文章简要讨论有关统计力学基本原理的几个问题，包括正则系综理论、系综分布函数的支集、与热力学的对应、不可逆性及分布函数的时间演化。

量子体系的噪声是否可以用来做功？Philip Ball 观察了这种试图“将缺陷变成性能”的新的研究方向，这些研究工作有可能将量子力学和热力学在更基本的层次上联系起来。

20 世纪物理学经历了从经典到近代的革命，蓬勃发展，推动了所有科学的进步，引领了各种现代化技术的产生。可以说，20 世纪是物理学的世纪，大师云集。窃以为，20 世纪顶尖的物理大师中，对物理教学贡献最大的有两位：朗道和费曼。朗道和栗弗席兹合著的九卷理论物理教程是理论物理的经典，三卷《费曼物理学讲义》被美国物理教师奉为“圣经”。朗道和费曼都才华横溢，聪敏过人，但性格各异。朗道自视甚高，个性鲜明，得罪了不少人，曾因“反革命罪”入狱一年，后为克格勃(苏联国家安全部)监控终生，不得出国。费曼性格爽朗，光明磊落，聪明好奇，多才多艺。他体验过催眠术，破译过马雅天文学的奥秘，能双手以不同的节奏打邦戈鼓，开密码保险箱，画模特素描，多达到专业水平。他好开玩笑，甚至恶作剧，使人哭笑不得。有人说，一般的天才别人还可以学，而费曼的天才是别人学不来的。他是神奇的天才，也是魔术师般的鬼才。

在纪念费曼诞辰100 周年的日子里，我们不仅要回顾这位伟大物理学家的光辉成就，同时也希望新一代能够继承他的科学精神。未来肯定还是需要费曼这样的天才，而我们普通人也不能消极等待，“在天才出现之前”，仍然要努力做好自己的工作，为新一代费曼的出现做好准备。

费曼想象，没有生命之前的宇宙的历史，远比有了生命之后的宇宙的历史更加悠久。他想象，所有的生命，包括植物、动物以及人类，都是由原子组成，都遵循着相同的科学——物理、化学、生物学——定律，因此都是平等的。费曼想象，在没有生命作为参与者和观察者之前的宇宙，必定开展着一段段波澜壮阔、狂野与绚丽的演进。他鼓励人类，去大胆想象在没有生命(生物)之前的宇宙的辽阔景象，以及之后出于偶然的生命起源与其演化过程的悠扬和无尽未知奥秘！走笔至此，作者深深觉得：(战国)屈原的《天问》，(唐) 张若虚的“人生代代无穷已，江月年年只相似”，以及(民国)陈寅恪的“独立之精神，自由之思想”，都不若费曼的“科学宇宙”之宏伟悠长！

大型高功率脉冲装置广泛应用于高能量密度物理的实验室中，随着诊断技术和流体力学模拟技术水平的提高，基于此类装置，实验室天体物理方向取得一些新的重要进展，文章主要介绍帝国理工大学Z箍缩结构的MAGPIE 脉冲功率装置上开展的关于磁重联和喷流的实验进展，在磁重联实验中，发现重联电流片中电子温度和离子温度远高于入流等离子体的温度，必然有其他效应导致电子和离子的异常高温；喷流实验中观察到弓形激波和锥形激波的产生。最后对Z 箍缩装置实验室天体物理学的未来发展做一些展望。

自1971年以来，物质的量摩尔(mol)确定为国际单位制(SI)的7个基本单位之一，由0.012千克碳-12的原子数目定义为1摩尔，由此它与千克的定义具有相关的特性。在千克采用普朗克常数重新定义后，摩尔将采用阿伏伽德罗常数重新定义。文章介绍了重新定义所做的工作及新定义使用的原理和实验测定。这些结果对物理学、化学和计量学均有重要的意义。

水是自然界中最丰富、人们最为熟悉，同时也是最不了解的一种物质。Science 在创刊125 周年之际，公布了本世纪125 个最具挑战性的科学问题，其中就包括：水的结构如何？2015 年，《德国应用化学》也将水的相关问题列入未来24个关键问题之一(排第四)。水可以说是“soft in nature，hard in science”。虽然水分子的结构简单，但相关问题是复杂的，其中一个很重要的原因在于水的核量子效应。水中含有大量的氢原子，而氢原子核的质量很小，其量子效应(隧穿和零点运动)会异常显著。氢核的量子效应对水的结构和动力学到底有多大影响？这被认为是揭开水的奥秘所需要回答的关键问题之一。

没有人会质疑石墨烯是一种令人兴奋的材料，或许它的发现者值得获诺贝尔奖。如果你是一个强关联电子材料爱好者，石墨烯的单层碳原子原本没有多少吸引力。这一印象在今年早些时候发生了变化，当时有两项关于“扭曲石墨烯”的新实验报道。这种非典型形式的石墨烯由一对紧靠的单层石墨烯片组成，扭转使它们的碳原子稍微偏离上下对准( 见图)。第一个实验表明，一个小的扭转角使传导电子形成Mott 绝缘体，其中电荷通过强的电子—电子相互作用，“冻结”在特定的晶格格点上。第二个实验表明，利用不同的外加电压控制石墨烯层中的电子密度，可以将绝缘体转变为超导体。这种从Mott 绝缘体到超导体的转变表明，石墨烯具有超导电性的非常规形式，就像高温超导体(高T_c)中所发生的那样。

对暗能量巡天(DES)第一年数据的分析显示：利用弱引力透镜效应限制宇宙学参数的精度可与微波背景辐射观测相媲美。

我在20 世纪80 年代初期开始致力于量子光学研究，90 年代初又扩展到刚刚萌芽的量子信息领域。当时国内学术界对量子信息领域的研究呈现出相当冰冷的状态，民众更是将量子力学视为高悬在学术殿堂之上的圣物，敬而远之。
近几年来，随着量子信息的飞速发展，加上媒体的大力渲染，“量子”已成为人们津津乐道的话题，有的甚至将“量子现象”描绘得神秘无比，仿佛世界上所有难以解决的事情都可归结到“量子纠缠”上。个别学者不实的夸大宣传，部分媒体的不断炒作，造成当前关于“量子世界”形形色色的奇谈怪论，引发各界激烈的争论。
究竟量子力学能为人类提供什么真实有用的技术？目前宣传的量子现象，哪些是科学的预言，哪些是杜撰出来的虚无之物？在学术界朋友的催促下，我将媒体种种议论汇聚为十个问题，谈谈个人的看法。毕竟量子世界奇妙无比，没人敢断言已完全参透了量子世界的真髓。“量子十问”系列科普短文只不过是一孔之见，供读者参详、争论。

自古人类视觉追求立体、丰满、洞透，当下物理追求平面、细微、对称破缺。后者为之欲生欲死的对象之一就是“二维”这个字眼。她真是让人又爱又恨。爱者赞其丰富物理，可上天入地无所不能而酣畅淋漓。恨者斥其不可捉摸而迁怒于“炒作概念”，就如朗道不喜、墨敏(Mermin)证毕一般，仅此而已。窃以为，二维材料的“发现”与研究，对人们思维模式的启发意义要远大于材料本身的意义，这种状况对物理研究有利有弊。有利是说能够拓展创新知识，有弊是说这种状况不会持久，纳税人和投资者不会光付钱不吃饭。

在超导材料研究中，高压是非常重要的方法。在高压下，原材料之间互相接触紧密，化学反应速度要远远大于常压情况，极大地提高了材料制备的效率。常用的高压合成方法有很多，比如多面顶高温高压合成和高压反应釜合成等。前者比较复杂，外层是个球壳，传压介质包裹着里面的八面球压砧，然后顶上六面顶压砧，再压上一个四面体的传压介质，最里面才是样品材料(图2)。如此设计的层层压力传递，最终就能在比较狭小的空间里实现几十万个大气压(~20 GPa)。高压反应釜则比较适合液相合成，将原料放在液体中并将其高压密封，温度升高后压力会更高，有利于某些样品的生长(图2)。借助高温高压，能实现不少常压下得不到的材料。对于某些特殊材料，如一些笼状化合物，在常压下难以稳定存在或合成。包裹着甲烷等的笼状水合物，又称之为“可燃冰”，就是海洋深处高压下形成的。一些高压下合成的笼状结构超导材料，如Ba₈Si₄₆材料，临界温度约为8 K(图3)。许多硼化物等硬度很高的材料，也需要借助高压合成来完成。

CPU 无处不在，大到超级计算机，小到笔记本电脑、智能手机，甚至智能电表、水表都离不开这枚小小的芯片。CPU的研制是一项繁杂的系统工程——结构设计在所有集成电路中最为复杂，加工制造工艺也非常复杂。目前，CPU的主流制程已经达到14—32 nm(英特尔I7处理器采用14 nm制造工艺)，更高的研发制程甚至已达7 nm，也就是说一根头发的宽度可以走几千根线。除此之外，CPU的软件生态更为复杂。IT 产业本质上是“解决方案为王”的产业，而通用CPU 的“ 解决方案” 除了CPU 芯片本身外，操作系统、编译器、数据库、办公软件等都发挥着极其重要的作用。因此CPU不仅要造得出、造得起，还要用得上、用得好。