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哲學(xué)園鳴謝
每年都有許多值得關(guān)注的科學(xué)紀(jì)念日，比如科學(xué)家的誕辰和忌日，或者某個(gè)重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的百年紀(jì)念等，這些日子反映了科學(xué)的重要性和科學(xué)歷史的豐富性。從量子隱形傳態(tài)，到氫的發(fā)現(xiàn)，再到費(fèi)恩曼的百年誕辰，這篇文章盤點(diǎn)了今年在數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、和量子理論領(lǐng)域中值得被關(guān)注的那些紀(jì)念日。
○ 埃米·諾特（左）、理查德·費(fèi)恩曼（中）、詹姆斯·焦耳（右）。| 圖片來源：WIKIMEDIA COMMONS
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量子隱形傳態(tài)（25周年）
1993年3月，在美國西雅圖的舉行的物理學(xué)年會(huì)上，來自IBM的研究人員 Charles Bennett 的演講讓全世界的科幻迷們?yōu)橹偪?，因?yàn)樗岢隽酥?span>量子隱形傳態(tài)理論。相關(guān)研究的論文在幾日后便發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》:
○ 1993年，C.H.Bennett等人在論文中提出了“量子隱形傳態(tài)”。| 圖片來源：C.H.Bennett et al.
在論文中，Bennett提出的量子隱形傳態(tài)允許將任意未知量子態(tài)從一個(gè)發(fā)送者（Alice的實(shí)驗(yàn)室）傳輸?shù)揭粋€(gè)遙遠(yuǎn)空間的接收器（Bob的實(shí)驗(yàn)室），而不需要實(shí)際傳輸對(duì)象本身。這就好比是星際迷航中柯克船長在傳送機(jī)中神秘般消失，而重現(xiàn)于其他的外星星球。
這其中的奧秘就在于量子糾纏，Alice和Bob需要共享一對(duì)糾纏的量子粒子（比如光子）。如果Alice想要傳送一個(gè)量子粒子給Bob，她必須讓它與她所擁有的糾纏粒子相互作用，并將結(jié)果通過郵件（或短信、電話等經(jīng)典信道）告訴Bob。這種傳輸?shù)南嗷プ饔脮?huì)破壞Alice的粒子，但Bob可以在Alice郵件他之后，利用他的糾纏粒子來重建Alice的粒子的復(fù)制品。1993年，這種情境還僅是一個(gè)充滿科幻氣息的想法，但幾年之后，科學(xué)家就讓它在實(shí)驗(yàn)室中成為了現(xiàn)實(shí)。
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阿諾德·索末菲（150歲誕辰）
1868年12月5日，索末菲（Arnold Sommerfeld）出生于東普魯士的柯尼斯堡，作為早期量子理論發(fā)展的主要推動(dòng)者之一，他是那個(gè)時(shí)代最受人尊敬的物理學(xué)家之一。在玻爾（Neils Bohr）提出氫原子的量子模型之后，他展示了如何將量子理論，從圓形電子軌道擴(kuò)展到橢圓形軌道。我們可以說，索末菲之于玻爾，就好比是開普勒之于哥白尼。
20世紀(jì)，有許多大名鼎鼎的物理學(xué)家都師從索末菲們門下，其中包括泡利（Wolfgang Pauli）、海森堡（Werner Heisenberg）和貝特（Hans Bethe）。天才物理學(xué)家泡利的傲慢故事想必許多人都聽過，然而，他對(duì)索末菲卻是畢恭畢敬。他曾在致索末菲的信中寫道：“您緊皺的眉頭總是讓我深感敬畏。自從1918年我第一次見到您以來，一個(gè)深藏的秘密無疑就是，為什么只有您能成功地讓我感到敬畏。這個(gè)秘密毫無疑問是很多人都想從您那兒細(xì)細(xì)挖掘的，尤其是我后來的老板，包括玻爾先生。”
? 擴(kuò)展閱讀：《泡利問上帝：“為什么α等于1/137？》
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約瑟夫·傅里葉（250歲誕辰）
傅里葉（Jean Baptiste Joseph Fourier），出生于1768年3月21日，在法國大革命的多次逮捕中幸存下來，最終為拿破侖工作，并被授予男爵爵位。在拿破侖隕落之后，傅里葉想方設(shè)法重獲政治支持，并重新進(jìn)入學(xué)術(shù)界，最終取得成功。然而，政治與外交耗費(fèi)了他太多的時(shí)間和精力，而他本應(yīng)在數(shù)學(xué)領(lǐng)域有更大的作為。盡管如此，他對(duì)熱傳遞的數(shù)學(xué)發(fā)展有著卓越的貢獻(xiàn)，他也發(fā)展了許多解決方程式的有用技巧。在他所有的成就中，最知名的便是傅里葉定律，該定律將復(fù)雜的周期性過程分解為一系列簡(jiǎn)單的波動(dòng)，在物理學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。
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詹姆斯·焦耳（200歲誕辰）
1818年12月24日，焦耳（James Joule）出生于一個(gè)啤酒制造商的家庭。他將啤酒廠變?yōu)樽约旱膶?shí)驗(yàn)室，鍛煉出非凡的實(shí)驗(yàn)技能。盡管沒有受過正規(guī)的科研訓(xùn)練，也沒有學(xué)術(shù)職位，他依然成為了英國最頂尖的科學(xué)家之一。他的實(shí)驗(yàn)技巧使他能夠準(zhǔn)確地判斷出產(chǎn)生大量熱量所需的功，并確立了熱電關(guān)系。
他最著名的成就是論證了能量守恒定律。該定律揭示了機(jī)械能、電能、化學(xué)能相互之間的轉(zhuǎn)換，在進(jìn)行物質(zhì)測(cè)量后，能量與熱量的總和保持不變。換句話說，能量是守恒的，這個(gè)定律現(xiàn)在被稱為熱力學(xué)第一定律。為了紀(jì)念他的成就，科學(xué)家將標(biāo)準(zhǔn)能量單位命名為焦耳。
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亨麗愛塔·勒維特（150歲誕辰）
1868年7月4日，勒維特（Henrietta Swan Leavitt）出生于馬薩諸塞州，就讀于俄亥俄州歐柏林大學(xué)，之后進(jìn)入拉德克利夫?qū)W院專研天文學(xué)。她出色的學(xué)術(shù)表現(xiàn)令哈佛天文臺(tái)的主任皮克林（Edward Pickering）印象深刻，因此成為了他的助理研究員，并很快得到了永久的工作。她用最先進(jìn)的攝影和分光鏡技術(shù)來繪制星圖，最終測(cè)量了上千顆恒星的亮度。這些恒星中，有一些亮度會(huì)隨著時(shí)間變化（這類恒星被稱為為造父變星）。勒維特比前輩們更深入地分析了造父變星，并且注意到恒星亮度變化的規(guī)律取決于其內(nèi)在亮度。勒維特在1908年間計(jì)算出了“周光關(guān)系”，這為天文學(xué)家測(cè)量恒星和其它天體間的距離提供了強(qiáng)有力的工具。
○ 勒維特。| 圖片來源：Harvard College Observatory
多年后，基于勒維特的工作，哈勃（Edward Hubble）發(fā)現(xiàn)了銀河系只不過眾多星系中的一員。正是因?yàn)樗陌l(fā)現(xiàn)，我們才真正的開始探索宇宙，而不僅限于研究銀河系內(nèi)的恒星和星云。瑞典科學(xué)院的數(shù)學(xué)家列夫勒在得知她的工作后認(rèn)為她值得獲得諾貝爾獎(jiǎng)?？上У氖?，他寫信給勒維特的時(shí)候是在1925年，而勒維特在四年前就已離世。她還沒來得及得知自己的發(fā)現(xiàn)幫助解決了當(dāng)時(shí)困惑著所有天文學(xué)家的螺旋星云之謎。
擴(kuò)展閱讀：《是她的發(fā)現(xiàn)，讓我們認(rèn)識(shí)到了宇宙的浩瀚》
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非，自然發(fā)生（350周年）
古人對(duì)自然的觀察使他們相信，生命有時(shí)是從腐敗的有機(jī)物中產(chǎn)生的（如腐肉生蛆的現(xiàn)象）。對(duì)于這一結(jié)論，來自意大利大蛇毒研究專家雷迪（Francesco Redi）并不認(rèn)同。雷迪畢業(yè)于比薩大學(xué)，后就讀于佛羅倫薩大學(xué)醫(yī)學(xué)院。雷迪在進(jìn)行了各類蛇毒影響的實(shí)驗(yàn)后意識(shí)到，蛇毒的危險(xiǎn)在于毒液進(jìn)入血液。1668年，他出版了代表作《昆蟲繁殖的實(shí)驗(yàn)》。在進(jìn)行了一系列設(shè)計(jì)巧妙的實(shí)驗(yàn)后，他發(fā)現(xiàn)只有蒼蠅接觸到肉并產(chǎn)卵，才會(huì)孵化出蛆。盡管沒完全地否定自然發(fā)生說，但他的工作是消除生物學(xué)中的教條主義的重要一步，取而代之的是實(shí)驗(yàn)和理性。
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氦的發(fā)現(xiàn)（150周年）
1868年8月18日，法國天文學(xué)家皮埃爾·讓森（Pierre Janssen）在印度貢土爾目睹了日全食，并記錄了日珥光譜中的顏色。之后他意識(shí)到即使在沒有日全食的情況下，他也能記錄這些顏色。在接下來的幾天中，他觀測(cè)到了一條奇妙的亮黃線，并將觀察結(jié)果寫入論文寄給法國科學(xué)院。同年晚些時(shí)候，英國天文學(xué)家Norman Lockyer也觀測(cè)到同樣的現(xiàn)象，也寫了一篇論文寄給法國科學(xué)院。據(jù)說這兩篇論文僅相隔幾分鐘到達(dá)，但無論如何，Janssen和Lockyer共享了該發(fā)現(xiàn)的成果。
○ 圖片來源：Wikipedia
不久后，Lockyer就認(rèn)為這是地球上的一種未知新化學(xué)元素，他將其命名為氦，取自希臘神話中的太陽神。另一些專家對(duì)他的主張持懷疑態(tài)度，有一些人認(rèn)為這條線并不一定就是新元素，而另一些人則認(rèn)為該元素只存在于太陽，對(duì)于地球毫無用處。但他們鼓吹的言論在1895年破裂了，因?yàn)閬碜詡惗氐?span>拉姆塞（William Ramsay ）在含鈾的礦物中發(fā)現(xiàn)了氦氣。（瑞典的一些科學(xué)家也幾乎同時(shí)發(fā)現(xiàn)了氦氣。）鈾會(huì)輻射α粒子，即氦原子核，因此α粒子所要做的是找到圍繞在周圍的電子，使其成為氦原子。不過當(dāng)時(shí)并沒有人理解這一點(diǎn)，因?yàn)槟菚r(shí)放射性還未被發(fā)現(xiàn)。
擴(kuò)展閱讀：《一不小心上了頭條的氦氣》
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伊格納茲·塞麥爾維斯（200歲誕辰）
塞麥爾維斯（Ignaz Semmelweis）出生于1818年7月1日的匈牙利，他憑一己之力向公眾宣傳洗手的重要性，一下子把公共衛(wèi)生從黑暗時(shí)代帶入現(xiàn)代水平。他在維也納醫(yī)學(xué)院的求學(xué)期間，掌握了助產(chǎn)、外科以及統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)知識(shí)。接著他進(jìn)入一家醫(yī)學(xué)院的附屬醫(yī)院工作，在那里，他注意到兩個(gè)臨床接診的產(chǎn)婦或他們的嬰兒，死于產(chǎn)褥熱的數(shù)量（統(tǒng)計(jì)學(xué)上的疑點(diǎn)）存在巨大差異。經(jīng)過細(xì)致觀察，他發(fā)現(xiàn)是其中一個(gè)醫(yī)生，在尸檢完畢后，在沒有清理的狀況下直接將污染帶進(jìn)了分娩室。
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○ 圖片來源： Elke R. Steiner
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