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从爱因斯坦到霍金的宇宙期末考试满分答案
&&尔雅网络课程《从爱因斯坦到霍金的宇宙》赵峥
北京师范大学。期末考试满分答案
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你可能喜欢没有科学家像爱因斯坦那么令人着迷
　　牧文　　　　爱因斯坦在1915年发表广义相对论，到2015年已经整整一百年。很多人都听说过爱因斯坦的广义相对论，但并不知道它讲了什么。事实上，广义相对论的很多推论是人们的直觉无法理解的。比如——引力的定义。但2016年“破五”，中国传统迎财神的这一天，不仅中国，全世界的物理学界都沸腾了，仿佛迎来了它们的“财神”——被预言已经百年的引力波，终于被探测到了。　　　　作为一个普通大众，我们在被各种社交媒体刷屏的“引力波”洗脑的同时，却很少有人知道，引力波到底是什么？为什么探测到它需要百年努力？它又能给世界带来什么？在这个时候看到这本书的出版，可谓是时机恰好。　　　　对于大众来说，或许会怀疑花费这么多精力去探索引力波有何意义。但对疯狂的物理学家来说，他们会觉得，这不但值回票价，而且就像免费的一样便宜。对物理学家来说，这轻轻的一震，比《美人鱼》《星球大战》乃至人类史上所有的电影加起来都好看，因为它蕴含的剧情，是宇宙诞生的画面。爱因斯坦当然会高兴听到这个消息，他想像出的东西，人们辛苦了数十年，总算看到了。除此之外，引力波还能让我们知道，我们看不到的宇宙空间在发生什么。如果你是《三体》迷，你就可以理解，如果在很远的星系一个文明被高阶文明炸掉了，我们能够第一时间通过引力波知道这个事情是多么重要。　　　　引力波的探明无疑让人更想知晓广义相对论的内容。其实1907年的时候广义相对论的想法便开始在爱因斯坦的头脑中酝酿，当时他有个想法冒了出来：“如果一个人自由下落，那么他将不会感觉到自己的重量。”这个简单的思想实验给他留下了深刻的印象，把他引向了引力理论。爱因斯坦后来说：“这是我一生中最幸福的思想。”除了探测引力波，一些证实广义相对论预言的精密实验仍在进行，比如2004年曾发射过一颗重力探测器B，它携带着高精度陀螺仪，以测定他预言的由地球引力引起的空间结构的微小改变。　　　　不同于其他的科普读物，这本书适合普通大众来阅读，没有物理学背景的读者也能轻松读懂并获得相当丰厚的知识。最难能可贵的是，书的后记部分讲述了爱因斯坦的遗稿问题，他的遗稿总共有大约3万份文件，体量上类似于拿破仑的遗稿，是达尔文和莱布尼茨的两倍，更是牛顿和伽利略的数倍。　　　　可以说没有任何科学家（也许只有达尔文）能像爱因斯坦那样令世界着迷，他最快乐的事情显然是有时间从事科学研究，正如他在一封家信里写道：“我忙于科学。事实上，不这样做我会无法忍受。”　　　　牧文：80后书评人，爱读科普图书，是豆瓣读书活跃用户，从事图书宣传工作。
( 17:21:18) ( 17:21:18) ( 17:21:14) ( 16:00:47)美媒：牛顿和爱因斯坦万有引力定律并非完全正确？（全文）_网易新闻
美媒：牛顿和爱因斯坦万有引力定律并非完全正确？（全文）
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（原标题：美媒：牛顿和爱因斯坦万有引力定律并非完全正确？）
参考消息网站1月4日报道 美媒称，荷兰莱顿大学的玛戈&布劳沃很勇敢&&如果你一举挑战爱因斯坦和牛顿的话，你必须得勇敢。据美国石英财经网站1月2日报道，布劳沃和她的同事们认为，牛顿发现并经爱因斯坦的相对论进一步扩展的万有引力定律并非完全正确。如果不证明她是错的，不仅会让那两位天才死不瞑目，而且会让暗物质显得毫无必要。为了弄明白是怎么回事，让我们重温中学物理。牛顿教导我们说，万有引力就是一种将地球与太阳，将太阳与银河系等等连在一起的力量。爱因斯坦教导我们说，引力非常强大，使质量聚在一起，而引力是时空弯曲的表现。这两种理论通过了大多数的考验。比如，牛顿的定律现在仍被我们用来做复杂的事情，例如计算在什么地方发射火箭才能将探测器送上一颗彗星。而我们每次在手机上打开地图应用程序都在应用爱因斯坦的定律。地图应用程序利用全球定位系统（GPS）技术帮助我们定位自己。然而，这些引力模型无法根据星系的估计质量来解释星系运动。事实上，相差之大让我们觉得不正常。所以，物理学家们认为，宇宙中一定还有物质，因为它与光不相互作用，所以我们看不到。科学家们称之为&暗物质&，而这就是布劳沃利用的牛顿-爱因斯坦铠甲上的小裂缝。布劳沃并没有另起炉灶提出一个全新理论。相反，她依赖的是阿姆斯特丹大学埃里克&韦尔兰德和魏茨曼科学研究所莫尔德艾&米尔格龙的研究成果。他们的理论著作认为，引力的作用比牛顿和爱因斯坦所描述的更强大，而且消失得更慢。为了检验这一引力理论，布劳沃对采集自2011年至2015年观测到的遥远星系的数据进行了分析。她特别关注每个星系可见盘面附近的区域。已知这一区域有一种所谓的引力透镜现象，即由于遥远星系的引力作用，我们观测的星系发出的光发生了弯曲。将观测数据与牛顿-爱因斯坦的预测进行对照时，物理学家们不得不引入&暗物质&并微调某些参数来确保完全吻合。韦尔兰德的引力模型与那些数据并不完全吻合，但要让它吻合并不需要借助暗物质或微调。这就是布劳沃在一份新研究报告中所说明的。该报告将发表在英国《皇家天文学会月刊》上。很多物理学家对她的发现表示怀疑：可能存在没有被抓到的致命缺陷。不管如何，要重新思考牛顿和爱因斯坦的研究成果，需要的远不止一篇研究报告。点击图片进入下一页资料图
下一页：美媒：科学家测出迄今最小的力 约42幺牛顿
【延伸阅读】美媒：科学家测出迄今最小的力 约42幺牛顿参考消息网6月28日报道 据美国每日科学网站6月26日报道，美国伯克利劳伦斯国家实验所和加利福尼亚大学伯克利分校的研究小组发现了被认为是迄今为止测量到的最小的力。研究人员借助激光和一种特殊的光学捕获系统，测量到了约为42幺牛顿的力。1幺牛顿为10的负24次方牛顿。
伯克利实验所材料科学部及加州大学伯克利分校物理学系共同委派的物理学家丹&斯坦珀-柯恩说：&我们在光学空腔谐振器中对超冷原子云的质心运动施加外力影响，然后测量随之而来的运动。&
他说：&当驱动力和超冷原子云的振动频率产生共振时，我们获得了与理论预测一致的灵敏度，只比标准量子极限高出4个数量级，这是目前实现的灵敏度最高的测量法。&
这一论文发表在美国《科学》杂志上，斯坦珀-柯恩是第一作者。
如果想证实重力波的存在，或者要确定宏观尺度上的万有引力定律在多大程度上继续适用于微观尺度，就需要发现并测量极其微小的力量和运动。比如，在美国激光干涉仪引力波观测台，科学家正试图记录下小到质子直径千分之一大小的运动。
不过，当对力量和运动的测量在灵敏度上达到量子的水平时，就会碰到被称为海森伯格不确定原则的障碍：测量活动本身会对结果造成干扰。这一障碍被称为标准量子极限。
研究小组成员悉尼&施雷普勒说：&我们测量的灵敏度是迄今为止最接近于标准量子极限的。&
施雷普勒说：&1980年的一篇科技论文预言会在5年内达到标准量子极限。而事实上，这一过程多耗费了约30年。&（ 16:39:00）
下一页：美媒披露牛顿巨著险些“夭折”内幕
【延伸阅读】美媒披露牛顿巨著险些“夭折”内幕
&&&& 《鱼类历史》中精美的飞鱼插图点击图片进入下一页
参考消息网4月20日报道 由约翰&雷和弗朗西斯&威洛比编写的1686年版教科书《鱼类历史》一书几乎妨碍了另一本划时代著作的出版，那便是艾萨克&牛顿的《自然哲学的数学原理》（以下简称《原理》）。
据美国趣味科学网站报道，《鱼类历史》一书中美轮美奂的版画的印制成本十分高昂，以至于差点让当时成立仅26年的皇家学会破产。于是，手头拮据的学会不得不收回了出钱刊印牛顿著作的诺言。对于牛顿&&乃至科学界&&来说，值得庆幸的是他的《原理》一书被天文学家埃德蒙&哈雷看到了。哈雷主要是因为计算出了那颗以他名字命名的彗星的轨道才被今人所记住的，不过当时他是皇家学会一位年轻的职员。
哈雷把帮助出版《原理》当作自己的事情，并筹集资金（主要是自掏腰包）在1687年出版了此书。这一著作中包含的牛顿三大运动定律与其万有引力定律一道，提供了有关行星轨道的解释。事实上，他的这部涵盖物理学和数学的著作至今仍被认为是有史以来最重要的科学著作之一。
皇家学会图书馆委员会主席乔纳森&阿什莫尔说，皇家学会为了出版一本关于鱼的书而拒绝牛顿的著作似乎有些奇怪，但当时还处在科学革命的初期。他在一份声明中说：&尽管《原理》一书也许会继续获得持久的声望和荣誉，但我们希望，访问我们新的在线图片资源的读者能够理解早期皇家学会会员如此看重威洛比精美的图解版鱼类自然史的原因。&
（ 17:28:00）
(原标题：美媒：牛顿和爱因斯坦万有引力定律并非完全正确？)
本文来源：参考消息网
责任编辑：王晓易_NE0011
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历史上的今天
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blogTitle:'这一天，科学与宗教殊途同归： --人类历史上最伟大的两位科学家牛顿和爱因斯坦为什么最后都信了宗教',
blogAbstract:'\t \t\t\t\t\t&&&& 我们今天证明了上帝的存在。经过那么多的解释，现在我们对这个结论不难接受了。把其中的理想通了，我们再反回头回想这个问题的时候，会发现它好象本来很明白、很清楚、很简单。天下的理哪儿那么复杂啊。一切其实本都是简单、明了的。只是我们心中和现实中的迷雾、障碍太多了，结果就是很简单的事情我们一时也无法弄明白了。&&&& &比如有人就有这样一种误解：“我想相信上帝是一种思维惰性的表现，对科学没有什么好处。因为要解释无法解释的现象，只需要一个假设就可以了，就是上帝。这样，什么东西都可以装到这个筐里，为什么会这样呀？因为是上帝的安排。这样就可以心安理得的过自己的日子，不再去追求为什么。从古希腊到文艺复兴，科学史可以说出现了断层，我觉得就是宗教起的阻碍作用，不再去对事物的根源探个究竟，而是用上帝来解释所有的现象，这种历史惯性影响之深远是空前的，甚至直到现在，我们已经知道了一些科学知识，能够解释很多自然现象，科学体现出了巨大威力，仍然有很多人摆脱不了宗教的阴影。”',
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