如果你要对量子物理的思想有所了解，请看曹天元先生的量子物理通俗简史：《量子物理史话-上帝掷骰子吗》。这是科学性和故事性的完美结合，具有超级影响力的科普佳作。曹天元兼具科学素质和文学修养，他的《上帝掷骰子吗：量子物理史话》是一本罕见的、精彩的、由非科学家谈论科学的作品。它表明：科学不是科学家的禁脔，科学对于公众来说，经过努力也是可以亲近的。
爱因斯坦：玻尔，亲爱的上帝不掷骰子！
玻尔：爱因斯坦，别去指挥上帝应该怎么做！
霍金：上帝不但掷骰子，他还把骰子掷到我们看不见的地方去
序
如果要评选物理学发展史上最伟大的那些年代，那么有两个时期是一定会入选的：17世纪末和20世纪初。前者以牛顿《自然哲学之数学原理》的出版为标志，宣告了现代经典物理学的正式创立；而后者则为我们带来了相对论和量子论，并最彻底地推翻和重建了整个物理学体系。所不同的是，今天当我们再谈论起牛顿的时代，心中更多的已经只是对那段光辉岁月的怀旧和祭奠；而相对论和量子论却仍然深深地影响和困扰着我们至今，就像两颗青涩的橄榄，嚼得越久，反而更加滋味无穷。
我在这里先要给大家讲的是量子论的故事。这个故事更像一个传奇，由一个不起眼的线索开始，曲径通幽，渐渐地落英缤纷，乱花迷眼。正在没个头绪处，突然间峰回路转，天地开阔，如河出伏流，一泄汪洋。然而还未来得及一览美景，转眼又大起大落，误入白云深处不知归路……量子力学的发展史是物理学上最激动人心的篇章之一，我们会看到物理大厦在狂风暴雨下轰然坍塌，却又在熊熊烈焰中得到了洗礼和重生。我们会看到最革命的思潮席卷大地，带来了让人惊骇的电闪雷鸣，同时却又展现出震撼人心的美丽。我们会看到科学如何在荆棘和沼泽中艰难地走来，却更加坚定了对胜利的信念。
量子理论是一个复杂而又难解的谜题。她像一个神秘的少女，我们天天与她相见，却始终无法猜透她的内心世界。今天，我们的现代文明，从电脑，电视，手机到核能，航天，生物技术，几乎没有哪个领域不依赖于量子论。但量子论究竟带给了我们什么？这个问题至今却依然难以回答。在自然哲学观上，量子论带给了我们前所未有的冲击和震动，甚至改变了整个物理世界的基本思想。它的观念是如此地革命，乃至最不保守的科学家都在潜意识里对它怀有深深的惧意。现代文明的繁盛是理性的胜利，而量子论无疑是理性的最高成就之一。但是它被赋予的力量太过强大，以致有史以来第一次，我们的理性在胜利中同时埋下了能够毁灭它自身的种子。以致量子论的奠基人之一玻尔(Niels Bohr)都要说：“如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。”
掐指算来，量子论创立至今已经超过100年，但它的一些基本思想却仍然不为普通的大众所熟知。那么，就让我们再次回到那个伟大的年代，再次回顾一下那场史诗般壮丽的革命，再次去穿行于那惊涛骇浪之间，领略一下晕眩的感觉吧。我们的快艇就要出发，当你感到恐惧或者震惊时，请务必抓紧舷边。但大家也要时刻记住，当年，物理史上最伟大的天才们也走过同样的航线，而他们的感觉，和我们是一模一样的。
作者: 甲米 时间: 2012-12-8 14:21
肥胖症的5大危害
超重对健康的危害可能会吓你一跳。
众所周知，严重超重会增加心脏病、中风和糖尿病的患病几率，而患有肥胖症（obesity），也就是体重超过标准体重上限20%以上的人却在不断增多。据估计，到2030年，美国的肥胖症患者将比现在多6 500万；相应地，心脏病和中风患者会增加600万甚至更多，Ⅱ型糖尿病患者则会多出800万。很多医生已经注意到，在许多家庭中，祖父母比他们的后代更健康、长寿。
这些数据已经非常惊人，但更可怕的还在后面：过去几年的研究显示，我们为肥胖症大流行所付出的真实代价远非这些数据所能描述。目前的研究证实，超重会影响心理健康（加剧抑郁症和阿尔茨海默病）、性功能以及日常生活质量——尤其是当我们变老的时候。科学家认为，在几种恶性肿瘤中，包括结肠癌、肾癌和食道癌，可能有25%的病例是由肥胖症发病率升高和人们缺乏锻炼导致的。
右边是一幅发人深省的图示，基于最新的解剖数据制作而成，它展示了肥胖对我们的身体可能造成多么广泛而深远的影响。
胃灼热：2005年一项针对450人进行的研究发现，患肥胖症的成年人出现胃灼热症状的可能性是体重正常的人的2.5倍。一个可能的原因是，内脏脂肪（visceral fat）可能会将胃推向胸腔。
呼吸困难：内部器官外围的内脏脂肪比皮下脂肪（subcutaneous fat）更危险。从图中你可以看到，内脏脂肪从隔膜下方挤压隔膜（diaphragm），使肺部（图中绿色所示）更难扩张，从而限制了呼吸。
关节疼痛：超重给膝盖增添了很大的负担。在这张图中，关节损伤（arthritic damage，图中白色所示）使膝关节疼痛，并限制了它的活动范围。
抑郁症：许多研究表明，肥胖可能是抑郁症的一个重要诱因，这或许是由于肥胖症患者的生理状况和社会声誉都会受到影响。图中显示的是，大脑皮质中的神经元发生收缩而出现畸形。
性功能障碍：由脂肪细胞释放的炎症性化学物质（inflammatory chemicals），不仅可能损害阴茎的分支状神经（上图），还会攻击阴蒂的血管（下图），致使肥胖男女无法享受性爱。
本文来自《环球科学》2012年第2期，转载请注明出处。
作者: 甲米 时间: 2013-1-7 13:35
中国科学家量子研究成果获国际学术界高度评价
中新社合肥1月6日电 (记者 吴兰)记者6日从中国科技大学获悉，中国科学家大尺度量子信息处理实验成果获国际学术界高度评价，在国际权威学术期刊《自然》杂志2012年底推出的年度回顾特刊中，该校潘建伟小组实现百公里自由空间量子隐形传态和纠缠分发的研究成果被选为年度十大新闻亮点，同时该成果还被美国《科学新闻》评选为2012年度25项重大科技进展之一，并以“量子跳跃”为题进行专题介绍。
据悉，要实现量子信息科学的核心目标——实用化量子计算和远距离量子通信，关键是通过发展多粒子量子系统的相干操纵技术，实现可扩展的大尺度量子信息处理。2012年潘建伟小组在这一研究领域取得一系列重要进展。其中，8月9日《自然》杂志以封面标题形式发表的这一研究成果，通过地基实验坚实地证明了实现基于量子卫星的全球量子通信网络和开展大尺度基本物理问题实验检验的可行性。《自然》评价认为，在量子通信领域，中国用了不到十年的时间，由一个不起眼的国家发展成为现在的世界劲旅；中国将领先于欧洲和北美发射量子科学实验卫星，建立起首个全球量子通信网络。
此外，潘建伟小组还利用自主发展的高亮度、高纯度量子纠缠源技术，在国际上首次实现八光子薛定谔猫态，刷新由该小组保持的多光子纠缠态制备的世界纪录，论文发表在《自然。光子学》上；利用八光子纠缠“簇态”，在国际上首次实验实现了拓扑量子纠错，这是量子信息领域以中国为第一单位发表在《自然》杂志上的首篇“长文”。
与此同时，潘建伟小组还成功实现长寿命、高读出效率的量子存储，该成果为目前国际上量子存储综合性能指标最好的实验结果，朝着最终实现实用化的量子中继器迈进重要一步，论文发表在《自然·物理》上。
潘建伟小组取得的上述系列重要进展受到国际学术界的广泛关注，《自然》、《科学》、《科学美国人》和《新科学家》等国际著名科学杂志及欧洲物理学会新闻网“物理世界”、美国物理学会新闻网“今日物理”等，都曾专题聚焦其在量子领域的成果。
作者: wangziyuang 时间: 2013-1-7 18:14
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科学贴要学习，当初听古典音乐，很大一部分是看了刘易斯 托马斯《细胞生命的礼赞》一书中对巴赫音乐的描写。
请教甲版，“波粒二重性”能否这样理解，实际是只有一个态，但我们现在的语言（或思维）没法描绘或理解（指将其纳入我们的知识系统），所以要在不同情况下用波或粒子来定义。
但物理学和数学不同，是从实验出发的，是否意味着没有一个物理学概念有完全契合的对应实体，量子，波粒二重性等概念也是一种一定程度上的近似？
作者: wangziyuang 时间: 2013-1-7 18:16
本帖最后由 wangziyuang 于 2013-1-8 19:43 编辑
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哲学介于神学和科学之间，也许仅此而已。
神学 先验
科学 经验
哲学 怀疑一切的理性
作者: 山河 时间: 2013-1-8 11:07
宇宙的出现，谓之神之创造
宇宙的发展，谓之人之创造
作者: wangziyuang 时间: 2013-1-8 19:40
最近读斯宾若莎的介绍（他的《伦理学》对我来说有点艰涩，还不敢开卷），想到两种认识论挺有意思。
一种认为实体（或世界）有一个可以认识的客观规律，人可以且只能（因为规律是无穷无尽的）在一定程度上逐步认识它，并籍此建立起相应的知识体系（如物理学）。此种知识体系虽然只能在一定条件下有效，但能帮助人接近（但永远不能掌握）规律本身（即使被证伪，也有对接近过程的正值作用），显然只要人类持续存在，某个个人的作用是无足轻重的，其发现迟早会有别人代劳或被取代。一条由偶然发现组成的必然之路。这观念有点斯宾若莎的背景。
另一种认为实体是一个吞噬任何规定性的黑洞，所有的规定性都是人加上去的，没有客观规律，只有人（或其前身）的历史性的认识过程的叠加，知识体系每一次更新都是前人工作上的创造。世界虽然客观，规律由人创造。
物理学或科学对哪个支持多一点？
甲版和各位坛友不嫌浅薄的话，请指教一二，最好从物理学史角度。
纯粹外行，思路混乱，但茶余饭后，不为无聊之事，何以打发有生之涯。也就不怕见笑，发上来了。
作者: 甲米 时间: 2013-1-9 10:31
老兄谦虚了，不敢当啊。我觉得第一种认识论容易理解些。但对“某个个人的作用是无足轻重的，其发现迟早会有别人代劳或被取代”，这句话还是有些保留的，虽然“其发现迟早会有别人代劳或被取代”，但这个“迟早”或许并不“早”，会推迟很久很久也未可知啊。第一种认识论有些“唯物”，第二种显得“唯心”。
作者: wangziyuang 时间: 2013-1-9 19:47
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甲版批评的对，“某个个人的作用是无足轻重的，其发现迟早会有别人代劳或被取代”需要太多未被证明的前提了。尤其有一股牛顿力学陈旧时空观的味道。甲版能否普及一下物理学时空观的最新进步，个人很感兴趣，新颖的观念和视角有时会颠覆个人的知识体系。
其实是否有客观规律？人的认识体系能否符合客观规律？这两问题是不能凭空讨论的，还需要一些公认的（至少是讨论者之间）前提，也即基督教神学的所谓“前言”，这些前提就见仁见智了。我个人倾向“唯心”，更具创造性和开放性，凸显人的价值。
但科学研究是一个社会性行为，其体系和成果并不能脱离当时的社会文化背景，随着理论的繁复深奥，是否可以说个人的作用越来越小了，而代之以互相间的协作，从而好像是某种超生物（类似蚁群，不过个人代替了蚂蚁）来完成科学的进步？
作者: wangziyuang 时间: 2013-1-10 17:59
12楼已学习，透彻。看来我们这些幼稚的想法，大牛们早想到了。要加强学习啊。“全息”很新颖，甲版有无相关书籍推荐？
作者: 甲米 时间: 2013-1-10 18:12
可以读25楼推荐的书，可读性很好。
作者: 甲米 时间: 2013-1-11 16:13
wangziyuang 发表于 昨天 22:06 删除
甲版，推荐的书读了一下，怎么和我在凯迪看到的一个帖子很接近？
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这是难得的介绍量子物理的通俗读物，当然会被许多人推荐。
下面是这本书的电子版，你可以下载阅读。
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作者: wangziyuang 时间: 2013-1-13 20:18
本帖最后由 wangziyuang 于 2013-1-13 20:20 编辑
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《上帝掷骰子吗：量子物理史话》看了，写得不错，挺清楚。内容还要消化几天，再次谢谢甲版推荐。
就是后面有点意犹未尽。
作者: 甲米 时间: 2013-1-17 10:24
关于PM2.5的十个问答 (转自科学松鼠会）
1. PM2.5是什么？如果是初次接触，“PM2.5”这一串字符也许会让你看得云里雾里，不知所云。其实它有一个容易理解的中文名——细颗粒物，是对空气中直径小于或等于2.5微米的固体颗粒或液滴的总称。这些颗粒如此细小，肉眼是看不到的，它们可以在空气中漂浮数天。人类纤细的头发直径大约是70微米，这就比最大的PM2.5还大了近三十倍。
PM是英文particulate matter（颗粒物）的首字母缩写。准确的PM2.5定义要在“直径”之前加一个修饰语“空气动力学”，这可不是故作高深。空气中的颗粒物并非是规则的球形，那怎么定义又怎么测量其直径呢？在实际操作中，如果颗粒物在通过检测仪器时所表现出的空气动力学特征与直径小于或等于2.5微米且密度为1克/立方厘米的球形颗粒一致，那就称其为PM2.5。这样的定义也就决定了在测定PM2.5时，需要利用空气动力学原理把PM2.5与更大的颗粒物分开，而不是用孔径为2.5微米的滤膜来分离。
知道了PM2.5的定义，就很容易得出PM10的定义了——将定义中的2.5换成10即可，PM10也被称为可吸入颗粒物。在PM10中，直径在2.5至10微米之间的颗粒物被称为粗颗粒物，与细颗粒物相对。
2. PM2.5来自哪里，都有些什么成分？虽然自然过程也会产生PM2.5，但其主要来源还是人为排放。人类既直接排放PM2.5，也排放某些气体污染物，在空气中转变成PM2.5。直接排放主要来自燃烧过程，比如化石燃料（煤、汽油、柴油）的燃烧、生物质（秸秆、木柴）的燃烧、垃圾焚烧。在空气中转化成PM2.5的气体污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物。其它的人为来源包括：道路扬尘、建筑施工扬尘、工业粉尘、厨房烟气。自然来源则包括：风扬尘土、火山灰、森林火灾、漂浮的海盐、花粉、真菌孢子、细菌。
PM2.5的来源复杂，成分自然也很复杂。主要成分是元素碳、有机碳化合物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐。其它的常见的成分包括各种金属元素，既有钠、镁、钙、铝、铁等地壳中含量丰富的元素，也有铅、锌、砷、镉、铜等主要源自人类污染的重金属元素。
2000年有研究人员测定了北京的PM2.5来源：尘土占20%；由气态污染物转化而来的硫酸盐、硝酸盐、氨盐各占17%、10%、6%；烧煤产生7%；使用柴油、汽油而排放的废气贡献7%；农作物等生物质贡献6%；植物碎屑贡献1%。有趣的是，吸烟也贡献了1%，不过这只是个粗略的科学估算，并不一定准确[1]。该研究中也测定了北京PM2.5的成分：含碳的颗粒物，硫酸根，硝酸根，铵根加在一起占了重量了69% 。类似地，1999年测定的上海PM2.5中有41.6%是硫酸铵、硝酸铵，41.4%是含碳的物质[2]。
3. PM2.5对健康有什么危害？PM2.5主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害，包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死[3]。老人、小孩以及心肺疾病患者是PM2.5污染的敏感人群。
如果空气中PM2.5的浓度长期高于10微克/立方米，死亡风险就开始上升。浓度每增加10微克/立方米，总的死亡风险就上升4%，得心肺疾病的死亡风险上升6%，得肺癌的死亡风险上升8%[4-5]。
PM2.5的危害固然不可忽视，但仍不可与吸烟相比。对于烟民而言，千万不要有“反正空气污染，抽不抽烟一个样”的心理。吸烟可使男性得肺癌死亡的风险上升22倍（也就是上升2200%），女性的风险上升12倍（1200%）；使中年人得心脏病死亡的风险上升2倍（200%）[6]。（编者按：本文经讨论有修改。谢谢网友们的指正与讨论。关于吸烟与空气污染的风险，推荐阅读白鸟的《空气污染真的能折合成吸烟数吗？》）
从全社会的角度出发，降低PM2.5这些看似不大的风险，收益却是很大的。美国环保局在2003年做了一个估算：“如果PM2.5达标，全美国每年可以避免数万人早死、数万人上医院就诊、上百万次的误工、上百万儿童得呼吸系统疾病”[7]。相比当前的中国，美国当时的空气质量已经相当不错，只有很少的地区存在略微的超标[8]。如果中国的PM2.5能够达标，社会收益无疑将会是巨大的。
上述关于PM2.5死亡风险的数据源自2002年发表于《美国医学会杂志》的一篇论文[4]。这篇论文分析了一项长期研究中参与者的死亡率和空气污染之间的关系，发现死亡率升高与PM2.5和二氧化硫的污染有关联，而与粗颗粒物污染没有可靠的关联。该项在美国进行的前瞻性研究始于1982年，当时招募了120万的参与者。论文的结论是基于长达16年的随访数据，是目前关于PM2.5污染增加死亡风险最可靠的证据。
4. 如果没有污染，PM的浓度有多高，现在实际有多高？即使没有人为污染，空气中也有一定浓度的PM2.5，这个浓度被称为背景浓度。在美国和西欧，背景浓度大约为3-5微克/立方米[5]，澳大利亚的背景浓度也在5微克/立方米左右[9]。中国的背景浓度有多高？目前尚无公开的数据，但应该不会和其他国家相差太大。
中国尚未开展大范围的PM2.5监测，公开的PM2.5数据非常有限。位于广州的环保部华南环境科学研究所从2011年从6月13日开始每日发布PM2.5监测值[10]，截至11月20日，浓度范围在0.6至99 微克/立方米之间（注：0.6这个数据应该是仪器故障所致，正常值不会这么低），平均值为38微克/立方米，这个值超过了拟发布的年均标准（35微克/立方米）[11]。在这121天中，已经有6天超过了拟发布的日均标准（75微克/立方米）。从近十几年来发表的科学论文中，可以查到中国一些大城市某一区域某一阶段的PM2.5的测定值。例如，2000年在北京的5个监测点测得的PM2.5年均值为101微克/立方米[2]；2008北京奥运会的17天中，在北大测得的PM2.5最低28.2，最高147.4微克/立方米， 平均64.7微克/立方米[12]。1999年，在上海两个监测点测定的PM2.5年均值为57.9和61.4 微克/立方米[2]。这些年均值都远高于拟发布的年均标准（35微克/立方米）。
除了查阅以上这些零星的数据，我们还可以根据PM10的数据估算一下PM2.5的浓度。按照中国现行的空气质量标准，PM10是常规监测指标，全国性监测已开展了十几年。从2001年至2009年，全国主要城市PM10的平均值从125降到了90微克/立方米[13]。PM2.5和PM10之间的比例通常在0.5-0.8之间，我们取0.8做一个极端估算可得：2009年全国主要城市的PM2.5平均值为72微克/立方米，是即将发布的新标准的2.1倍（35微克/立方米）。和美国的空气质量相比，这差多少呢？2009年，全美国年均PM2.5为9.9微克/立方米，在724个监测点中有90%以上的监测点年均值低于12.6微克/立方米[8]。
全国的年均值只是用来反映我国颗粒物污染的总体现状，对于评价我们所在城市的空气质量意义并不大。我们更需要关注的是离我们生活、工作最近的监测点的数据。这个数据哪里有呢？如果你生活在北京而且恰好在美国大使馆附近，那你可以参考该馆发布的实时PM2.5数据。
不过值得一提的是，虽然美国大使馆的监测仪器是专业的（见问答8），但是仪器的校准和操作其实都会大大影响到最终的测定结果。大使馆毕竟不是环境监测部门，没有证据表明他们的工作人员具备相应的专业知识，而且他们测出的PM2.5数值经常比环保部门以及第三方测定的PM10还高，这是不正常的。所以，美国大使馆的数据可以作为参考，但不必把它作为唯一的信源。
然而，我们更多的人并不生活在北京，即使在北京也不在美国大使馆附近，那我们该看哪里的数据呢？全国主要城市的实时PM10数据可以在环境监测总站的网站上查到，每个城市都有数个监测点，我们可以选离得最近的那个点作参考。由于研究显示，PM2.5 ：PM10一般在0.5-0.8之间波动，（见《今天空气真的优良吗？》）如果你很乐观，那么可以估算PM2.5=PM10 × 0.5，如果你很悲观，那么就估算PM2.5=PM10 × 0.8。
5. 其他国家实施PM2.5的标准了吗，标准值是多少？自从美国于1997年率先制定PM2.5的空气质量标准以来，许多国家都陆续跟进将PM2.5纳入监测指标。如果单纯从保护人类健康的目的出发，各国的标准理应一样，因为制定标准所依据的是相同的科学研究结果。然而，标准的制定还需考虑各国的污染现状和经济发展水平，在一个空气污染严重的发展中国家制定极为严格的空气质量标准只能成为一个华丽的摆设，没有实际意义。根据美国癌症协会和哈佛大学的研究结果，世界卫生组织（WHO）于2005年制定了PM2.5的准则值。高于这个值，死亡风险就会显著上升。WHO同时还设立了三个过渡期目标值，为目前还无法一步到位的地区提供了阶段性目标，其中目标-1的标准最为宽松，目标-3最严格[5]。
下表列举了WHO以及几个有代表性的国家的标准。中国拟实施的标准与WHO过渡期目标-1相同。美国和日本的标准一样，与目标-3基本一致。欧盟的标准略微宽松，与目标-2一致，澳大利亚的标准最为严格，年均标准比WHO的准则值还低。标准的宽严程度基本反映了各国的空气质量情况，空气质量越好的国家就越有能力制定和实施更为严格的标准。
【世界卫生组织（WHO）和一些国家的PM2.5标准（单位：微克/立方米）】
6. 中国的PM2.5标准和其他国家比，很落后吗？中国的PM2.5标准拟于2016年生效，虽然比美国落后了一二十年，但和欧盟的2015年生效相比，也不算太晚。如果仅从标准的数值来看，中国即将发布的新标准已经与WHO过渡期目标-1一致，虽然落后于发达国家，但也算是开始了三步走的第一步。然而，即使标准值相同，而评判是否达标的方式不同，约束力是有极大差异的。举个例子，中国现行的空气质量标准制定于1996年，其中PM10的日均标准为150微克/立方米，表面上已和美国现行标准一样严格。但是，按照美国的标准，平均每年最多只能有1天超标，否则就算不达标，超标地区需要提交改进方案并加以实施。而在中国的标准文件中，没有类似的规定。各地区在执行标准时，只是计算每年的“达标天数”和“达标率”。PM10的标准至今已经执行了15年，一个86.2%的达标率还可以作为正面消息报道[14]。
在即将发布的PM2.5新标准中，依然没有规定多高的达标率才是可接受的。WHO和其他国家是怎么规定的呢？WHO要求每年最多有3天超标（99%的达标率），澳大利亚最多5天，而美国和日本要求的达标率为98%。中国PM2.5标准的落后不仅是在标准值，更重要的是在约束力上。
7. 新标准即将发布，为什么要到2016年才实施？?对于这个问题，标准制定者是这样回答的：“考虑到环境空气质量标准实施是一项复杂的系统工程，以及目前全国的环境监测能力现状，结合现行标准实施过程中的经验，为保障数据准确性和可比性，将全国统一实施本标准的时间定为2016 年1 月1 日，以便为各地区预留足够的准备时间，加强标准实施的有关配套工作[15]。”
这么说有道理吗？我们不妨参考一下其他国家是怎么做的。在美国和澳大利亚环保部门的网站上，对于PM2.5标准的制定过程有非常详细的备忘录，我们就以这两个国家为例。
美国早在1994年就宣布要增加PM2.5的指标。1994-1996年间，开了多次研讨会，在1996年底发布了征求意见稿。征求意见期间共接了14000个电话，收到4000封电子邮件、50000份书面或口头意见，而且多次通过听证会、会议、电视节目征求意见。经过这番诚意十足的意见征求，终于在1997年9月16日发布了PM2.5的标准。但在那时，尚未展开全国的PM2.5监测，直到1999年各州才陆续开始，2000年PM2.5监测常规化[16]。
澳大利亚在2001年开始考虑，并在2003年制定了PM2.5的非强制标准。制定该标准的目的是收集数据，以便检讨这一标准是否合理，并准备于2005年开始考虑制定强制标准。在征求意见的过程中，有反对者认为应该直接设立强制标准，否则缺乏约束力，意义也就不大。澳大利亚环保委员会（NEPC）认为当时缺乏足够的PM2.5监测数据，没法很好地评估不达标会带来怎样的影响，坚持了原先的做法[9]。直到今年（2011年），澳大利亚的PM2.5仍然不是强制指标[17]，不过这期间一直在做大量的监测和基础研究工作[18]。
中国的PM2.5强制标准正在征求意见中，并拟于2016年实施，“实施”的含义应该是指开展常规检测并公布结果。美国从1997年发布标准到2000年全国监测常规化花了两三年的时间。澳大利亚2003年发布非强制标准，随后即开展全国监测。考虑到中国的国情，延后几年“实施”有其合理性，但是四五年的时间是否太长了呢？
8. 怎么测定PM2.5？空气中漂浮着各种大小的颗粒物，PM2.5是其中较细小的那部分（定义见问答1）。不难想到，测定PM2.5的浓度需要分两步走：（1）把PM2.5与较大的颗粒物分离；（2）测定分离出来的PM2.5的重量。目前，各国环保部门广泛采用的PM2.5测定方法有三种：重量法、β射线吸收法和微量振荡天平法。这三种方法的第一步是一样的，区别在于第二步。
将PM2.5直接截留到滤膜上，然后用天平称重，这就是重量法。值得一提的是，滤膜并不能把所有的PM2.5都收集到，一些极细小的颗粒还是能穿过滤膜。只要滤膜对于0.3微米以上的颗粒有大于99%的截留效率，就算是合格的[19]。损失部分极细小的颗粒物对结果影响并不大，因为那部分颗粒对PM2.5的重量贡献很小。
重量法是最直接、最可靠的方法，是验证其它方法是否准确的标杆。然而重量法需人工称重，程序繁琐费时。如果要实现自动监测，就需要用到另外两种方法。
β射线吸收法：将PM2.5收集到滤纸上，然后照射一束beta射线，射线穿过滤纸和颗粒物时由于被散射而衰减，衰减的程度和PM2.5的重量成正比。根据射线的衰减就可以计算出PM2.5的重量[20]。美国大使馆那台知名度很高的仪器依据的就是此原理。
微量振荡天平法：一头粗一头细的空心玻璃管，粗头固定，细头装有滤芯。空气从粗头进，细头出，PM2.5就被截留在滤芯上。在电场的作用下，细头以一定频率振荡，该频率和细头重量的平方根成反比。于是，根据振荡频率的变化，就可以算出收集到的PM2.5的重量[20]。
将PM2.5分离出来的切割器又是怎么工作的呢？在抽气泵的作用下，空气以一定的流速流过切割器时，那些较大的颗粒因为惯性大，一头撞在涂了油的部件上而被截留，惯性较小的PM2.5则能绝大部分随着空气顺利通过。也许你已经觉察到，这和发生在我们呼吸道里的情形是非常相似的：大颗粒易被鼻腔、咽喉、气管截留，而细颗粒则更容易到达肺的深处，从而产生更大的健康风险。
对于PM2.5的切割器来说，2.5微米是一个踩在边线上的尺寸。直径恰好为2.5微米的颗粒有50%的概率能通过切割器。大于2.5微米的颗粒并非全被截留，而小于2.5微米的颗粒也不是全都能通过。例如，按照《环境空气PM10和PM2.5的测定 重量法》的要求，3.0微米以上颗粒的通过率需小于16%，而2.1微米以下颗粒的通过率要大于84%[21]。
特殊的结构加上特定的空气流速共同决定了切割器对颗粒物的分离效果，这两者稍有变化，就会对测定产生很大影响，而使结果失去可比性。因此，美国环保局在1997年制定世界上第一个PM2.5标准的时候，一并规定了切割器的具体结构[16]。于是，虽然 PM2.5的测定仪器有不少品牌，它们外观却极为相似。
9. 市面上有些手机大小的仪器号称可以测PM2.5，靠谱吗？和环保部门采用的标准方法相比，用非专业仪器测PM2.5显然是不可靠的，但很难说到底有多不准，只有拿来和标准方法对比一下才知道。测出来的数据也许能说明一点问题，比如能分辩出房间里有没有人吸烟，是不是刚扫过地，可是这些你的鼻子也能做到吧。
市面上的非专业仪器利用光散射的原理测定颗粒物浓度，这种方法并没有被各国环保部门采纳为标准方法，但是有依据此原理制成的专业仪器，在科研中也有运用。空气中的颗粒物浓度越高，对光的散射就越强。光的散射相对容易测，把它测出来，理论上就可以算出颗粒物浓度了。但在实际运用中，事情并没有这么简单。光的散射与颗粒物浓度之间的关系是很不确定的，受到诸多因素的影响，例如颗粒物的化学组成、形状、比重、粒径分布，而这些都取决于污染源的组成。这意味着光散射和颗粒物浓度之间的换算公式随时随地都可能在变，需要仪器使用者不断地用标准方法进行校正，没有经过科学训练的业余人士不大可能办得到。有研究者做过理论计算：利用光散射仪测定PM2.5，至少有30-40%的不确定性[22]。这种不确定性是这类仪器固有的，质量可靠的专业仪器尚且如此，更何况市面上仪器的质量并不都是理想的呢。
由于我国未将PM2.5、臭氧等污染物纳入检测体系，常常会出现空气质量指数与公众观感相悖的状况。然而，靠非专业人员操作非专业的或质量不高的专业仪器去监测空气质量，并不能从根本上解决这个问题。更有效的监督手段，也许是呼吁环保部门早日在更多地点监测PM2.5，并让全部数据对民众更为公开、透明。现在新的《环境空气质量标准》正在向公众征求意见，并拟于2016年实施[11]，公众的声音也许能使这一时间大大提前。
10. 灰霾天是PM2.5引起的吗？虽然肉眼看不见空气中的颗粒物，但是颗粒物却能降低空气的能见度，使蓝天消失，天空变成灰蒙蒙的一片，这种天气就是灰霾天。根据《2010年灰霾试点监测报告》，在灰霾天，PM2.5的浓度明显比平时高，PM2.5的浓度越高，能见度就越低[23]。
虽然空气中不同大小的颗粒物均能降低能见度，不过相比于粗颗粒物，更为细小的PM2.5降低能见度的能力更强。能见度的降低其本质上是可见光的传播受到阻碍。当颗粒物的直径和可见光的波长接近的时候，颗粒对光的散射消光能力最强。可见光的波长在0.4-0.7微米之间，而粒径在这个尺寸附近的颗粒物正是PM2.5的主要组成部分。理论计算的数据也清楚地表明这一点：粗颗粒的消光系数约为0.6平方米/克，而PM2.5的消光系数则要大得多，在1.25-10平方米/克之间，其中PM2.5的主要成分硫酸铵、硝酸铵和有机颗粒物的消光系数都在3左右，是粗颗粒的5倍[24]。所以，PM2.5是灰霾天能见度降低的主要原因。
值得一提的是，灰霾天是颗粒物污染导致的，而雾天则是自然的天气现象，和人为污染没有必然联系。两者的主要区别在于空气湿度，通常在湿度大于90%时称之为雾，而湿度小于80%时称之为霾，湿度在80-90%之间则为雾霾的混合体[25]。
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，只能靠方程推演，讲的是宇宙总熵值恒定的情况下热量值的各种变化过程。
