高灵敏度仪器和技术。其他研究正帮助探测和阻止武器的可能扩散或实际攻击。为使阿贡受公众资助的研究让工业界受益,帮助加强美国的技术基础,阿贡也将工业技术开发作为一项重要的工作。阿贡教育计划部为从主要的国家大学到地区初中的全体教员和学生提供广泛的教育机会。阿贡参加教育计划的人比任何其他能源部的国家实验室的人都多,每年培训1000名研究生和博士后研究人员的工作已经作为他们正常研究与开发活动的一部分,以帮助公众了解科学,提高美国人的科学、工程和数学水平的责任。 阿贡国家实验室的领导[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/08/200908091512_164709_1634653_3.jpg[/img]阿贡国家实验室所长Robert Rosner

  • 【分享】N著名化学家 诺贝尔

    中文名称: 阿尔弗雷德贝恩哈德诺贝尔   外文名: Noble,Alfred Bernhard   生卒年: 公元1833——1896   洲: 欧洲   国别: 瑞典   省: 斯德哥尔摩   阿尔弗雷德贝恩哈德诺贝尔于1833年10月21日出生于瑞典首都斯德哥尔摩。诺贝尔的父亲倾心于化学研究,尤其喜欢研究炸药。受父亲的影响,诺贝尔从小就表现出顽强勇敢的性格。他经常和父亲一起去实验炸药,几乎是在轰隆轰隆的爆炸声中度过了童年。母亲是以发现淋巴管(约1653年)而著名的瑞典博物学家O.鲁德贝克的后裔。他从父亲I.诺贝尔那里学习了工程学基础,也象父亲一样具有发明才能。诺贝尔到了8岁才上学,但只读了一年书,这也是他所受过的唯一的正规学校教育。诺贝尔一家于1842年离开斯德哥尔摩同当时正在圣彼得堡的父亲团聚。  诺贝尔从小主要受家庭教师的教育。为了使他学到更多的东西,1850年,父亲让他出国考察学习。先是离开俄国赴巴黎学习化学,一年后又赴美国在J.埃里克森(铁甲舰“蒙尼陀”号的建造者)的指导下工作了4年。几年的时间里,他先后去过德国、法国、意大利和美国。由于他善于观察、认真学习,知识迅速积累。很快成为一名精通多种语言的学者(能流利地说英、法、德、俄、瑞典等国家语言)和有着科学训练的科学家。返回圣彼得堡后,在他父亲的工厂里工作,回国后,在工厂的实践训练中,他考察了许多生产流程,不仅增添了许多的实用技术,还熟悉了工厂的生产和管理。在这他一直工作到1859年该工厂破产。  重返瑞典以后,诺贝尔开始制造液体炸药硝化甘油。在这种炸药投产后不久的1864年,工厂发生爆炸,诺贝尔最小的弟弟埃米尔和另外4人被炸死。由于危险太大,瑞典政府禁止重建这座工厂,被认为是“科学疯子”的诺贝尔,只好在湖面的一支船上进行实验,寻求减小搬动硝化甘油时发生危险的方法。在一次偶然的机会他发现:硝化甘油可以被干燥的硅藻土所吸附;这种混合物可以安全运输。上述发现使他得以改进黄色炸药和必要的雷管。黄色炸药在英国(1867)和美国(1868)取得专利之后,诺贝尔继续实验并研制成一种威力更大的同一类型的炸药爆炸胶,于1876年取得专利。大约10年后,又研制出最早的硝化甘油无烟火药弹道炸药。  他曾要求弹道炸药的专利权要包括柯达炸药,但遭到法庭否决。诺贝尔在全世界都有炸药制造业的股份,加上他在俄国巴库油田的产权,所拥有的财富是巨大的,他因此而不得不在世界各地不停地奔波。诺贝尔本质上是一位和平主义者,希望他发明的破坏性炸药有助于消灭战争,但他对人类和国家的看法是悲观主义的。  诺贝尔对文学有长期的爱好,在青年时代曾用英文写过一些诗。后人还在他的遗稿中发现他写的一部小说的开端。他对各种人道主义和科学的慈善事业捐款十分慷慨,把大部分财产都交付给了信托,设立了后来成为国际最高荣誉的奖金--诺贝尔奖金,即和平、文学、物理学、化学、生理学或医学共5项诺贝尔奖金(其中,诺贝尔经济学奖金是瑞典国家银行在1968年提供资金增设的)。  诺贝尔一生未婚,没有子女。一生的大部分时间忍受着疾病的折磨。他生前有两句名言:“我更关心生者的肚皮,而不是以纪念碑的形式对死者的缅怀”。“我看不出我应得到任何荣誉,我对此也没有兴趣”。  1896年12月10日诺贝尔在意大利的桑利玛由于心脏病突然发作而逝世,终年63岁。研究领域:化学

  • 中国第一人!施一公获瑞典皇家科学院2014年爱明诺夫奖

    http://img.dxycdn.com/cms/upload/userfiles/image/2013/09/17/496868601_small.png根据清华大学官方网站消息,2013年9月13日,瑞典皇家科学院(Royal Swedish Academy of Sciences)宣布授予清华大学施一公教授2014年度爱明诺夫奖(Gregori Aminoff Prize),奖励他运用X-射线晶体学手段在细胞凋亡研究领域做出的突出贡献,奖金10万瑞典克朗(折合人民币93358.4元),颁奖典礼将于2014年3月31日在瑞典皇家科学院年会上举行。细胞凋亡(程序性细胞死亡)是在所有多细胞生物中起关键作用的基本生命过程,细胞凋亡的异常会导致严重病变,比如癌症、老年痴呆症等等,因此揭示细胞凋亡的分子机理可以加深科学家对这一基本生命过程的了解,并为开发新型抗癌、预防老年痴呆的药物起提供线索。爱明诺夫奖官方新闻稿提到,作为细胞凋亡机制研究的一部分,施一公的蛋白质晶体学研究不仅能让研究者深入了解蛋白质的三维结构,还能让他们详细了解蛋白质调节系统的详细机制。除此以外,施一公团队在生物学其他领域也提出了诸多开创性见解,例如,他的研究小组曾经确定了一组与早衰相关的跨膜酶,该酶在阿尔茨海默症的发生发展中起到了一定作用。施一公此次获得爱明诺夫奖,是该奖设立35年来,首次颁给中国科学家。对于施一公来说,是实至名归。施一公是中国著名的结构生物学家,长江讲座教授,国家杰出青年基金获得者,“千人计划”首批国家特聘专家,现任清华大学教授,生命科学院院长,普林斯顿大学教授;其领导的实验室主要运用X-射线晶体学,结合其它生物物理和生物化学方法研究生命科学的基本问题,在细胞凋亡调节机制、生物大分子机器组装与功能、重要膜蛋白结构与机理三个主要研究领域做出了重要的原创贡献。施一公2013年当选为美国艺术与科学院外籍院士,美国科学院外籍院士,成为美国双院外籍院士。瑞典皇家科学院爱明诺夫奖瑞典皇家科学院创建于1739年,以其专设的诺贝尔奖评选委员会而闻名世界。自1901年起,瑞典皇家科学院就开始负责每年的诺贝尔物理学奖和化学奖的评选,自1968年起,又加入了纪念阿尔弗雷德·诺贝尔瑞典银行经济学奖(诺贝尔经济学奖)的评选。除诺贝尔奖外,瑞典皇家科学院还负责评选克拉福德奖、肖克奖等国际性大奖。爱明诺夫奖同诺贝尔化学奖一样,是属于瑞典皇家学院颁发的国际类奖项,设立于1979年,用以奖励世界范围内在晶体学领域做出重大贡献的科学家,每年颁发给不超过3名科学家,个别年度空缺。本年度的爱明诺夫奖只有施一公一人获奖。

  • 问鼎诺贝尔奖的10大检测技术

    诺贝尔奖是以瑞典著名的化学家 阿尔弗雷德贝恩哈德诺贝尔的部分遗产(3100万瑞典克朗)作为基金在1900年创立的。该奖项授予世界上在物理、化学、生理学或医学、文学、和平和经济学六个领域对人类做出重大贡献的人,于1901年首次颁发,截止2016年共授予了881位个人和23个团体。今天我们将盘点一下那些与新型仪器设备诞生密不可分的诺贝尔奖。011901年诺贝尔物理学奖 —— X射线的发现021915年诺贝尔物理学奖 —— X射线晶体结构分析031922年诺贝尔化学奖——质谱技术041924年诺贝尔医学奖——心电图机制051929年诺贝尔化学奖——超离心机061930年诺贝尔物理学奖 —— 拉曼效应071952年诺贝尔物理学奖 —— 核磁共振081979年诺贝尔生理学或医学奖——X 射线断层扫描仪091986年诺贝尔物理学奖 —— 电子显微镜101994年诺贝尔物理学奖 ——中子衍射技术

  • 【原创】替诺福韦酯-最具成本效能的第5代抗乙肝新药

    20X106 copy/ml,并持续至少一年,其中四例HbeAg阳性。加用替诺福韦酯后,经24到30周治疗,患者HBV载量降至均数为5460 copy/ml(4000-7800),前后对比差异显著。10例经拉米夫定治疗出现耐药,换用阿德福韦再次出现耐药的慢性乙肝患者,经替诺福韦酯单一治疗,至12个月时HBV DNA下降4.4log10 copy/ml,治疗17个月时,5例患者HBV DN

  • 【已应助】求助文章:模拟锁相环的李雅普诺夫新设计法

    【序号】: 11【作者】:李明斌【题名】:模拟锁相环的李雅普诺夫新设计法 【期刊】:电讯技术【年、卷、期、起止页码】: 1992年第32卷第3期 页码范围:63-72页【全文链接】: http://www.cqvip.com/qk/91166X/199203/728009.html非常感谢大家的帮助

  • “我得诺贝尔物理学奖的秘诀”

    2012年10月26日 来源: 中国科技网 作者: 塞尔日·阿罗什http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20121025/021351177409640_change_chd2a99_b.jpg 今日视点 2012年诺贝尔物理学奖获得者之一、法国物理学家塞尔日·阿罗什10月17日在《自然》杂志撰文,与读者分享了他获得诺奖的秘诀,并建议为年轻科学家提供良好的研究条件和氛围。 自接到来自斯德哥尔摩的获奖电话,经历接踵而来的媒体狂热追逐之后,我几乎没有时间进行深刻反思。但上周末巴黎阴雨绵绵,我也得以开始整理自己的思绪,深入探究过去几天来一直萦绕在脑海里的诸多问题:我获得诺奖的成功因素究竟是什么?对年轻科研人员来说什么最为有用?当决策制定者准备倾听你的意见时,你对他们说些什么呢? 我获得诺贝尔奖的研究项目始于35年前,现在的同事、研究团队合作者杰恩·米歇尔·拉艾姆德那时是我的博士生。10年之后,随着米歇尔·布鲁恩的加入,我的研究团队成立。我们致力于原子和光子的研究,它们是量子世界的本质。当我们揭示某一预期的现象之后,曾经历过极度兴奋的时刻;同样地,我们也必须应对一些惨痛的失败实验,努力纠正某些错误决定所带来的后果,克服某些看似难以解决的技术性难题。 在研究过程中,幸运这一因素发挥了一定作用。但比幸运更重要的是,我们的成功主要依靠巴黎高等师范学院独特的智力和物质环境。我在这里能够组建一支极其出色的永久性研究团队,我能够将长期积累的各种技能和知识不间断地传授给一批又一批的优秀学生。我在巴黎高等师范学院为研究生教授的课程,以及在过去10年间一直在法兰西学院教授的课程,同样也为我获得诺贝尔奖做出了贡献,因为每年都需要准备一系列新的讲座,这使我能够专注于光与物质间相互作用的不同方面。 只有在稳定可靠的经费支持下,我们的实验工作才能取得成功,而这些经费主要是由管理我们实验室的相关机构所提供,欧洲和欧洲之外的一些国际机构也提供了必要的补充经费。此外,欧洲流动计划的灵活机制使我们的实验室能够向来访的国外科学家开放,他们带来的各种新知识、技能和科学文化,使我们得以不断完善自己。在长期探索微观世界的过程中,我和同事始终都能够保持选择研究途径的自由,而不是以是否具有实用可能性和前景来衡量之。 不幸的是,无论是在法国或在欧洲其他国家,我所受益的环境对目前的年轻科学家来说几乎不大可能具备。经济危机所造成的研究资源匮乏,再加上探索解决诸如健康、能源和环境等现实问题之科学途径的限制条件,人们更倾向于支持短期目标取向的研究计划,而不是长期的基础研究。科学家不得不提前阐明其所有的研究步骤,详尽列出每一个重要的研究阶段,解释清楚在研究方向上的所有变化。如果将科学研究的途径延展得太远,这不仅不利于由好奇心驱动的研究,而且也不能使应用研究达到其预期目标,因为许多实用设备都来自于基础研究的突破性进展,永远不会出自于事先设计好的蓝图。 也许有人会认为我的观点过于悲观。目前,确实有一些机构(如法国国立研究局和欧洲研究委员会)资助一些由好奇心驱动的研究项目,但对其资助的期限仅为3年至5年,这对于一项雄心勃勃的研究计划来说实在太短。由于国家对实验室资助经费的周期性减少,因此年轻科学家进行的长期性研究经费不断缩减,毫无疑问,在可预见的未来,这类经费也不可能大幅增加。解决该问题的方案之一,就是建立一个年轻科学家欧洲研究委员基金,其资助期限应在10年以上,同时设立中期评估机制。 薪水太低是法国存在的另一问题。在法国研究机构工作的博士后,其初始薪水远低于那些由欧洲研究委员会基金支付费用的同行。随着资历的增加,其薪水将会随之增加,但年轻科学家(即便是非常成功的年轻科学家)受困于薪水底层的时间过长。如果在这个系统能够投入更多的资金,应该向这些处于薪水低洼地的年轻科学家倾斜。 我们可以不用花费任何代价就能获得不少改善。法国学术机构较为庞大,各种研究委员会、学校和政府机构相互交织,庞大的官僚体制困扰着科学家——他们不得不花费大量的时间填写表格和完成报告,而不是从事具体的研究。因此,目前的这种体制呼唤简单化。 如果由于我的实验获得诺贝尔奖而能够吸引优秀的年轻学生进行基础科学研究,我将非常高兴。我只希望他们能够获得类似于我和共同获奖者大卫·维因兰德曾幸运得到的经历——能够自由地选择他们的研究目标,并且能长期地支配自己的努力,在看到光明之前有能力承担得起让自己驰骋在充满荆棘道路上的各项花费。 (郑焕斌) 《科技日报》(2012-10-26 二版)

  • 郭光灿院士为我们解读今年的诺贝尔物理学奖

    我来谈一下关于2012年诺贝尔物理奖的情况,题目叫做《量子调控新纪元》,这个物理奖和量子调控非常有关系。这个奖给了两位科学家,一位是法国的阿罗什,第二位是美国的瓦恩兰,诺贝尔奖对他们的评价是,在实验方法上的基础性突破,使得单量子操作和单量子测量成为可能。非常简短,但是非常中肯,关键词是实验方法,这个实验方法不是一般的实验,而是基础性的突破。 为了讲清究竟为什么给他们诺贝尔奖,他们的工作到底有多大的意义,我们要讲一下量子是什么,这样才能理解这个背景。我们知道,我们的世界叫经典世界,满足牛顿力学的经典物理,这个世界的特点就是确定性,轨道确定、位置确定。当微观到了一定尺度的时候,这个世界叫做量子世界,不再是确定的了,所以这两个世界规律不一样。而诺贝尔奖给了在量子世界做了一种基础性的实验方法的两名科学家。 量子世界到底有什么特点,为什么诺贝尔奖给了量子世界基础研究的方法呢?在经典世界的一个位置确定,如果有两条路,A和B,轨迹是确定的,要么选择其中一条。但是量子世界不一样,如果从这儿走到那儿,量子世界证明它是两条路同时走。所以量子世界很多是奇怪的,是不一样的,是概念性的。所以它遵从了一个定律,叫叠加原理。一个微观世界所允许的态,二是另外一个可以允许的态,所有允许的态加起来,那也是允许的,这叫叠加原理。这样一种状态的描述是量子世界的特点,也是基本的一个量,这个决定量子要调控什么?就是调控量子态,一旦调控了,量子的性质就不同,工作性质是瞄准微观世界的调控。但是怎么调控是一个新的领域。 我们分开讲单子量子调控的时限。法国的阿罗什做了什么工作?他在一个腔里面,把单个光子囚禁在光腔里,就是量子的操控。再把腔里放单个原子,使单个原子和光子相互作用,通过腔的损耗来调控他们俩的状态,所以他的实验是从这儿出发的。他构造了这样一个想法,来调控微观粒子的状态,这是他的起点。1996年,他已经调控到原子在一个光子作用下,原子会上下跳,光子好象来回跳舞。这证明光子是量子的,第一次用他发明的这个办法做出来。另外把里德堡原子和光子纠缠,用消相干的过程看原子状态发生的变化。在一个微波腔里面来一个受控位门,如果有一个光子、原子的位相是什么样,两个光子位相怎么样,所以实现光子数的态和原子的受控位门,这是量子计算的一个基本原件,他在这个实验上面演示出来了。 另外他做了介光原子和里德堡原子的纠缠。这是法国科学家所做的主要工作。美国的科学家叫做瓦恩兰,他做的工作是离子,把单个离子囚禁在一个阱里面,再把它冷却到非常低的温度,用激光操控离子的状态,所以他们两个都是单一量子体系的操控和测量,但一个是原子一个是量子。首次实验设备让两个离子纠缠起来,这是他的操控,两个离子纠缠在一起,最后扩充到四个离子纠缠。证明这个办法可以让更多离子纠缠,导致量子计算的产生,这是他们所做的前期工作。后来把单离子的量子操控门做出来,实现远程离子之间的传送。在以前人们是用光子把一个量子信息从一个地方传到另一个地方,但是光子不传过去叫做量子隐型传态,这个传态是幽灵般的操控,在实验上做成了,它的任务是用离子的办法来做,这是2004年的工作。 他的工作最重要的应用是时间标准,这个时间标准非常重要,大家都知道。从1950年开始,10的10次方,越来越高。到了1995年左右,用光学的办法把原子冷却,用单一的离子精度可以更高,他们用量子纠缠,2005年把两个离子,一个离子做平均标准,另外一个离子和他纠缠,操控单个离子,然后测量另一个离子使精度提高到10的负8次方,这些工作是他们两个最大的贡献,最早期两个单一离子操作,使的整个量子调控成为可能。这是它的意义。我们的工作和法国的有点关系,下面的PPT是我2003年写的,那时候申报国家自然基金二等奖,我把其中的内容给摘下来了。我们做的工作是:做量子计算机,单个原子和单个光子纠缠,碰到的困难是腔有损耗,呆不住,如果要呆住,腔要做得非常好,但当时的技术根本做不出来,所以这个方案虽然很理想,但是往下做不下去。我们提了一个新的方案,我们用两个原子,非共振,我们算出来不需要这个腔非常好,现在的腔就可以做出来,这是理论的方案。一年之后,我们证明了我们这个方案还可以做两个原子纠缠,可以做受控非门,可以做量子隐形传态,我们把它的信息功能从里面算出来,这篇文章到现在已经引用600多次。第一个在实验上做出来的就是阿罗什,就是得诺贝尔奖的阿罗什。他做出来以后给我发了E-mail,我第一次知道有人做我们的实验,他说我们在实验上验证了你们的理论,所以他成功地做了这个工作。他的文章摘要上首先说,我们将报道,按照郑和郭所提出的方案,做出来两个原子的纠缠,这个方案有主观性,可以做很多信息的功能。这是诺贝尔奖解读的大概情况。这个领域已经发展得非常快,当然现在的技术已经超过当初的技术,但是起点是他们。我们现在关注的不是单个,而是多个离子的纠缠,比如两个腔怎么连在一起,这是将来要做的。有各种各样腔的办法,还有光学腔,物体腔,超导腔也在做。现在做量子计算机,实际上就是芯片,把很多离子纠缠在一起,分到各个区里面,如果这个能实现,量子计算机有希望从这儿走。所以他们两个的工作就是开创了这样一个领域,最原始的实验。这是我要介绍的。谢谢大家。

  • 徐业林宝藏暂时缺主人抓紧合作瓜分新工业的倡议

    有道是;在漫长的历史中,任何错误的物理经典不论多么完整,总是会被揭露。虽然物理经典出现错误的机会微小。 本人发现了新的热动力原理同时证伪卡诺定理和热2定律,我因能力偏科不全面无力实现,茫茫人海中邀请有引导走出国门的物理研究学者交流探索共同完成,现在这个成果最好向国际学术期刊报告结果,让各国科学家都来重复、验证,如果被确认,肯定能成为中国本土第一位诺贝尔科学奖获得者———推翻热力学第二定律,毫无疑问是人类有史以来最伟大的发现之一。本土获得诺贝尔科学奖是中国人民的梦想,获得诺奖实质在于公认中国的科学发现和创造性能够为全人类作出贡献。 只要有sci发表经验、物理领域、发明创造经历者就可以实现机遇。恳请您的经验和我分享,在物理历史上留下贡献,共同实现中国人民本土获得诺贝尔科学奖的梦想。有能力实现上述过程者抓紧这个短暂机遇。请问问自己研究物理的最高理想是什么?现在抉择可以1;共同分享诺奖。2;可能建立新工业。有志者可先网上搜索“新型热机改变内部热容发现新的热动力原理”自己分析。 1992年期间,设计了对无偏二极管进行改造的实验,至到现在完成改造实验仍然可以消除所有质疑,虽然可以成千上万倍提高其功率,现在该实验只需要通过制作来实现实用。徐业林向所有人投放一个强于IBM、微软的新工业,每个人都有一个平等机会拥有能源解放所依赖的新工业,已经足够慷慨了。谁能够放弃对二类永动机的反感用逻辑判断就会占据先机,时不再来,为人生正确抉择抓紧参与瓜分新工业。 联系我chaodao2020@yahoo.cn

  • 【前沿科技】我科学家为诺奖解谜 细胞膜蛋白水通道有双开关

    美国科学家彼得阿格雷博士因找到了允许水分子出入的细胞膜蛋白“水通道”,而荣获2003年度诺贝尔化学奖,但该通道的具体工作机制却一直是未解之谜。记者近日从中科院上海应用物理研究所获悉,我国科学家在此基础上续写下文,发现这种纳米级水通道上具有两把“锁”,分别通过力学和电学开关机制控制着水分子进出。该研究成果已发表在国际权威学刊《美国科学院院刊》(PNAS)在线版上。  在生物体内,蛋白水通道和周围的水溶液中都存在电荷。在纳米和分子尺度上,这些通道因为热噪音效应引起力学形变和电荷移位,这会否影响水通道的开或关?上海应用物理所方海平课题组与浙大、浙江师大、IBM公司研究所和哥伦比亚大学科研人员合作,采用纳米级“碳管”作为生物膜蛋白水通道的简化模型开展研究,结果发现,水分子在通过水通道时,不仅对作用在水通道管壁上的力学响应具有开关特性,对管壁上的电荷响应也有极好的开关特性。研究表明:有效力学信号会导致管壁产生足够大的形变,由此带来开或关的状态变化;而只有在水分子与外界电荷的作用距离非常接近时,通道才会响应,迅速开或关。  专家认为,这一新发现的机制不仅对生物化学有意义,对设计人工分子机器也具有一定启示性。来源:解放网-解放日报

  • 【原创大赛】第八届原创 热力发动机原理

    【原创大赛】第八届原创   热力发动机原理

    热力发动机原理 空气热机的机构分为:加热电源、加热电阻丝、汽缸(高温区、低温区)、工作活塞、位移活塞、飞轮、活塞连杆等部分组成。空气密封在汽缸中,不与外界进行气体交换。工作活塞移动改变气体体积。工作活塞和位移活塞移动使气体进行交换。气体交换是通过中间充满细铜丝(细铜丝能够提高通过气体的热交换速率)的通道进行。 热机气缸的工作原理如图(图中箭头表示活塞运动方向,不表示气流方向):在热机中,位移活塞和工作活塞通过活塞连杆连接到曲柄上,位移活塞在工作活塞上方。在活塞的运动周期中,位移活塞超前工作1/4个周期。当工作活塞位于最顶部(称为上死点或上止点)时,位移活塞向下运动并将空气向上转移到汽缸上部的加热部分,空气被加热膨胀驱动工作活塞向下运动。此时机械功转移到飞轮,当工作活塞位于最下端(称为下死点或下止点),位移活塞向上运动并向下转移空气到汽缸的冷端部分,空气被冷却并被工作活塞压缩,压缩所需要的机械功由飞轮提供。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509291442_568458_3044349_3.png热机汽缸工作原理图斯特林循环(Stirlingcycle)由两个等温过程和两个等容过程组成,空气加热或冷却体积不变,在体积膨胀和压缩时温度不变。因此热机的热力学循环状态:等体加热a,等温膨胀b,等体冷却c和等温压缩d。一次循环对外做得动等于p-V图中曲线所包围的面积,由于工作活塞作正弦运动,无法获取等体变化过程。斯特林循环与卡诺循环的相同点是:等温膨胀从高温吸热和等温压缩外界对系统做功,当循环的上下限温度相同时,斯特林循环和卡诺循环的效率相同: http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/10/201510011108_568977_2984502_3.jpghttp://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif为冷源绝对温度,http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif为热源绝对温度,热机冷热源温度比值越小,热机效率越高。

  • 美德科学家因超分辨率荧光显微镜获诺贝尔化学奖(转载)

    瑞典皇家科学院8日宣布,将2014年诺贝尔化学奖授予美国科学家埃里克·贝齐格、威廉·莫纳和德国科学家斯特凡·黑尔,以表彰他们为发展超分辨率荧光显微镜所作的贡献。 诺贝尔化学奖评选委员会当天声明说,长期以来,光学显微镜的分辨率被认为不会超过光波波长的一半,这被称为“阿贝分辨率”。借助荧光分子的帮助,今年获奖者们的研究成果巧妙地绕过了经典光学的这一“束缚”,他们开创性的成就使光学显微镜能够窥探纳米世界。如今,纳米级分辨率的显微镜在世界范围内广泛运用,人类每天都能从其带来的新知识中获益。 声明还说,黑尔于2000年开发出受激发射损耗(STED)显微镜,他用一束激光激发荧光分子发光,再用另一束激光消除掉纳米尺寸以外的所有荧光,通过两束激光交替扫描样本,呈现出突破“阿贝分辨率”的图像。贝齐格和莫纳通过各自的独立研究,为另一种显微镜技术——单分子显微镜的发展奠定了基础,这一方法主要是依靠开关单个荧光分子来实现更清晰的成像。2006年,贝齐格第一次应用了这种方法。因此,这两项成果同获今年诺贝尔化学奖。 今年诺贝尔化学奖奖金共800万瑞典克朗(约合111万美元),将由三位获奖者平分。

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