从1991年起,arXiv(发音像档案archive一词)就一直是物理、数学和计算机等科学领域的学术论文集散中心。其中有超过上百万篇论文都是专业严谨的学术研究的产物,并在之后正式出版在同行评议的期刊上。但是,即便有着严格的评审,仍然有些人的文章比其他人更有个性。此次,我们从arXiv上收集了七篇“最个性”的物理论文。
1. 中微子超光速现象可以用量子弱测量解释吗?作者:M V Berry,N Brunner,S Popescu和P Shukla
2011年,一个实验似乎发现了传播速度比光速还要快的粒子。为了不让读者在冗长的计算中对这种几乎不可能现象的失去兴趣,文章的摘要(Abstract)直接用最简短的词语来阐述结果:“
▶ 论文传送门:https://arxiv.org/pdf/1110.2832.pdf
2. 量子引力的对话
作者:Carlo Rovelli
除非你非常熟悉弦理论和圈量子引力论,否则这篇论文读起来只怕会像是在柏拉图的《理想国》的希腊文原著。论文通篇都用苏格拉底式对话的问与答编写,非常有趣。
▶ 论文传送门:https://arxiv.org/pdf/hep-th/0310077v2.pdf
3. 无罪的证明
作者:Dimitri Krioukov
在他显然因为没有在停止标志前及时停车被逮住之后,本文的作者 Dmitri Krioukov 决定自证清白——用只有科学家才会使用的方式。
他用数学方法证明,对于一名测量汽车的角速度的警察来说,短暂的视觉屏障可能会导致其产生汽车没有停止的幻觉。Krioukov 向arXiv提交了他的证明,法官因此取消了他的罚单。
摘要是这样说的:我们显示了,如果一辆汽车在停车标志处停下,对于一个位于垂直于汽车行驶轨迹且相距一定距离的观察者(如警察)来说,若满足以下三个条件,就必定会产生汽车没有停止的错觉:(1)观察者测量的不是汽车的线性速度而是角速度; (2)汽车先减速,随后又以相对较快的速度加速;(3)观察者因外部因素阻碍而导致短暂视觉屏障,比如有另一辆车在一瞬间和它同时接近停车标志。
▶ 论文传送门:https://arxiv.org/pdf/1204.0162.pdf
4. 任意小的偏差的量子弱掷硬币
作者:Carlos Mochon
arXiv中没有多少人用涉及活人献祭的故事来说明他们的观点的文章。这里就有一篇关于量子信息学的论文,不经意间暴露了物理学家的奇怪的一面。
摘要:“上帝不掷骰子。但他抛硬币。”不知出于什么原因,他拒绝了我们量子比特的请求。不知出于什么原因,他甚至否认我们的强掷硬币。但是,他以无限的怜悯之心,赐予了我们量子弱掷硬币,因此我们也或许可以抛硬币。
抛硬币的说明如下。但请注意!只有那些掌握了Kitaev关于掷硬币和算子单调函数的大师才可能成功。对于那些愚蠢蛮干想要尝试的人,以下是一个完整的教程。
▶ 论文传送门:https://arxiv.org/pdf/0711.4114.pdf
5. 10 = 6 + 4
作者:Frank D. (Tony) Smith, Jr.
一位理论学家用一种新的计算将十维分解为六个有着局部共形变换的时空维度和一个四维的紧致内部对称空间。他给这篇复杂的论文取了一个特别简单的标题:10 = 6 + 4。
▶ 论文传送门:https://arxiv.org/pdf/hep-th/9908205.pdf
6. 如果玻姆(Bohm)出生在玻恩(Born)之前,那玻尔(Bohr)还会出生吗?
作者:Hrvoje Nikolic
这篇论文的标题像绕口令一样,在摘要中甚至还加上了颇有寓意的歌词。他用一个虚拟的时间切入点来论证量子理论开启的时效性。
摘要:我讨论的是一个假设的历史背景。在这个背景下,薛定谔方程的一个类玻姆决定性的诠释会早于玻恩概率诠释提出。我认为在这样的背景下,哥本哈根(玻尔)的诠释便可能无法在物理学家中广受欢迎。
这是真实的生活
还是幻想
被困于山崩
无法逃避现实
——Freddie Mercury: “Boh(e)mian Rhapsody”(《波希米亚狂想曲》)
▶ 论文传送门在此:https://arxiv.org/pdf/physics/0702069.pdf
7. 数字签名的量子令牌
作者:Shalev Ben-David, Or Sattath
有时候,解释一件事的最好办法是想想如何将它对一个孩子解释 —— 例如用童话故事解释。这篇论文的作者分别来自MIT和希伯来大学,在摘要中,他们描述了一个可爱的故事:
渔夫抓了一条量子鱼,鱼乞求到: “渔夫,请让我走吧,作为报答我将会让你实现三个愿望。”渔夫同意了,鱼给了渔夫一个量子计算机,三个量子签名令牌和经典的公开密钥。鱼解释说:“为了能签署你的三个愿望,你要在这个量子计算机上使用令牌化的签名方案,然后向欠我人情的国王出示你的有效签名。”
渔夫用其中一个签名的令牌来签署了“给我一座城堡”文件,他赶到了宫殿。国王使用鱼的公钥执行经典验证算法,生效后,国王便答允了。
渔夫的妻子想用剩下的两个签名令牌签署十个愿望,但渔夫不想作弊,偷偷起航去见鱼,对鱼说道: “鱼,我的妻子想再多签十个愿望。”鱼听了之后表示并不担心,说道:“我从上一个故事(兄弟格林的渔夫和妻子的故事)中学到了量子加密技术,这些量子令牌会在签名过程中被消耗,你的多边形妻子甚至不能使用我给你的三个签名令牌签署四个愿望。”
渔夫好奇道:“那它是如何工作的?”鱼答说:“你听说过量子货币吗?它们是很容易被验证却很难被复制的量子态。这些令牌化的量子签名方案扩展了阿朗森和克里斯蒂安娜的量子货币方案,这也就是为什么签名令牌不能被复制。”
渔夫又问:“那你的方案是否还有别的更花哨的属性呢?”“是的,这个方案还有其他的安全保障:可撤销、可测试、还具有永久的安全性。除此以外,如果你在海上,而你的量子手机只有经典的接收反应,你可以用这个方案将量子货币的价值转移到岸上。” 鱼回答完这个问题便游走了。
▶ 论文传送门在此:https://arxiv.org/pdf/1609.09047.pdf
撰文:Daniel Garisto / 编译:萌大统领
原文链接:http://www.symmetrymagazine.org/article/quirks-of-the-arxiv
当曲率、度归、引力波……
这些听起来高深的物理学专业词汇,
竟能吸粉20多万?
继72岁的吴姥姥在热搜刷屏后,
一名科普物理弦理论的
90后博士后——周思益
也在网络走红。
今年7月25日开始
周思益的40多条科普短视频,
迅速收获24万粉丝,
还吸引了几千位网友加入粉丝群,
每天在群里讨论物理问题。
作业曾被当作标准答案
但“天才少女”也会沮丧
据了解,
周思益今年29岁,
目前在日本神户大学做二期博士后,
此前她毕业于中科大理论物理专业,
在香港科技大学读了博士,
又在瑞典斯德哥尔摩大学
做了一期博士后。
研究方向涵盖宇宙学、场论,
以及在美剧《生活大爆炸》中
智商187的主角谢尔顿研究的弦理论,
这是现代理论物理的前沿阵地。
小时候,父母常把周思益送到爷爷家玩,
爷爷退休前是高中物理特级教师,
经常带几岁的周思益玩物理实验道具,
也会为她讲解生活中的物理科学道理。
初中时,
周思益的物理作业被当作标准答案。
高中,
她考上了学霸聚集的“华师一”中学,
物理成绩依然名列前茅。
她对物理问题有种敏锐的直觉,
公式、图纸在她脑海里,
可以自动变为立体图像,
“只看题干就能知道答案。”
进入大学前,周思益一度认为,
自己能成为第二个爱因斯坦。
但在攻读博士和博士后期间,
周思益接触到许多顶尖科学家
开始面对自己的“相对平凡”。
她最喜欢的当代物理学家是
马尔达西那,
博士二年级一直在读他的一篇论文。
一次在同学的帮助下,
周思益见到了这位阿根廷物理学家,
向他请教那篇一年都没研究通的论文,
和物理学家两个小时的聊天,
让周思益开始感到沮丧、自我怀疑,
认为自己的研究
对于科学发展微不足道。
而让周思益重新找到自己价值的
是她制作的科普短视频。
令周思益没想到的是,
深奥专业的物理学科普视频
竟然获得了很多人的认可,
从此便一发不可收拾。
“幼儿园小朋友如何理解史瓦西黑洞”
一把剪刀,一卷卫生纸筒,
靠着这两样简单的道具,
周思益就在视频中,
讲起了圆柱曲率的计算问题。
她的标题往往让人摸不着头脑:
“什么是AdS/CFT”
“黑洞信息佯谬”
“游泳圈的曲率”
“小学生如何理解P-V相变”
......
最离谱的视频标题还是
“幼儿园小朋友
如何理解史瓦西黑洞”。
她自称成立了一家“弦论幼儿园”,
自己是“幼儿园园长”,
粉丝都是“小朋友”。
虽然统一被称为“小朋友”
但观看她视频的粉丝中,
既有中学生、本科生,
也有很多专业研究物理的学者,
甚至还有不少老年人。
粉丝里最多的还是热爱物理的学生,
在粉丝群里,
他们打破学校和年级的界限,
学习深奥的物理知识。
周思益称,
希望能帮更多人走进物理的世界,
自己也从中重新找到了
做学术研究的意义。
周思益小时候曾听过一些偏见,
那时大人们认为物理研究多属于男性,
开始做科普后,
她在抖音个人主页的介绍里写了一句话:
“喜欢给孩子讲有趣的物理知识,
特别是给很可爱的小女孩讲物理。”
她希望通过自己的科普,
鼓励更多女孩进入物理研究领域。
为周思益点赞,
也希望更多“小朋友”
探索物理学的美妙世界!
来源:中国青年报
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