二宗主

多普勒效应

无论是在地球上，还是在整个宇宙中，多普勒效应无处不在。

一辆正在鸣笛驶来的汽车，从它向我们靠近到离我们远去，鸣笛的音调会发生变化，这是生活中最常见的多普勒效应。更具体地说，当声源（或光源）相对于观测者移动时，观测者所接收到的声波（或光波）的频率会发生变化。

多普勒效应在天体物理学中的应用更为显著，天文学家可以根据“红移”和“蓝移”来判断一个天体是在离我们远去还是向我们靠近。不同光波的频率对应不同的颜色，向我们靠近的天体，光波会向蓝光偏移，而远离我们的天体光波会向红光偏移。

蝴蝶效应

一只在亚马逊河流域的蝴蝶挥动翅膀，引发了美国得克萨斯州的异常龙卷风……这个耳熟能详的故事，实际上描述的是在一个复杂系统的状态中出现的微小变化，可以在不久之后导致剧烈的变化。这种现象被称为蝴蝶效应。

当气象学家罗伦兹在谈到蝴蝶效应时，他实际上想要表达的是“混沌”这一概念。在混沌系统中，一个微小的调整就可能产生一系列的连锁效应，从而彻底地改变最终结果。

这种混沌效应几乎出现在各种物理系统中。比如从量子理论上看，黑洞也会表现出类似的混沌行为。对于黑洞来说，哪怕是出现将一个粒子扔进黑洞这样的微小改变，也可能彻底改变黑洞的行为方式。

迈斯纳效应

当一种材料从一般状态相变至超导态时，会对磁场产生排斥现象，这种现象被称为迈斯纳效应。1933年，迈斯纳和他的博士后奥切森菲尔德在对被冷却到超导态的锡和铅进行磁场分布测量时发现了这种效应。

阿哈罗诺夫-玻姆效应

这是物理学中一个不太为人所知却意义重大的效应。

在经典电磁学中，只有在粒子直接与电磁场接触的情况下，粒子才会受到场的影响。但在1959年，阿哈罗诺夫和玻姆两位理论物理学家提出，量子粒子就算从未直接与一个电场或磁场接触，也能受到这个电场或磁场的影响。

现在，物理学家已经通过一系列实验观测到了阿哈罗诺夫-玻姆效应。

網球拍效应

网球拍效应描述的是当把一个网球拍的一面朝上，旋转着将它抛向空中，球拍会绕着一个轴旋转的情况。当球拍绕着横轴旋转时，会出现一种令人惊讶的效应：球拍除了会绕着横轴进行360°的旋转，几乎总会出人意料地绕纵轴进行180°的翻转。

这种效应是网球拍在抛掷过程中产生的微小偏差和扰动，以及三维刚体在3个不同的惯性矩下运动造成的。如果一个刚性物体有3个旋转轴：轴1、轴2、轴3，也就是说它拥有3种不同的旋转方式。其中，轴1的长度最短，轴3的长度最长，那么物体绕着轴1和轴3的旋转最稳定，而绕着中间轴轴2则不稳定。这种奇怪的效应是经典力学的结果，我们可以通过欧拉方程计算出这种效应。