丰富阅读,智慧人生

相对论通俗演义(7)微分几何杂谈

作者: admin | 分类: 相对论通俗演义(张轩中) | 评论:0人 | 浏览:

当一开始,古代的人们发明平面几何的时候,也同时撞见一些问题,比如,能不能把用尺规作图把一块圆的土地等面积地变换成一个正方形的土地,化圆为方一直困绕着古代数学家,后来这个问题被证明是不能实现的。另外一个问题是这样的,给你一根长度一定的绳子,叫你去圈一块土地,怎么样子圈地,才能够得到最大面积,这就是等周问题。如果这条曲线不是平面曲线,这个等周问题更加复杂,所谓Plateau问题或者极小曲面问题,其实就是一个非线性偏微分方程。等周问题和最速降线问题一样,促使变分方法的诞生,在物理学上,这就是人们津津乐道的真理之一,“对作用量变分为零得到Euler-lagrange方程”。因此,几何学的这些问题非常朴素,但背后包含了巨大的玄机,其中lagrange的分析力学的思想,区别与牛顿,lagrange曾经写了一本书,这本书是讲力学的,但全书没有一个图,lagrange非常自豪。 这本书Lagrange写了三十年,名为《分析力学》,把力学变为分析学的分支。

相对论通俗演义(6)狭义相对论

作者: admin | 分类: 相对论通俗演义(张轩中) | 评论:0人 | 浏览:

1900年,世纪发轫,年度的英雄人物之中,希尔伯特在巴黎数学家大会上提出了那著名的23个世纪难题,其中不包括庞加莱猜想,poincare猜想出现于1904年,这个猜想说假如某三流形具有与三维球面一样的同伦群,那么这个三维流形只能是三维球面。1900年,在英国皇家学会的新年庆祝会上,著名物理学家开尔文勋爵作了展望新世纪的发言。回顾过去峥嵘岁月,
     他充满自信地说:物理学的大厦已经建成,未来的物理学家只需要做些修修补补的工作就行了。只是明朗的天空中还有两朵乌云,一朵与黑体辐射有关,另一朵与迈克尔逊实验有关。

相对论通俗演义(5)经典场

作者: admin | 分类: 相对论通俗演义(张轩中) | 评论:0人 | 浏览:

牛顿认为存在瞬时超距作用,法拉第提出了场的观念。认为能量存在的方式之一就是场,物体之间没有相互接触也可以通过场发生相互作用。这就是经典的场。如果把这个经典场量子化,得到的就是传递相互作用的媒介子,它们是自旋为整数的玻色子。后来的1930年代日本科学家汤川秀树提出了介子,用来传递中子和质子之间的相互作用。我第一次读这样的科普文章,看见书上画了两个小孩,他们把一个小皮球抛过来抛过去。真是太有趣了,这个小球,就是传递相互作用的介子。

相对论通俗演义(4) 闵氏时空

作者: admin | 分类: 相对论通俗演义(张轩中) | 评论:0人 | 浏览:

现在已经知道的是,物理学的几乎全部知识,全是建立在平坦的闵氏时空之上,但广义相对论是一个例外。如果问什么是广义相对论里的度量,答案是它很象是人生,人生如戏,但看戏的无非做戏人,也就是说,度量在时空舞台上,它既是演员又是观众。度量刻画时空流形的弯曲。古希腊哲学家们对于空间缺乏清晰的数学认识,因此他们的讨论没有考虑到这个空间到底是平坦还是弯曲。于是出现了一些过于飘渺的议论,这些议论有的是很诙谐的,比如认为大地是被乌龟托着,浮于大海之上。

相对论通俗演义(3)等效原理

作者: admin | 分类: 相对论通俗演义(张轩中) | 评论:0人 | 浏览:

1841年,中英鸦片战争在进行之中,西方远远地领先于中国,22岁的剑桥大学数学系的学生亚当斯根据牛顿万有引力和天王星运动的轨迹,假想有一颗未知的行星在天空运行。他经过一年的计算,猜测出这颗可能的行星的轨道。1843年10月,他把自己预言的这颗新行星的轨道寄格林威治天文台台长。但是,这位天文台台长对亚当斯的信不予理会。他严重地不相信这个年轻的大学生会在笔尖发现一颗新的行星。

相对论通俗演义(2)一个美丽的椭圆

作者: admin | 分类: 相对论通俗演义(张轩中) | 评论:0人 | 浏览:

一般说来,一个椭圆是封闭的,这样的对称性背后,包含着守恒的物理量。由对称性导致守恒量,是伟大的德国女数学家Noether的思想,数学家外尔曾经这样开玩笑:“女数学家有两种,一种不是女的,一种不是数学家”。没有问题,Noether肯定是一个数学家,她一辈子没有结婚,把全部精力投身给了近世代数。某个时候CN.yang认为,Noether的这个原理是最基本的,于是,国内讲力学的教材开始了一次改革,改革的结果是从对称性开始讲力学。无论怎么样,对称性是美的化身。描述对称性最好的语言是群论。对称性和守恒量有一一对应的关系,这一点,是深刻的。比如,众所周知的结论是,空间是均匀的,所以动量守恒。于是,行星运动的轨道是封闭的椭圆,这样的对称性导致的守恒量就是龙格—楞次矢量。

相对论通俗演义(1)早期的英雄时代

作者: admin | 分类: 相对论通俗演义(张轩中) | 评论:0人 | 浏览:

历史是淹没在荒烟蔓草间的,当后人回头看历史的时候,尤其能看到一些神话和英雄史诗,虽然模糊不清,但让你感觉到心潮澎湃。相对论一直是地球上最美丽的学问。这一门学问是爱因斯坦创立的。它最根本的看法,是研究我们的宇宙,因为宇宙只有一个,而我们身处其中,于是,很多人难免担心,我们做为宇宙的一部分,能不能认识宇宙。正如你的一个手掌,能不能认识你这个人。这个问题是玄妙的,中国古代的庄子和屈原等人也思考过这样的问题,他们有一个很模糊不清的认识,原因是因为他们没有具备一些数学描述。

《量子帝国》 第三章 另一个世界的美好(多世界理论MWI)

作者: admin | 分类: 量子帝国(krafran 完) | 评论:0人 | 浏览:

太阳即将下山。

这个时候的世界是一天中最具有灵态的。地面被打上了一层细腻的光,就是调配出的浓密的以金黄色为背景色的油画。太阳的轮廓清晰可见。

多久了?离上次这样感叹时间的流逝,离上次这样好好地看看这片熟悉的天空,又已经过去了多久?

天彻底暗下去之后,马克回到了录音室。各种设备衍生出来的线交错缠绕着,谱架,耳麦,录音设备,还有那只小狗——那只小狗见到马克立马迎了上去,哈哈地吐着舌头,卖萌这招连小狗都学会了。

马克亲昵地和小狗待了会,然后拿起靠在墙边的吉他。

《量子帝国》第二章 哥本哈根的意识盾牌

作者: admin | 分类: 量子帝国(krafran 完) | 评论:0人 | 浏览:

这个世界的本质最终指向何处?

意识还是物质,这是一个问题。

任何东西上升到了哲学的高度,对那些物理理论本身而言就是一件极其抓狂的事。

在我很小的时候,就开始做恶梦,这个恶梦从我五岁开始一直伴随到我小学五年级。我只记得这个恶梦很黑很深,对当时的我来说极端恐怖。但是如果有人问我梦到了什么可怕的事的时候,我是答不上来的。我描述不出这个梦境是什么样的,我只能感受到这个我做了几年的相同的梦带给我的那种恐惧——每次做完恶梦我都会从梦中醒来,醒来的时间多数是半夜——这样的心境没有经历过是很难体会的。而之所以五年级之后不再做恶梦了,是因为我在睡觉前都把双手压在背后——而不是放在上面对心脏进行挤压。虽然难受,但至少不做那个相同的恶梦了。持续了三个礼拜之后,这个恶梦就彻底消失了。

《量子帝国》第一章 因果不因果

作者: admin | 分类: 量子帝国(krafran 完) | 评论:0人 | 浏览:

上帝说:让那些预言家见鬼去吧!于是上帝创造了它。

如果诺查单马斯和刘伯温出生在这个时代,我想他们肯定得失业。

我曾和一个搞量子引力的理论物理学家一起看足球比赛。在比赛开始之前,他说如果他买足彩的话,肯定能让那些卖足彩的赔个底朝天。我挑了挑眉头,“你还有这本事?”

他二话不说通过网络寻找了大量的资料,包括两队队员的身体状态,场地的干湿度,场地的大小,比赛过程中现场球迷所制作的嘘声和呐喊声的声调高低,比赛进行过程中的天气状况,风力大小等等等等。然后把所有的参数分别列出,建立了上百个微分和积分的方程。然后就开始了极其繁杂的计算。