主题:物理学

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物理学是一门自然科学，注重于研究物质、能量、空间、时间，尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。物理学是关于大自然规律的知识；更广义地说，物理学探索分析大自然所发生的现象，以了解其规则。

物理学是最古老的学术之一。在过去两千年里，物理学与化学、天文学都曾归属于自然哲学。直到十七世纪科学革命之后，物理学才成为一门独立的自然科学。物理学与其它很多跨领域研究有相当的交集，如生物物理学、量子化学等等。物理学的疆界并不是固定不变的，物理学里的创始突破时常可以用来解释这些跨领域研究的基础机制，有时还会开启崭新的跨领域研究。

物理学是自然科学中最基础的学科之一。经过严谨思考论证，物理学者会提出表述大自然现象与规律的假说。倘若这假说能够通过大量严格的实验检验，则可以被归类为物理定律。但正如很多其他自然科学理论一样，这些定律不能被证明，其正确性只能靠着反复的实验来检验。

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在粒子物理学中，量子电动力学是电动力学的相对论性量子场论。它在本质上描述了光与物质间的相互作用，而且它还是第一套同时完全符合量子力学及狭义相对论的理论。量子电动力学在数学上描述了所有由带电荷粒子经交换光子产生的相互作用所引起的现象，同时亦代表了古典电动力学所对应的量子理论，为物质与光的相互作用提供了完整的科学论述。用术语来说，量子电动力学就是电磁量子真空态的微扰理论。它的其中一个创始人，理查德·费曼把它誉为“物理学的瑰宝”，原因是它能为相关的物理量提供极度精确的预测值，例如异常磁矩及氢能阶的兰姆位移。图为提出辐射与物质间相互作用的第一套量子理论的英国物理学家保罗·狄拉克。

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平方千米阵是正在计划中的下一代巨型射电望远镜阵，工作频率在0.10–30GHz的波段，有效接收面积可以达到大约1平方公里，灵敏度将比目前世界上最大的射电望远镜还要高50倍。平方千米阵将由上千台天线组成，其中有一半天线位于中央直径5公里的区域内，另有四分之一的天线散布在周围150公里的区域内，其余的分布在大约3000公里的范围内，呈螺旋形排列。平方千米阵预计能够探测到宇宙大爆炸之后第一代恒星和星系形成时发出的电磁波、揭示磁场在恒星和星系演化过程中的作用、探测暗能量产生的种种效应。图为平方千米阵的艺术构想图。

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本日推荐

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拉格朗日方程式是分析力学的重要方程式，因数学物理学家约瑟夫·拉格朗日而命名，可以用来描述物体的运动，特别适用于理论物理的研究。拉格朗日方程式的功能相等于牛顿力学中的牛顿第二定律。

假设一个物理系统符合完整系统的要求，即所有广义坐标都互相独立，则拉格朗日方程式成立：

{\frac {d}{dt}}{\frac {\partial {\mathcal {L}}}{\partial {\dot {\mathbf {q} }}}}-{\frac {\partial {\mathcal {L}}}{\partial \mathbf {q} }}=\mathbf {0}

；

其中， ${\mathcal {L}}(\mathbf {q} ,\ {\dot {\mathbf {q} }},\ t)$ 是拉格朗日量、 $\mathbf {q} =\left(q_{1},q_{2},\ldots ,q_{N}\right)$ 是广义坐标、是时间 $t$ 的函数、 ${\dot {\mathbf {q} }}=\left({\dot {q}}_{1},{\dot {q}}_{2},\ldots ,{\dot {q}}_{N}\right)$ 是广义速度...

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你知道吗

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描述物体转动速度的物理量是什么？
哪位美国人是与莱特兄弟同时代的航空先驱？
1940年美国华盛顿州塔科马海峡吊桥崩塌事件，是由什么现象引起的？
在量子力学中，能透过关系式描述系统物理量的整数被称为什么？
爱因斯坦后期进行的哪一项研究工作被学术界普遍认为是不成功的？
哪一类含奇夸克的介子在宇称不守恒及CP破坏的发现上有重大贡献？
茶水被搅动后，茶叶旋转聚集在杯底中央，而非预想的在离心力作用下被推动到边缘，是什么原因？

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未解决的物理学问题

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质子自旋危机（proton spin crisis）：质子是自旋为1/2的费米子，但是，于1988年，欧洲缈子共同研究（European Muon Collaboration）团队发现，质子的三个主要价夸克只贡献出总自旋的20-30%。自旋的其它部分是什么机制贡献出的，是由胶子，还是由持续不断地生成与湮灭中的海夸克对偶所贡献出的？

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编辑 基础物理学：力学 | 热学 | 电磁学 | 光学

背景知识: 参看传记, 科学史, 和学院介绍.

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物理新闻

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2020年焦点新闻下列日期是新闻发布时间，而非事件发表或发现时间

10月6日，罗杰·潘洛斯、安德烈娅·盖兹和赖因哈德·根策尔因对于黑洞的杰出研究获得诺贝尔物理学奖。
6月15日，德国法兰克福大学教授研究团队做实验首次证实九十年前阿诺·索末菲提出的理论：当光子撞击到单独分子并且使其发射出电子时，该单独离子会朝着光源移动。
5月6日，欧洲南天天文台研究团队宣布，在恒星星系HD 167128观测到距今为止距离地球最近的黑洞。

2019年

10月8日，因为对于人们了解宇宙演化与地球在宇宙里的席位做出贡献，吉姆·皮布尔斯、米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹获得2019年诺贝尔物理学奖。
7月31日，大型强子对撞机的超环面仪器实验团队找到光子与光子散射的确切证据，超过背景期望值8.2 个标准差。
7月15日，美国NIST研究团队发展成功当今最准确的时钟，Al⁺离子钟（英语：ion clock），准确度为10¹⁸分之一。
5月22日，阿贡国家实验室实验团队发现新超导材料三氢化镧（英语：lanthanum hydride），其临界超导温度为-23C，是至今为止最高温度。
4月10日，事件视界望远镜团队宣布，首次成功观测到在室女A星系中央的超大质量黑洞。
3月29日，麻省理工学院实验团队报告，暗物质实验ABRACADABRA 第一回合并未发现任何轴子存在的蛛丝马迹。
3月21日，雪城大学教授薛尔顿·斯同恩（英语：Sheldon Stone）的研究团队做实验证实，魅夸克的物质与反物质对于衰变具有不对称性，这可能是物质宇宙形成的重要因素。
3月15日，使用缈子探测器，塔塔基础研究学院（英语：Tata Institute of Fundamental Research）的研究团队发现，雷暴可以产生高达13亿伏特的电压！
1月3日，中国国家航天局的探测器嫦娥四号成功在月球背面南半部的冯·卡门环形山着陆。

物理学史上的6月

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1623年 6月19日，布莱兹·帕斯卡诞生。
1736年 6月14日，查尔斯·库仑诞生。
1773年 6月14日，托马斯·杨诞生。
1796年 6月1日，尼古拉·卡诺诞生。
1798年 6月，亨利·卡文迪许成功测定地球质量。
1824年 6月12日，尼古拉·卡诺发表了他的热机理论。
1831年 6月13日，詹姆斯·麦克斯韦诞生。
1871年 6月，麦克斯韦提出了他的麦克斯韦妖理想实验。
1902年 6月27日，赵忠尧诞生。
1905年 6月30日，爱因斯坦在德国《物理年鉴》发表《论动体的电动力学》一文。首次提出了狭义相对论。
1906年 6月8日，玛丽亚·格佩特-梅耶诞生。
1931年 6月，欧内斯特·劳伦斯在加利福尼亚大学伯克利分校建造了第一台粒子回旋加速器。
1995年 6月5日，埃里克·康奈尔、沃尔夫冈·克特勒和卡尔·威曼在实验天体物理联合研究所首次成功制得了玻色-爱因斯坦凝聚态物质，三人为此获得2001年的诺贝尔物理学奖。

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