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[心情随笔] 看完了《时间简史》,捡看懂的部分跟大家分享一下。

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看完了《时间简史》,捡看懂的部分跟大家分享一下。





  看书的初衷是想了解了一下从未接触的事物,竟然发现略微能看懂一小部分,还发现一些好玩又恐怖的事。现分享一下。


  最近特别火的科幻小说《三体》里的物理学家丁仪在冬眠了一百多年醒过来之后,仍在大学教授物理学。他感叹道:我是快两个世纪前的人了,可是我仍然能教最顶尖的物理学,它(物理学)在这两个世纪里几乎没有进步……我们地球世界的状况略好一点,仅有一个世纪几乎没有进步。额其实一百年还算可以啦,上次重大变革即牛顿经典力学诞生快四百年了,从经典力学到相对论中间隔了两百五十年呢。


  在牛顿时期,科学家普遍认为物理学的大厦已构建完毕,其余的发现都不过是对这部大厦的修修补补,经典力学能解释我们能看到的一切!



  Dame,如果没有发明电子显微镜该多好!电子简直就像结婚现场跑来抢婚的前任,它的出现破坏了这一场美好宴会的全部。

  你知道爱因斯坦提出了狭义相对论,那会儿他才二十五六,跟牛顿提出经典力学的年龄差不多。老爱的后半生几乎都浪费在“统一场论”上。当时有个家伙叫做麦克斯韦,他统一了电磁场论,把电和磁搞到一起了。在这里举小时候的物理课实验为例:干电池上饶线圈变身磁铁,切割磁感线让小灯泡发亮,就是最典型的电和磁的相互转化。电磁场的统一给老爱吹响了错误的冲锋号,他坚信世界万物均由一些“基本粒子”组成,只要能全面认识和了解这些基本粒子,就能全面认识世界的本质和全部。


  一尺之锤,日取其半,万世不竭。就算这锤子一米,每天取1/2,取十天就是1/1024,取五十天就到10的负五十次方了,彼时仅有一个原子核大小。照目前的科技很难取到“万世”。不过佛说一沙一世界,也许原子核内别有洞天呢。


  波粒二象性:实验对象(A)→两个洞(B处)→接收装置(C)
  
  有一类东西比如:鼠标垫,黑色的保温杯等,通过B之后,会在C处留下一个反馈,即只能通过B处一个洞,咱们管它们的基本构成叫做“粒子”,你看到的自然界的大多数物质都是由粒子构成的。


  另一类东西比如:光、声音、wife信号等等,通过B之后,在C处留下多个反馈,即同时通过B的两个洞,咱们管它们叫做“波”。自然界的波也不少。(波有干涉性,以打水漂的水纹为例)


  有一些东西,既是“粒子”又是“波”,现在国内大力推广的光伏,将阳光转换为电能,就是利用了阳光的粒子属性,而阳光的波属性自不需赘言。


  阳光既能通过一个洞留下一道痕迹,又能同时通过两个洞留下两道痕迹。哦原谅我用词失误,“既能,又能”并没有描述波粒二象性的准确状态。确切来讲应当是这样:阳光既通过一个洞留下一处痕迹,同时又通过两个洞留下多处痕迹!


在微观世界,电子以下的所有微观粒子,全都有波粒二象性!


  宏观世界的因果关系:从武汉A处到北京C处约800公里,一辆火车时速100公里,经过涵洞中的一个,10小时后到达C处;
  微观世界的因果关系:这辆火车同时通过了这两个涵洞,在C处留下一片影子。
  有人说,阳光很大很多,我怎么知道同时通过这两个洞的是“同一个”阳光呢?科学家也这么想,所以他们设计了一个实验,就是科学史上鼎鼎大名的“电子双缝实验”,该实验是这样的:从A处连续发射一颗颗电子,该电子通过B处(两个洞),到达C处的接收装置。试验结果如下:
  人们一观测,电子就呈“粒子属性”运动,在C处留下两道痕迹;
  人们不观测,电子就以波形式通过B处,在C处留下多道痕迹。
  该观测结果不区分肉眼,电子摄像机,无人的监控设备。电子知道自己是否被观测,不管有没有人在场。


  匪夷所思!然而可怕的还在后面。1979年在普林斯顿举行了一场纪念爱因斯坦诞辰一百周年的活动,会上,爱因斯坦一位同事提出了一个“延迟选择”实验,他仅提出概念就把参会人员和科学界所有懂行的人都吓尿了。该实验是这样的:
  前面提到电子“观测是粒子,不观测是波”,如果根据电子的速度,当确定它已经通过双缝之后,迅速地在C处放上摄像机,会出现什么情况?具体的实验当然复杂得多,但是核心如上所述。五年之后,实验结果出来了:
  当确定电子已经通过双缝后,迅速在后面放上摄像机,结果出现两道痕迹(粒子属性)。
  反之亦然,如果迅速拿掉摄像机,会出现多道痕迹(波属性)!即使我们决定拿掉摄像机时电子已经通过了双缝!
  就是说:我现在的一个动作(是否放摄像机),可以决定电子过去的一个动作(以什么方式通过双缝)。传统的因果论已经不复存在。
  须知是电子组成了分子、原子,分子、原子组成了世间万物包括你我,我们的存在的真相又是怎样的呢?
  
  有消息称今年七月我国将发射首枚量子通讯卫星,然七月已过仍没有动静,怕是只有继续等待了。量子通讯是当前世界最大的热门科学之一,其原理为量子纠缠,试举例如下:


  两个粒子组成一个系统,其中一个粒子正旋另一个反旋——根据海森堡测不准原理,在观测之前你无法确定哪个正旋哪个反旋,换言之你只有观测时才能知道它们的转向。这个封闭系统不受任何空间影响。哪怕一个粒子在地球另一个随着新视野号飞跃冥王星奔向柯依伯带,一旦你观测其中一个粒子,必将确定另一个粒子的即时状态。


  因量子纠缠不受空间距离的影响,给了人无限的想象空间。正旋和反旋是标准的计算机定义单位。从理论上信息的传播将消灭速度的概率——无论何时何地绝对实时到达绝无延迟。有人走得更远,他们将量子纠缠引入不可知的玄学部分,譬如心灵感应。就好像两个相爱的人儿,因不可解释的量子纠缠因素,存在这样一种状态:只要我想你,你就想我。在这种美好的想象下,感同身受、心有灵犀等说法都有了科学依据--量子纠缠。恩以后不读书,恐怕恋爱都没法谈咯。


[ 本帖最后由 CHIU掌柜 于 2016-8-26 00:07 编辑 ]
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看得过程很枯燥,看完了是非常有乐趣的。大家在娱乐之外关注这些东西,也很有意思啊。非常希望有学这个的或者对比了解较多的指正我一下,我也不知道是不是说的全对。

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我只看了开头的一点点,真的是一知半解,现在被放在一旁了。也许哪天再去翻开,就会有不同的理解了吧。
看这个的初衷是想更好的了解世界,无奈底蕴有限,只能暂时搁置了。

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之前也买了一本,囫囵吞枣强行看了一遍。。然而也忘得八九不离十了。。谢谢楼主又让我回忆了一些片段。。。。

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初一还没学物理的时候看的这本书,初衷为了装逼,没想到后面居然还是选择了理论物理这个专业,学了这么多年,体会到了理论物理的美与真实世界的复杂,最最顶级的物理学家试图从最核心的方程去描述世界,然而绝大部分普通物理学家,最后还是走到了用近似,用唯象模型去描述世界,然后即至到最后转行学金融去,物理这门科学,却还是云里雾里,哎……
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  • xiaolinjue 金币 +5 认真回复,奖励! 2017-1-9 09:13

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三体看过,也看过这本书,虽然很复杂很深奥,但还是挺感兴趣的。时间和空间的本质到底是什么?琢磨不透,不过期待时空旅行。
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  • xiaolinjue 金币 +1 认真回复,奖励! 2017-1-10 10:48

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我也买了这本书,但真的是看不懂,或者很难理解。就连你说的这些我也是基本看不懂。

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“观测是粒子,不观测是波”这话不对,至少不严谨。
另外好多理解我也觉得是偏的,而且弄得老爱和老玫是同一个时代似的

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最终的结果是——我们现在所感知的世界包括宇宙是虚拟的,我们都是程序运行的~

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很高深,人才济济,教授级别

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