杰出的物理学家 (续)

日期:  
2019年 4月 21日
作者: 
Anne Corning  | 
主题: 

近日,全球的科学和天文爱好者激动万分地看到了首个黑洞图像。科学史上的这一巨大成功归因于图像处理算法(在Radiant,我们对此有所了解),促进这一成功的团队成员和贡献者包括Sheperd Doeleman、Katie Bouman、Andrew Chael、Shoko Koyama、Jose L. Gomez、Michael Johnson、Mareki Honma等。

为了创建黑洞图像,该团队将来自全球八架射电望远镜(统称为视界望远镜(Event Horizon Telescope))的8PB数据合并在一起并进行整理。其中,他们使用一种算法(基于MRI技术)将来自不同望远镜的多张照片“拼接在一起”,并使用一种称为CHIRP(使用Patch priors进行连续高分辨率图像重建)的算法来对数据进行整理。CHIRP是一种贝叶斯(Bayesian)算法,由Bouman博士编写,用于对射电天文学中创建的图像进行去卷积。

视界望远镜拍摄的位于梅西耶87星系(室女座星系团中的一个大星系)中心的黑洞图像。这个黑洞距离地球5500万光年,质量是太阳的65亿倍。

为了纪念天体物理学领域的这一伟大里程碑,我们将继续书写Radiant的杰出的物理学家系列文章。

Isaac Newton爵士

英国物理学家、天文学家、哲学家和数学家Isaac Newton爵士被认为是科学史上最重要的人物之一,其为现代物理学许多核心原理的发展做出了重要贡献。他曾是剑桥大学三一学院的教授。

Newton在公共科学领域取得的第一项主要成就在于其在1668年设计和建造的反射望远镜。他使用该望远镜研究光学并证明他的光与色理论。他提出,阳光(白光)是由光谱中的所有颜色合成的。

牛顿设计的反射望远镜(左);以及位于智利北部的阿塔卡马探路者实验(Atacama Pathfinder ExperimentAPEX”)射电望远镜(右),这是最初组成视界望远镜阵列的八架望远镜之一。(图片来源: Newton设计的望远镜图片来自Science Museum Group的图片收藏库,经由Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 License取得;APEX图片来自ESO / B.Tafreshi / TWAN / Wikimedia Commons)。

1687年,Newton发表了《自然哲学的数学原理》(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica),这是他最受好评的著作,该书一直被称为是一部最具影响力的物理学巨著。在该书中,他解释了力学三大定律,验证了太阳系日心说,并提出了引力理论(最初的灵感源自于他看到一颗苹果从树上掉下来)。

《自然哲学的数学原理》奠定了经典力学的基础,使牛顿成为科学革命的一位关键人物。1705年,他被英国女王安妮封为爵士。他于1727年去世。

Godfrey Keller绘制的Newton肖像,1689

Michael Faraday

Michael Faraday出生于一个贫穷的英国家庭,只接受过基础教育。14岁时,他成为一名书本装订工学徒。在此期间,他抓住一切机会阅读各种科学主题的书籍。1812年,著名化学家Humphrey Davy聘请Faraday担任其在英国皇家科学研究所(Royal Institution)的助理,在这里,Faraday学习了高级化学、原子理论和原子键合的概念。

他不断进行研究,产生了一系列“世界第一”成果,包括:从磁场产生电流,发明电动机和发电机,以及发展电化学理论。他探索了磁性对光的影响,并在努力提高望远镜光学玻璃质量的同时,生产出具有超高折射率的玻璃,促进了反磁性的发现。

他发表了一篇关于电磁旋转的论文(电动机背后的原理),并发现了电磁感应(变压器和发电机背后的原理),打开了电力用于广泛应用的的大门。他于1867年去世。

Farad帮助定义了电气科学词汇,创造了‘电极’、‘阴极’和‘离子’等术语。他的著作为James Clerk Maxwell的经典电磁场理论奠定了基础。为了纪念这位伟大的物理学家,物理学领域将他的姓氏‘Farad’作为电荷单位(现在用于电容单位)。

(图片来源:法拉第研究所)

Max Planck

Max Karl Ernst Ludwig Planck最为著名的成就在于物理学领域以他的姓氏命名的普朗克常数(h),该常数描述了波和粒子(包括光粒子)在原子层面上的特性。他于1858年4月23日出生于德国基尔(Kiel),是柏林大学的教授。

Planck最早期的著作主要涉及热力学、熵、热电和稀溶液理论。他受委托帮助电力公司开发更明亮但耗能更少的灯泡。在这项涉及辐射过程的工作中,他假定电磁能只能以离散单位(“量子”)发射,并且与其电磁波的频率有关;这种数学关系现在被称为普朗克常数。

Planck的理论标志着科学史上的一个转折点,被认为是量子物理学的诞生。它解释了所观测到的电磁现象与经典理论之间存在许多差异的原因,为量子理论的发展奠定了基础。Plank的著作后来被用于广泛的应用,其中包括促进了Einstein关于光电效应的解释。

Planck于1919年获得诺贝尔物理学奖,并担任凯撒-威廉科学促进学会(the Kaiser Wilhelm Society for the Promotion of Science)会长。他于1947年去世,在此之后,该组织更名为马克斯-普朗克学会(Max Planck Society),现已成为德国领先的研究机构,共产生了18位诺贝尔奖获得者。

更多的图像处理

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