《物理世界》(Physics World)是世界领先的物理杂志,并以月刊的形式发送给英国物理学会(IOP)的所有成员。《物理世界》的每一期都涵盖了世界各地科学家都关注的时事新闻和关键问题,包括著名物理学家和科学作家的专题文章、综合新闻和分析,以及精辟的观点文章。我们将不定期精选出其中的优秀文章,供大家阅读。希望您喜欢阅读本期文章! 文章介绍 被遗忘的计算物理学先驱者 中国科学院国家天文台 苟利军 编译自Iulia Georgescu. Physics World,2026,(1):36 本文选自《物理》2026年第2期 当我们回顾计算机发展的早期阶段时,一些熟悉的名字会浮现出来,其中包括冯·诺依曼(John von Neumann)、梅特罗波利斯(Nicholas Metropolis)和费曼(Richard Feynman)。但他们并非孤独的先驱者——他们是一个更庞大群体的一部分。这个群体先使用机械计算机,随后使用电子计算机,完成了此前从未实现的计算。 这些人(其中包括许多女性)是最早的科学程序员和计算科学家。她们精通早期计算设备复杂而繁琐的操作,往往拥有数学或科学领域的学位,是科研工作中不可或缺的一部分。然而,她们所做出的基础性贡献,却大多被遗忘了。 这种被忽视,部分原因在于她们的性别。那是一个性别歧视盛行的年代,女性在结婚后被解雇几乎成了常态。然而,还有一个同样重要、却经常被忽略的因素,即便在今天的科学界也不例外——技术岗位上的从业者仍然得不到应有的重视与认可,尽管正是她们让科研顺利进行。 被忽视的身影。MANIAC是一台可编程计算机,于1952年至1958年间在美国的洛斯阿拉莫斯建造并投入使用。负责运行的是一支由科学家、数学家和工程师组成的大型团队。然而,在关于这一重要项目的记录中,后两类人——其中许多人是女性——却往往被忽略。 人类计算员与机械计算机 最初,“computer”指的是人,是用手工或借助机械计算器来完成计算的人。据信,世界上第一个计算实验室于1937年建立于美国的哥伦比亚大学。但直到第二次世界大战,计算需求才真正爆发。这源于火炮弹道计算、新技术研发以及密码破译的迫切需要。 人类计算机。“computer”这一术语最初指的是用手工进行计算的人。图中,Kay McNulty、Alyse Snyder和Sis Stump正在宾夕法尼亚大学摩尔电气工程学院地下室操作微分分析机,时间约为1942年至1945年。 在美国,曼哈顿计划(1943年成立)期间的原子弹研发,需要巨大的计算工作量。因此,新墨西哥州的研究基地很快就组建了一支手工计算小组。该小组隶属于理论部,称为T-5小组,最初大约有20人。成员中大多数是女性,其中包括其他科研人员的配偶。她们之中有数学家Mary Frankel,她的丈夫是物理学家Stan Frankel;还有数学家Augusta “Mici” Teller,其丈夫是被称为“氢弹之父”的泰勒(Edward Teller):以及Jean Bacher,她的丈夫是物理学家Robert Bacher。 随着战争的持续,T-5小组不断扩充,新成员包括来自附近城镇的平民,以及美国女子陆军部队的成员。工作人员昼夜不停地工作,每四小时轮班一次,依靠印刷好的数学表和桌面计算器完成计算。但即便如此,仍然无法满足原子弹研发对计算的巨大需求。1944年初春,IBM穿孔卡片机被引入用以补充人力计算的不足。这些机器效率极高,很快便被用于所有大型计算任务,它们全天24小时运转,分三班进行。 计算小组继续壮大,新加入的成员中包括Naomi Livesay和Eleonor Ewing。Livesay拥有数学高等学位,并接受过IBM电动计算机的操作与编程培训,因此成为T-5部门的理想人选。随后,她又招募了Ewing,Ewing同样是数学家,这两位年轻女性负责全天候监管IBM计算机的运行。 T-5小组这种紧张而高强度的工作节奏,一直持续到1945年9月战争结束。原子弹的研制需要极其庞大的计算工作量,而正是通过人工计算与穿孔卡片计算,这一切才得以实现。 电子计算机 二战结束后不久,第一台完全电子化、通用的计算机——电子数值积分计算机(ENIAC)——在宾夕法尼亚大学投入运行。该项目历时两年完成,由物理学家John Mauchly和电气工程师J. Presper Eckert领导。这台机器的运行与编程工作由6位女性承担。 世界第一。ENIAC是世界上第一台可编程的、电子化的、通用数字计算机。它于1945年在美国陆军弹道研究实验室建成,1946年迁至宾夕法尼亚大学。最初负责其编程与操作的6人团队全部为女性,其中包括Betty Jean Jennings(照片左)和Frances Bilas(照片右)。图中她们正在为1946年2月的演示日做准备。 博学多才的学者冯·诺依曼也参与其中。当时,他正在为1947年于美国新墨西哥州成立的洛斯阿拉莫斯实验室寻找更强的计算能力。事实上,尽管ENIAC最初是为解决弹道轨迹问题而设计的,但它运行的第一个计算任务却是“洛斯阿拉莫斯问题”。这是一项由泰勒团队提出的热核可行性计算,用于研究氢弹。 与曼哈顿计划类似,ENIAC项目中也有多对夫妻档共同工作。其中最著名的是冯·诺依曼及其妻子Klara Dán von…
IOP出版社北京办公室
英国物理学会出版社(IOP出版社)隶属于英国物理学会(IOP),负责IOP旗下的出版业务。IOP出版社是一家世界领先的学会出版社,为学界提供有影响力、有认可度和有价值的出版物。
我们与世界各地的研究人员、图书管理员及合作伙伴紧密合作,出版高质量的学术期刊、书籍和会议论文集,涵盖物理科学及其他领域的最新和最佳研究。IOP出版的杂志及相关网站,也为研究人员提供可靠和专业的科学新闻来源。IOP从2000年开始在北京建立办事处,是国际出版社最早在中国成立代表处的机构。
欢迎东南大学江云峰教授新任Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical期刊编委
IOP出版社旗下期刊Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical近日宣布东南大学江云峰教授加入该刊编委会,担任编委。我们在此表示热烈欢迎! 编委介绍 江云峰 教授 东南大学 江云峰,东南大学物理学院与丘成桐中心教授。2011年于中山大学获得学士学位,2012年于法国巴黎高等师范学校(ENS)获得硕士学位,2015年于法国索邦大学获得理论物理博士学位。2015 – 2021年分别在苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)以及欧洲核子研究中心(CERN)任博士后研究员。2021年入职东南大学物理学院与丘成桐中心,同年获得国家高层次青年人才项目。2024年起担任物理学院物理系主任。主要研究方向为可积系统与量子场论,尤其关注可积系统的基础理论及其在不同物理领域的应用,以及量子场论的非微扰性质。 期刊介绍 Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 2024年影响因子:2.1 Citescore:3.8 Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical(JPhysA)每年出版50期,针对运用数学结构来描述物理世界的基本过程,并探索这些结构的分析、计算和数值方法。期刊内容涵盖:统计物理;非平衡系统、计算方法和现代平衡理论;混沌和复杂系统;数学物理;量子力学和量子信息理论;场论和弦理论;流体和等离子体理论;生物模型等方面。文章类型包括原创性论文和综述,以及关注于热点研究的专题综述和特刊,提供及时、全面的纵览。
MLST期刊首个研究路线图|科学领域快速机器学习路线图
The need for microsecond speed machine learning (ML) inference for particle physics experiments has emerged in recent years, in particular for the forthcoming upgrades to the experiments at the Large Hadron Collider at CERN. A community has grown around the need to develop the custom hardware platforms and tools required. The material presented in this…
IOP出版社4月精选文章——Superconductivity&Climate Change and Health
IOP出版社每月从年度重点期刊中精选两个主题的研究文章供大家阅读,本月的主题为Superconductivity和Climate Change and Health。这些文章体现了IOP期刊的高质量和创新性,并呈现了一些受关注的研究工作。欢迎大家阅读下载! 您可以扫描下方二维码,查看IOP出版社材料领域和环境与能源领域的最新资讯;还可以点击文章下方的“阅读原文”,订阅该领域的最新研究进展以及相关期刊的最新信息。 材料: 环境与能源: 精选文章 Superconductivity Journal of Physics: Condensed Matter Superconductivity of elements Takahiro Matsuoka, Takahiro Ishikawa and Katsuya Shimizu Magnetic impurities in a strongly coupled superconductor Samuel Awelewa and Maxim Dzero Journal of Physics D: Applied Physics Waveguide integrated superconducting nanowire single-photon detectors for integrated photonics Vidur Raj,…
出版物
Plasmonic nanocubes make an ultrafast thermal camera – Physics World
Researchers at Duke University in the US have developed a cheap and easy-to-construct thermal camera that can capture a multispectral image half a million times faster than existing broad-spectrum detectors....