我的师祖,约翰·惠勒(John Archibald Wheeler),曾经简洁地概括"几何动力学"——一个他个人更喜爱的对广义相对论的称谓:"时空告诉物质如何运动,而物质告诉时空如何弯曲"。

人类一直尝试以不同方式认识和理解我们所面对的物质世界.从这些尝试中生长出哲学与自然科学这两种思维方式.前者侧重思辨的、定性的讨论;而后者则更加注重实证的、定量的分析.

13 亿年前的地球充其量还只有低等生命的存在,然而那时候遥远外太空里一颗质量为29 倍太阳质量的黑洞与另外一颗36 倍太阳质量的黑洞缓慢地靠近了,它们相互绕转,最后碰撞并合在一起,拨动了宇宙的琴弦——发出引力波。引力波以光速传播,在走了漫长的13 亿年后,如今正强烈地拨动着2016 年地球人的心弦。

1935 年,爱因斯坦(Albert Einstein)和Boris Podolsky、Nathan Rosen(EPR)3 人写了一篇如今非常有名的文章,质疑了量子力学理论的完备性。他们认为一个粒子在局域范围内携带了其全部性质,对其进行测量的所有结果构成粒子的物理真实。然而,根据量子理论的观点得出的结论是,相隔很远的两个粒子之间可以瞬间发生相互作用,对其中一个粒子的测量结果受远处的另一个粒子的操控。这在EPR 看来是不可能的,因此量子理论是不完备的,为了得到一个关于世界的合理的“局域唯实论”的描述,就必须补全量子理论的形式。

Brian Swingle是斯坦福大学一名研究人员,当他还在MIT修读物质物理学专业研究生时,非常偶然的参加了几堂关于弦论的课程以丰富自己的学习经历。虽然开始时他很少留意课堂上碰到的一些概念,但随着学习的深入,他发觉自己的研究与黑洞物理和量子引力的弦论方法之间竟然存在意外的高度相似。他的研究工作是使用张量网络来预测奇异材料的性质。

最近Google 宣布在量子计算领域取得了突破性进展,他们用D-Wave 量子计算机(图1)在解决某些问题上比传统计算机过程快了1 亿倍。果真这样,它将带来人工智能技术的巨大进步。不过,有专家对此表示质疑,认为这些说法夸大其词了。那么Google 所谓的D-Wave 量子计算机,到底能不能做量子计算,这1 亿倍的加速又是怎么回事?

继2015 年诺贝尔物理学奖公布仅一个月,中微子领域再传喜讯:大亚湾中微子团队斩获“2016 年基础物理学突破奖”,共同分享这一大奖的还有其他4 个国际中微子实验团队(Kam-LAND,K2K/T2K,SNO,SuperKamiokande)。

爱因斯坦堪称物理学界最重要的主角之一。继1915 年提出广义相对论后,他成功地将相对性原理推广至一切参考系。广义相对论描述了时空弯曲如何受物质决定,物质运动如何受时空弯曲的影响。它革新了人类对于时空本质的经验认识。

几何计算化对于现代几何理论和计算机科学都提出了强有力的挑战。单纯从理论方面而言, 就已经困难重重;考虑到计算机实现, 我们不可避免地要渡过许多难以逾越的天堑。

近来人工智能成了热门话题。一方面, 它和自动驾驶汽车、机器人保姆等各种新发明紧密相关, 以至于在各种产品前面加一个“智能”的修饰语成为时髦。另一方面, 它又被联系于大规模失业、机器统治人类等各种灾难。一时间, 各种呼吁和警告不绝于耳。

2006 年1 月19 日,美国国家航空航天局(NASA)发射了探测冥王星的“新视野号(New Horizons)”飞船。当“新视野号”出发时,冥王星还是与地球平起平坐、风光无限的太阳系第九大行星。而发射之后仅仅7 个月,冥王星居然因国际天文学联合会的一纸决议,被逐出了行星队伍,降级为矮行星,成为国际天文联合会天体数据库中第134340 号小行星。

1992 年初,苏·罗德里格兹已经活了42 个年头。那时候,维多利亚市的人们正准备迎接春天。但对她来说,加拿大寒冷的冬天却永远不会结束,因为她刚刚被确诊患有肌萎缩侧索硬化症(ALS,俗称“渐冻人症”)。

《赛先生》微信公众平台由3 位国内外知名科学家饶毅、鲁白和谢宇在2014 年7 月发起并担任主编,它讲述科学家的故事,介绍科普知识,也传递科学的态度,不仅是科学家们建言国家和社会的平台,也是一份颇具可读性的科学读物.《科技导报》从2015年第13 期开始,与《赛先生》合作,每期选取一篇《赛先生》发布的高质量原创文章,与读者分享,“与科学同行”.