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爱因斯坦为什么伟大--《七堂极简物理课》

  38.《七堂极简物理课》2016.07.25 Sette brevi lezioni di fisica

我早已过了对畅销科普读物产生好奇的年纪,可是这本小书的文案写的是,诗一样的文字,介绍了20世纪以来最伟大的物理学发现,让人窥探科学的深刻和美丽。接着继续说这本小书在意大利热卖,击败了《五十度灰》,我想这是让下决定买这本书的最后一根稻草。

十多年前,作为一个以物理作为X科目参加考试的考生,其实我的物理真的学的不怎么样,所幸的是探寻万物之理的科学精神却从未消逝过。翻过扉页,是作者写给中国读者的话。

在作者小的时候,东方的中国是一个遥不可及的地方,但他却读过老子、李白、曹雪芹和毛泽东的作品,痴迷于这遥远神秘的东方文化。当他有机会接触中国的时候,发现中西方的差异并没有这么大,两个文化中人们对美、知识和探索的痴迷是一样的。

当下,世界上不同的文明正在彼此融合,成为更加丰富多彩的全球文明,作者说,这小书便是他对这融合的微小努力,因为在他眼中,宇宙广袤无限,奇妙瑰丽,神秘莫测。

20世纪是物理学出现井喷的年代,爱因斯坦在空中用手划过流星般绚丽一道光,正式宣告了一个新的物理学时代的产生,广义相对论和量子力学这两大支柱,都与爱因斯坦有着直接或者间接的功劳,一个是他深爱的嫡子而一个是他爱恨交加的私生子,甚至到后翻脸不承认这个私生子

好些年前,我每每读到混沌的书,都会把混沌列为继相对论与量子力学之后的最伟大的发现,我的确认同,不过我的认同并具备太多的影响力。真理总是掌握在小部分人手里,意味着主流的观点总是不太正确的,因为揣着糊涂装明白的人太多

你曾可想到过,爱因斯坦会因为德国的高中过于严苛而退学,回家阅读康德的著作,旁听附近帕维亚大学的课程,只为了好玩。爱因斯坦的第一篇论文,刚提出光子假说的时候,同行对他讥讽不已,认为其信口开河。

  • 爱因斯坦自己在论文的开篇写道,“在我看来”,极度谦逊的描述伟大的思想;
  • 当年达尔文在笔记中也是以“我以为”为开端,提出了物种进化的假说;
  • 当法拉第在其介绍电磁场这个具有伟大意义的概念的时候,提及自己“犹豫不决”。

21世纪的所有人都会认同爱因斯坦伟大,究竟为何伟大,大家不管知道不知道都会说相对论,因为这位幽默的科学家说,“和美女一起度过的一小时相比和火炉旁的一小时,后者总是会感觉长很多”。

要理解爱因斯坦为什么伟大,其实真的要从希腊的毕达哥拉斯说起

  • 毕达哥拉斯,对就是那个最早提出勾股定理的那人,他认为对第一块飞在空中的土地而言,最合理的形状就是球形;
  • 然后伟大的亚里士多德,证明了地球是圆的,提出了地心说,这位伟大的先哲也是1000年后引发文艺复兴科技革命的精神领袖。
  • 下一个便是哥白尼,提出了日心说,虽然本质上和地心说差不多,却因为挑战了宗教的文化权威,让其成为了伟人。
  • 当伽利略发现了物体的抛物线运动,开普勒发现了天体椭圆运动的时候,
  • 面对两个看起来完全对立的系统,牛顿将两大系统合一,发现了万有引力,这就是牛顿伟大之处。
  • 面对电场与磁场的对立,麦克斯韦创建了电磁场方程,两大对立的系统统一了起来,这就是为什么人类最漂亮的方程式,一定会有麦克斯韦方程的缘故。
  • 面对电磁学与经典力学的冲突的是,爱因斯坦创立了相对论。

当下,最对立的莫过于量子力学与相对论了,一个处处连续,一个处处不连续,今年7月11日发表在《自然 物理》上一篇文章描述量子纠缠和混沌现象有关联,或许混沌是调和相对论与量子力学矛盾的关键?

牛顿的伟大在于发现了有力的存在,麦克斯韦发现可以控制力,爱因斯坦觉得力场其实和电磁场是类似的,费曼与盖尔曼提出的标准粒子模型在于解释力是怎么来的。

根据相对论,在喜马拉雅山麓的兄弟要比住在赤道的兄弟老得快,所以高原还是少去为妙。量子学说之所以是爱因斯坦是私生子是因为,爱因斯坦提出了光子与跃迁现象之后,就没有继续的描述了。爱因斯坦提名海森堡参选诺贝尔奖,承认他探究到了世界某些本质的东西,但是一有机会,就会抱怨量子论是不合理的

哥本哈根的科学家是很困惑的,人是你鬼也是你啊!反而是好基友,波尔一直与他书信、演讲和论文对话,多年以后,爱因斯坦承认,量子理论没有自相矛盾的地方;波尔也不得不承认事情没有他想象的这么简单。关键是的爱因斯坦坚持确有独立于相互作用之外的客观存在,而波尔坚持这种全新的深刻的认识是有效的,即便EPR佯谬实验宣布了这个实验爱因斯坦不正确,但是并不可能推翻爱因斯坦的坚持,我对混沌的理解也便是归到了爱因斯坦的这个坚持上。

当爱因斯坦去世的时候,波尔表达了对他的敬仰之情,感人至深;波尔去世的时候,黑板上画的是爱因斯坦思想实验中“充满光的盒子”。直到生命的最后一刻,波尔仍在挑战自己,仍然想要知道更多,直到生命的最后一刻,他仍未停止怀疑。看到这里,我肃然起敬,这种科学精神就是我一直敬仰的,很多人并不会理解我对科学与技术的坚持,认为我只是死板或者书生气,其实我不生气,虽然我能力有限,我也会努力知道更多的,如是而已。

热是什么?不是性感的美女,只是因为其中原子运动的速度会更快。热量总是从热的物体跑去冷的物体,产生热交换。热重要吗?重要!因为他引出了时间的本质,如果不发生热交换的时候,过去和未来是一样的,什么宇宙洪荒天地玄黄是不会存在的。物体运动变慢的过程,让我们认识到过去与未来。至于为什么热量为什么从热的物体跑去冷的物体,波尔兹曼的解释非常精妙,用到了概率的概念,从统计学的角度看,运动快的粒子撞击运动慢的粒子的可能性更大,产生动能的传递,发生大量偶然碰撞的时候,能量倾向平均分布,但是热力统计学的的概率与量子力学的概率没有关系,但是热力统计学中重要的概念熵却被香农借鉴到了信息论。可是这位的波尔兹曼在一片不认同与讥讽中自杀了,没有等到自己的理论被全世界认可的一天。

恰逢过两天要参加辩论赛,抢夺“中国传统文化对创新弊与利”的高地,面对弊大于利这个不容置喙的立场,我很苦恼,因为确实是弊大于利,可惜我却没办法细说。

我想从希腊开始说,可是可能吗?为了一个逻辑完备无懈可击的准备,我实在做不到,哥德尔已经证明了一个理论是无法证明自己正确的,数学是不完备的,何况的人文理论呢?