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物理  
  物理--2019, 48 (1)   发布日期: 2019-01-12

封面故事 智能机器人作为包含多学科知识的技术,几乎是伴随着人工智能产生的。现代社会的很多方面需要智能机器人参与,使得该领域的研究成为热点。到目前为止,在世界范围内还没有统一的智能机器人定义。大多数专家认为,智能机器人至少要具备三个要素:一是感觉要素,用来认识周围环境状态;二是运动要素,对外界做出反应性动作;三是思考要素,根据感觉要素所得到的信息,思考出采用什么样的动作。要完成人类指定的各项“任务”,需要给机器人安装“大脑芯片”,使其智能性更强,在认知学习、自动组织、对模糊信息的综合处理等方面才能前进一大步。虽然目前我们不常见到智能机器人的身影,但随着这项技术的不断发展和成熟,智能机器人必将走进千家万户,更好地服务人们的生活。(封面图片来自清华映像)

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评述

雷达启发的强激光啁啾脉冲技术——军事需求催生基础研究的一个典型案例 Hot!

王旭,孙昌璞
2019, 48(1): 1-8     全文: PDF (2711 KB)   ( 下载: 1463 )
摘要

基础研究前沿领域大多来自人们对自然规律的自由探索,然而国家需求、特别是战时的特殊需求往往也会导致基础研究特色新生的领域,其中的科学思想和技术方法更容易催生颠覆性科技创新。2018年诺贝尔物理学奖颁发给了雷达启发的“啁啾脉冲技术”正是这方面的典型案例。雷达是“二战”时期最重要的军事需求之一。一方面,雷达发射源的新技术探索,导致从微波激射器到激光一系列的原创性的基础研究和技术突破,如原子的激光冷却技术;基于激光的光纤通信技术更是改变了现代人类的生活方式。另一方面,雷达系统的啁啾脉冲技术被应用于光学领域,突破了产生强激光的技术瓶颈;而强激光的出现又催生了一些全新的基础研究领域,如惯性约束核聚变。文章将通过从雷达到激光及啁啾脉冲技术历史发展中的关键技术介绍,展示战略需求对基础研究诞生的牵引性作用。

时间计量简史 Hot!

邹振隆 译
2019, 48(1): 9-12     全文: PDF (2428 KB)   ( 下载: 1358 )
摘要

从插在地上的棍子到铯原子钟,人类数千年来一直在用它们以不断提高的准确度来记录时间。海伦·马戈利斯(Helen Margolis)将为您介绍我们是如何达到秒的目前定义,以及时钟技术的未来发展方向。

前沿进展

磁电阻/超导复合式磁传感器:原理及发展 Hot!

伍岳,肖立业,侯世中
2019, 48(1): 14-21     全文: PDF (2832 KB)   ( 下载: 1429 )
摘要

弱磁探测在科研、工业生产以及日常生活中已起到越来越重要的作用。近年来,利用超导技术与磁电阻传感器相结合,人们研制成功一种新型的磁电阻材料/超导复合式磁传感器,其探测精度有望达到fT量级,并在弱磁探测领域具有大规模应用的潜力。文章介绍了该类磁传感器的结构及工作原理,并根据磁电阻材料的不同,分别对巨磁电阻(GMR)和由作者所在实验室制备的隧道磁电阻(TMR)/超导复合式磁传感器的发展及应用进行了说明。

表面等离激元纳米阵列结构传感器的集成化和小型化研究 Hot!

梁瑜章,徐挺
2019, 48(1): 22-28     全文: PDF (3607 KB)   ( 下载: 1402 )
摘要

表面等离激元由于其异常的光学特性在高灵敏度传感领域有着广泛的应用前景。然而,传统棱镜式表面等离激元传感器由于庞大的体积和昂贵的成本限制了其进一步发展。表面等离激元金属纳米阵列结构传感器的出现为实现低成本、小型化和集成化的表面等离激元传感器提供了一条有效的解决途径。文章首先总结了表面等离激元纳米阵列结构传感器的发展现状和应用优势,然后主要介绍了近期作者课题组在表面等离激元传感器小型化、集成化、低成本方面的一些工作。这些工作对推动表面等离激元传感理论的发展,实现金属纳米阵列传感技术器件化具有较为重要的现实意义。

研究快讯

拓扑材料中对数量子振荡的发现 Hot!

刘彦昭,王慧超,刘海文,王健
2019, 48(1): 29-32     全文: PDF (2957 KB)   ( 下载: 1297 )
摘要

1930年舒伯尼科夫(Lev Shubnikov)和德哈斯(W. J. de Haas)在铋单晶材料中观测到电阻随磁场的倒数呈周期性变化的规律,被称为Shubnikov—de Haas(SdH)振荡[1],这是人类首次发现的量子振荡。

物理攫英

焰火背后的科学

厚美瑛 编译
2019, 48(1): 33-35     全文: PDF (3383 KB)   ( 下载: 1072 )
摘要
焰火已经成为全世界庆祝活动的标志。作者Pierre Thebault通过五光十色的烟花和响亮的爆竹声,把目光投向了焰火技师用来改善烟花安全、对环境的影响和焰火的壮观程度等一系列科学技术问题。

难以捉摸的惰性中微子

周书华 编译
2019, 48(1): 36-36     全文: PDF (1437 KB)   ( 下载: 880 )
摘要
中微子总是带来惊奇。Wolfgang Pauli 于1930年推测了中微子的存在。后来,物理学家们了解到中微子振荡,即已知的3种“味”(电子、µ子和τ子)的中微子在空间飞行时,周期性地相互转换。最近又发现,决定着中微子振荡的参数与理论预期截然不同。
量子十问

量子十问之四:“薛定谔猫”为什么会自然死亡?

郭光灿
2019, 48(1): 37-38     全文: PDF (1533 KB)   ( 下载: 1089 )
摘要
凡是学习《量子力学》的学生,都必须学会求解薛定谔方程,人类一百多年来也一直在求解各种各样的薛定谔方程,并开发出激光、半导体、核能等新技术,造福人类近一个世纪。薛定谔正是因为在创建量子力学时所作的巨大贡献荣获了诺贝尔物理学奖。但其后来如同爱因斯坦一样,对量子力学有诸多质疑,1935年他发表了著名的薛定谔猫佯谬,质问客观世界是否存在可以区分的量子态的叠加。
物理学漫谈

降维超导 堆砌如花

牟刚
2019, 48(1): 39-42     全文: PDF (2807 KB)   ( 下载: 1230 )
摘要

降维
体系关联本复繁
降维堆砌梦新颜
从来物理风霜领
焉乃化学今亦欢

天行见物理

天行见物理之一:太初有道

李轻舟
2019, 48(1): 43-46     全文: PDF (2441 KB)   ( 下载: 914 )
摘要

In principio erat Verbum (Logos)......
太初有道……
 ——《新约·约翰福音》

人物

那棵消失的树——回忆导师张首晟

胡江平
2019, 48(1): 47-52     全文: PDF (1988 KB)   ( 下载: 1356 )
摘要
首晟走了,走得那么的突然。2018年12月6号那天早晨,我正在赶往机场的路上。和许多人一样,看到手机微信里朋友询问的信息,我还十分肯定地以“别开玩笑”作了答复,可是后面的几十分钟如雪片一样飞来的消息让心情沉重起来,接了几个电话,电话这头的我已经渐渐发不出声音,直到飞机要起飞的那刻,晓亮的电子邮件将最后一丝希望彻底收走,那种感觉的强烈就如同心在冲动的年纪被猛然击碎一样。3个小时的航程,我一直浑浑噩噩,分不清自己是不是处在一个真实的世界,梦里仿佛正陪着他沿着斯坦福那最震撼人心的棕榈大道慢慢走近教堂。
科学基金

2018年物理科学一处评审工作综述

倪培根,陆瑞锋,陈刚
2019, 48(1): 53-58     全文: PDF (1612 KB)   ( 下载: 1083 )
摘要
2018年度国家自然科学基金评审工作已结束,文章统计分析了物理科学一处本年度申请和资助项目情况及评审工作结果,对申请和资助过程中的新政策、新动向以及遇到的新情况、新问题进行了归纳和总结。物理科学一处的各项工作得到了科技界同仁的支持,在此向广大学者、专家们表示衷心感谢!
科学咖啡馆

冰雪奇境——中国科学院物理研究所“南极探秘”主题讨论侧记

姜畅,李淼,魏红祥
2019, 48(1): 59-60     全文: PDF (1604 KB)   ( 下载: 1130 )
摘要

2018年12月17日晚,由科技部引智司、中国科学院科学传播局、北京科学技术委员会支持,中国科学院物理研究所承办的第33 期科学咖啡馆活动在物理所M 楼咖啡厅举行。
活动邀请的是未来学院院长、少年极先锋极地科考活动组委会主任丁琛先生。他有着15 次极地考察的经历,其中7 次到达北极,8 次到达南极。在冰雪奇境的回忆里,丁琛先生讲述了他和团队在地球最南面神秘之境的探索之旅。

书评和书讯

2018年度值得推荐的物理学新书

《物理》编辑部
2019, 48(1): 61-64     全文: PDF (1374 KB)   ( 下载: 1124 )
摘要

物理学大题典
内容简介:“物理学大题典”是中国科学技术大学39 位资深教授长期鼎力合作的成果,前后历经近20 年。这套大型物理题解书籍的前身是在中国物理学界久负盛名的“美国物理试题与解答”丛书。“美国物理试题与解答”是CUSPEA项目的成果,内容主要是美国知名大学研究生的入学试题解答。本次再版工作历时一年而成,增加了第6 卷《相对论物理学》,第7 卷《量子力学》扩充为上、下分册,丛书最终为8 卷10分册。书中除了继续涵盖力、热、光、电、近代物理到四大力学全部基础物理学内容之外,还包括了原子核物理、粒子物理、凝聚态物理、等离子体物理、天体物理、激光物理、量子光学和量子信息物理等内容,大体涵盖了当前物理学类专业的全部本科课程的内容,并追踪不断发展的科学轨迹,除在上一版基础上适当修订审校外,还补充收录了部分编审老师积累的工作成果。
“物理学大题典”以先进教育理念为指导,注重学科交叉、注重与科研结合,富于“当代感”,是物理学类师生的必备工具书。
推荐理由:这套物理题解丛书部头大、内容新。题目主要来源于美国多所著名大学物理类研究生入学试题,以及20 世纪80 年代李政道先生提议并主持的CUSPEA计划各著名美国高校轮流出的考题。书中全部试题由中国科学技术大学一百多位学生做了解答,经近40 位中科大老师审定,复经二十余载时光的斟酌积淀。丛书明显体现着美国科技文化的特色,凝聚着中科大学生解题的智慧与辛劳,体现着中科大老师们的执着与水平,是中美物理教学交融的结晶。

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