分类： 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间： 2023-08-01
摘要： 中国科学院设立预印本平台，不仅是对科学期刊的有效补充，更是一种特殊的创新平台；对于基础性科学原理的探索，意义重大。爱因斯坦认为：科学决不是也永远不会是一本写完了的书。每一项重大成就都会带来新的问题。任何一个发展随着时间的推移都会出现新的严重的困难。 爱因斯坦最尊敬的导师洛伦兹说：大自然十分复杂，已有的认识都不是最简单、最完善的，所以，应当鼓励而不是压制他人的新思想， 各种基本的理论途径应该同时由不同的研究者加以探索。本文认为：不卑不亢的思辨和实事求是的质疑是原始创新的正确道路。 能够比较宽容地接受新思想，是预印本平台独特的优势。本文建议：对于涉及物理学根本基础的论文，将现有的审稿制改为评论制，邀请相关领域的专家为预印本稿件撰写评论，有利于吸引更多学者投入争论。这样做，有利于将预印本平台从一个网络媒体建设为一个理性质疑，吸引争论，深刻思辨和推动创新的实际中心。
分类： 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间： 2023-06-29
摘要： 爱因斯坦十分明确地指出，狭义相对论来自于麦克斯韦电动力学；费因曼对麦克斯韦电动力学给予极高的评价。鉴于两种理论都涉及匀速运动电荷的电磁场，将狭义相对论的核心洛伦兹变换与电动力学比较，是合理和必要的。 比较的结果是：电动力学没有使用任何假设，求出了匀速运动电荷的正确电磁场，所有的推理过程都符合公认的逻辑法则，符合公认的经验事实，结论是严谨可靠的；用洛伦兹变换也可以求出匀速运动电荷的电磁场，但是，它使用了两个假设光速不变原理和相对性原理，这两个假设存在逻辑失误，导出的动尺收缩和动钟膨胀是虚拟的数学表达式，不是真实的物理时空。
分类： 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间： 2023-05-25
摘要： LIGO和VIRGO已经测量到几例引力波，这是历史性的重要突破。但是，干涉仪的两条光臂限于地平面内，难于获取引力波的质量源在三维空间的位置。本文提出一种三维探测方案，用三维空间的三轴干涉仪探测引力波及其质量源。本文导出了三轴干涉仪的干涉方程，给出了探测引力波的新原理；据此方程，可以确定激发引力波的质量源的速度和质量源在天球上的坐标，这对于研究引力波的激发和传播的全过程，具有重要意义。
分类： 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间： 2023-05-18
摘要： 2015年，LIGO探测到第一例引力波，这是百年探索的重大突破。对于干涉仪记录到的光程差，主流物理界的解释是：由于四极矩的偏振特性，分别拉伸和压缩了迈克尔逊干涉仪的两条光臂，产生了不同的形变，从而产生了光程差。本文给出不同的理解：我们已经证明：运动源电荷发出的电磁波是各向异性的，沿不同方向传播的速度有差别。 将这一思路推广到引力波，便得到自然的推论：运动质量源发出的推迟引力波是各向异性的，沿不同方向传播的速度有差别，从而产生了波程差。这种物理图像自然而清晰，似应更合理。
分类： 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间： 2023-05-04
摘要： 我们已经证明：真空中的达朗贝尔波动方程是在源观相对静止的条件下导出的，所以，源观相对静止是电磁波速度不变的必要条件。人们必然要问：如果源观之间存在相对速度，电磁波的传播速度应当是多少？根据李纳-维谢的推迟势理论，当源观之间有了相对运动，推迟势将与这个相对速度有关。本文指出：这相当于真空中的介电常数和导磁率发生了变化，成为等效的介电率和等效的导磁率。计算表明：在源观相对运动的真空中，等效介电率和等效导磁率都是各向异性的。 本文导出的结果是：电磁波的传播速度等于源观相对静止条件下的电磁波速度与源观相对运动沿电磁波传播方向的速度分量之代数和。这个结果与人类的经验事实相符，也符合公认的逻辑法则，是自然而合理的。
分类： 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间： 2023-04-18
摘要： 光速不变原理是狭义相对论的最重要假设。根据爱因斯坦的科学法则，一切理论必须符合经验事实，因此，寻找一种可以准确测量电磁场或电磁波速度的实验方法，是物理学界的重大课题。本文提出一种用不同能量的电子束和沿不同方位设置的磁力仪测量磁场速度的实验方法，核心思想是设法找出激发磁场的电子与被激发磁场的对应时间。如果测得的传播速度差别都极小，就证明了电磁场的传播速度与源电荷及源电流的运动速度确实无关，光速不变原理成立，否则证明光速不变原理不能成立。
分类： 物理学 >> 基本粒子与场物理学 分类： 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 提交时间： 2023-04-10
摘要： 本文回顾了推导达朗贝尔波动方程的全过程，其中最重要的一步是用高斯定律和安培定律，分别导出了标势和矢势的达朗贝尔波动方程。本文强调：高斯定律是库伦定律的微分形式，其中的源电荷与观测者即场点是相对静止的；在安培定律中，源电流载体与观测者即场点也是相对静止的。本文的结论是：麦克斯韦方程组和达朗贝尔波动方程都是在源-观相对静止条件下的方程，达朗贝尔波动方程中的常数C是在真空环境中，源-观相对静止条件下的传播速度。 在这样的特殊条件下，电磁波的传播空间是均匀和各向同性的，因此，无论传播的距离和方位几何，无论源-观所在的实验室位于哪个星球上，绝对运动如何，电磁波传播速度都相同，这是合乎逻辑的。 真空中的电磁波从源电荷、源电流发出，向各处的观测者传播，源-观相对静止，传播空间均匀而各向同性的，这是一个准确的物理图像，是准确理解光速不变原理的物理基础。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 地球科学是以地球各圈层相互作用及其资源与环境效应为研究对象，多学科交叉融合的一门科学。地球科学既研究过去，阐述地球演化历史，又面向未来，为人类可持续发展提供解决方案，是一门既能拓展人类知识前沿又能服务于人类社会经济发展的综合性、系统性的科学。文章在梳理国际地球科学发展趋势和总结我国地球科学发展现状与科技资助情况的基础上，提出我国地球科学发展应从系统科学和国家需求的视角部署未来发展方向和研究计划。从地球系统整体出发，关注地球系统各圈层、各要素之间的相互作用及其对人类社会经济发展的影响。以“四个面向”引领地球科学领域研究的发展方向，开展有组织的重大科学研究，完善科技资助与评价机制，使研究成果更好地服务于国家重大战略需求。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 行星地质学是从天文学和地质学中发展形成，借鉴传统地质学的方法和手段研究太阳系中行星、卫星、小行星、彗星和行星环等固态天体的形成和演化过程的一门交叉学科。其研究领域随着太阳系探测的发展而不断拓展，涵盖行星固体圈、行星表面环境、行星资源以及生物或适生环境演化等多个方面。行星地质学与月球和深空工程探测相辅相成，工程探测为学科的发展提供了重要的研究基础，而行星地质学的新发现又能很好地促进工程探测的实施。但目前我国行星地质学的发展还相对落后，在研究平台和研究队伍上仍存在很多短板。行星地质学是跳出地球看地球，进一步比较、拓展、深化和推动地球科学的创新发展。随着国家深空探测科技战略的深入推进，行星地质学研究的制约愈发明显，需及早布局、大力发展，以满足学科发展和工程探测的迫切需要。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 行星科学是当今科学前沿，是我国科技战略的重要组成部分，是国家自然科学水平和综合国力的集中体现。近年来，我国深空探测事业取得了举世瞩目的成就，但行星科学的发展严重滞后。造成这种困境的原因在于，行星科学一级学科设置和教育培养体系的缺乏。当前，我国全球影响力正在快速提升，尽快建立行星科学一级学科势在必行也正逢其时。我们认为，通过“高起点、快发展、广交叉、深融合”发展行星科学，不仅可以加快完善我国自然科学学科布局，培养世界一流的人才梯队，也是我国深空探测事业由大变强的必由之路。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 自伽利略1609年将望远镜指向星空迄今，已逾400年。1959年苏联“月球2号”首次抵达月球，开启深空探测时代。1969年美国“阿波罗11号”首次载人登月，催生建立行星科学。纵观人类深空探测60年，先后出现两次探测热潮、两个深空探测大国（美国、苏联）。苏联领先又衰落，仅留给历史一个深空探测大国的背影，而美国成功转型为深空探测强国，至今在世界行星科学最前沿领航。探索浩瀚宇宙，是全人类的共同梦想。作为正在发展中的深空探测大国，我国应该怎样立足国情，走出一条有中国特色的行星科学强国之路？文章参照历史，梳理现状，畅想未来，给出我们的思考：大力培养行星科学人才，尽快实现科学引领深空探测。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 行星科学是一门新兴交叉学科，形成于20世纪60—70年代的第一次国际深空探测热潮。行星科学是研究太阳系内与系外行星、卫星、彗星等天体和行星系的基本特征，以及它们形成和演化过程的科学。行星科学以深空探测为主要研究手段，由地球科学、空间科学、天文学等学科交叉产生。当今世界美国成为独一无二的行星科学强国，缘于其率先建立了行星科学学科和人才培养体系，以及科学引领深空探测的发展思路。当前国际上处于第二次深空探测热潮的上升期，我国的深空探测事业迅猛发展，取得了举世瞩目的成就，已然成为崛起中的深空探测大国。但是，我国的行星科学学科尚未建立，亦无人才培养体系，无法匹配和支撑国家深空探测战略规划的实施。行星科学学科建设的滞后已成为制约我国成为深空探测强国和行星科学强国的瓶颈。因此，行星科学一级学科建设迫在眉睫。中国科学院大学等高校有条件、有能力、有优势率先建成行星科学一级学科，继而带动相关高校共建中国行星科学人才培养体系，服务和引领未来深空探测计划，推动我国成为行星科学强国。对比美国行星科学发展历程和当今我国国情，我们认为，充分发挥中国科学院大学科教融合办学模式的优势，有望探索出一条有中国特色的行星科学一级学科建设之路。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 百年未有之大变局背景下的行星科学与深空探测领域发展，为新时代青年学者提供了千载难逢的机遇。行星科学的前沿科学问题，深空探测的关键技术难题，急需青年学者投身其中。但是，仍然存在一些因素制约了青年学者的发展。文章从青年学者的视角梳理了其投身行星科学与深空探测的机遇和挑战，并提出相应的政策建议，希望能促进青年学者参与实现我国行星科学与深空探测领域的强国梦。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 科技扶贫是推进贫困地区脱贫攻坚的重要手段，有助于推动地区相关产业的优化发展，增强产业在扶贫攻坚中的“造血”功能。贵州省六盘水市水城县是中国科学院定点帮扶县，近年来，以刘嘉麒院士为代表的中国科学院地质与地球物理研究所科技扶贫团队在当地政府的大力支持和帮助下，深入实地调研，发挥院士工作站学科优势，依托六盘水地区丰富的玄武岩资源，积极助力当地政府推动玄武岩纤维产业的发展。形成了“矿石原料—生产工艺—下游产品开发”的完整帮扶链，为当地实现“造血式”产业发展提供了重要的技术支撑。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 大数据正在影响着人类生活，改变着人类认识和研究世界的思维方式。作为典型数据密集型学科的地质学，正面临着前所未有的挑战与机遇。为了应对这一挑战，地质学家不仅需要改进传统的研究方法，更重要的是要改变传统思维模式，拥抱大数据时代的到来。地质学与大数据的结合不仅极大拓展了地质学的认知空间，提升了获取地质学新知识的能力，同时为地质学支撑的能源矿产调查、环境资源合理利用以及防灾减灾等社会生产和公共服务提供了创新活力。在分析国内地质学大数据研究现状的基础上，文章阐述了我国地质学大数据研究的前沿科学问题，提出了地质学大数据发展战略目标，探讨了地质学大数据发展面临的主要问题和解决途径。大数据将改变地质学家的思维方式，数据驱动的科学发现模式将为地质学的发展带来全新的面貌，文章呼吁地质学界对大数据给予更多的关注和支持。
分类： 能源科学 >> 能源（综合） 提交时间： 2020-07-31
摘要： 地热作为清洁稳定的绿色能源，在我国实现北方清洁供暖、全国能源结构转型中起到重要作用。可持续开发地热资源是地热开发利用的前提，而通过数值模拟的方法求解数学模型是实现地热资源评价与提供优化开采方案以支撑地热可持续开发利用的关键工具，得到了地热从业人员和科研工作者越来越多的重视与关注。然而当前并没有专门针对地热开发利用所设计的专业软件，目前在地热行业使用较广泛的模型软件通常是相关行业（石油、水文、热工等）软件，难以满足地热资源开发利用的实际需求。更为重要的是，数值模拟软件往往操作复杂，使用极其不便。因此，我们开发了一款专门针对地热开发利用的中文软件---“地热计算器”，该软件在耦合开源数值模拟内核的基础上，采用最新研发的地热储工程优化算法，针对性地开发了地热行业所需的实际功能：如井距优化、资源量评价及地热能开采方案优化设计等，同时提供友好的用户交互界面，实现软件的“简易化”或者“一键操作”功能，让具备不同专业背景的地热从业人员均能够在短时间内掌握其操作，一方面促进地热行业数值模拟技术的应用，另一方面也为地热资源的可持续开发利用提供服务。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 分类： 地球科学 >> 海洋科学 提交时间： 2017-03-23
摘要： 海洋沉积物中天然气水合物的存在与分布与地温条件紧密相关。南海北部陆坡大部分区域更、全新世沉积速率较高，同时局部地区(如神狐天然气水合物钻探区)发育有大量的海底冲蚀谷。这些快速沉积或侵蚀作用可以对地温场及天然气水合物的形成与赋存产生重要影响，然而目前注意到这些问题的研究相对较少。本文中我们结合南海北部陆坡的实际情况，建立了针对地温场发生动态变化时的水合物成藏数值模型。我们给出两个成藏模拟案例，其一是快速沉积的情形，其二是地形遭受侵蚀、产生冲蚀谷时的情形。结果表明，在这两种情形下地温场将发生不同的瞬态调整，并对天然气水合物在地层中聚集及分布产状产生重要影响。在快速沉积发生时，地温梯度将变小，天然气水合物稳定带（HSZ）将增厚；然而当其底界将随着热传递而上升，天然气水合物将不断在原稳定带底界分解，而后在新的稳定带底界处重新生成水合物。这样长时间的快速沉积作用可以造成水合物主要富集在稳定带底界处。而当快速侵蚀作用发生时，地温梯度将变大，天然气水合物稳定带的厚度将变薄，原来位于冲蚀谷处的水合物藏将被侵蚀作用破坏。而后，随着热平衡的发展，逐渐形成新的、类似于似海底反射层的稳定带底界。单纯考虑甲烷扩散作用下，高丰度水合物的形成需要较长的时间，相对而言脊下的水合物成藏较好，形成矿点的概率较大。 The occurrence and distribution of gas hydrate in marine sediments is closely related to the state of geothermal field. The sedimentation rate is relatively high during the Pleistocene and Holocene in the northern margin of the South China Sea. Moreover, there are many erosional canyons at the sea bottom in some local areas. Such fast sedimentation and erosion can greatly affect the geothermal regime and the formation and occurrence of gas hydrate deposits. However, there are few studies that consider such scenarios. In this study, considering the geological reality, we build a numerical reservoir model aimed to simulate the evaluation of the gas hydrate system upon two cases: the fast sedimentation and the development of erosional canyons. The results indicate the geothermal filed and the accumulation and distribution of gas hydrate can be adjusted dynamically when the fast sedimentation or erosion occurs. Under fast sedimentation, the geothermal gradient becomes smaller and the thickness of gas hydrate stability zone (HSZ) becomes larger. However, due to the role of heat transfer, the bottom of HSZ rises upward. This process leads to the hydrate near the previous bottom of HSZ being dissociated and depositing near the bottom of new HSZ. After a long duration, the fast sedimentation will result the formation of hydrate being mainly enriched near the bottom of HSZ. By contrast, when fast erosion occurs, the geothermal gradient increases and the HSZ turn thinner. The gas hydrate deposit system can be partially destroyed by the formation of canyons. A long time is necessary for the recovery of a gas hydrate deposit with significant abundance. Relatively, the deposits under the residual ridges are more possible to be potential “sweet spots”.
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