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[转载]量子论和原子科学的渊源: whyhoo 2011-11-7 16:56; 原子的概念比十七世纪现代科学的开端要早得多；它起源于古希腊的哲学，在希腊哲学初期，它还是留基伯 (Leucippus) 和德谟克利特 (Democritus) 所传授的唯物主义的中心概念。另一方面，原子事件的现代解释和真正的唯物主义哲学已很少类似之地事实上，人们可以说原子物理学已经使科学离开了它在十九世纪所具有的唯物主义倾向。因此，将希腊哲学向原子概念的发展同这一概念现在在现代物理学中的地位作一比较，是颇有趣味的。首次提出物质的最小的、不可分割的、最终的单位的观念，是和作为希腊哲学初期的标志的关于物质、存在和生成等概念的刻苦钻研相联系的。这时期开始于公元前六世纪，首先是由米利都学派的创始人泰勒斯 (Thales) 开端的，亚里土多德认为 “ 水是万物的质料因 ” 这个命题就是泰勒斯首创的。这个命题，虽然在我们看来感到很奇怪，但却如尼采 (Nietzsche) 所指出，表达了哲学的三个基本观念。第一，提出万物的质料因问题；第二，要求对这个问题作出合理的回答，而不求助于神话和神秘主义；第三，假设最终必能把万物还原于一个本原。泰勒斯的命题是关于基本实体观念的第一个表述，他认为所有其他东西都是基本实体的暂时形式。在那个时代所说 “ 实体 ” 一词，当然不是单纯在质料的意义上解释的，如我们今天常常描述它的那样。当时，生命被认为是与这种 “ 实体 ” 相联系或者是这种 “ 实体 ” 所固有的，并且，亚里土多德认为 “ 万物都充满着神 ” 这一命题也是泰勒斯提出的。但是，泰勒斯还是提出了万物的质料因这样一个问题，并且不难设想，他最初是从气象学的考察形成他的观点的。我们知道，在万物之中，水能够取多种多样的形状：它在冬天能取冰和雪的形式，它能变为蒸汽，它能形成云雾。在河流形成三角洲的地方水似乎转化成为土地，水也能从土地中喷出。水是生命的条件。由此可见，假如说有那么一种基本实体，很自然地会首先想到水。基本实体的观念后来又为阿那克西曼德 (Anaximander) 进一步发展了，他是泰勒斯的学生，他们生活在同一个城市中。阿那克西曼德否认基本实体是水或者是任何其他已知的实体。他教导说，原始实体是无限的、永恒的和不灭的，它包含着整个世界。这种原始实体转化成为各种各样我们熟悉的实体。德奥弗拉斯特 (Theophrastus) 引用了阿那克西曼德的一段话： “ 万物所由之而生的东西，万物又消灭而复归于它，这是命运规定了的，因为万物按照时间的秩序，为它们彼此间的不正义而互相补偿。 ” 在这种哲学中，存在与生成的对立起着基本的作用 S 原始实体，即无限和永恒的、不能分割的存在，退化成为多种多样的形式，这些形式导致无穷无尽的斗争。生成的过程被看作是无限的存在的一种贬质 —— 即分离成为对立，这种对立又因复归到无形无性的那种东西而最后得到补偿。这里所指的对立是热和冷、火和水、湿和干等对立面。其中一方对另一方的暂时胜利就是不正义，为此，它们最后将按照时间的秩序作出补偿。按照阿那克西曼德的见解，存在着 “ 永恒的运动 ” ，有无穷个世界从无限中产生，又消灭复归于无限。在这里指出这一点可能是有意思的， “ 原始实体能不能是一种已知的实体或者它必须是某种本质上不同的东西？ ” 这个问题在原子物理学的最新部门中也以稍微不同的形式发生了。现今，物理学家企图发现一个物质的基本运动定律，使得所有基本粒子和它们的性质都能用数学方法从这个定律推导出来。这个基本运动方程或许与一种已知类型的波有关，例如和质子和介子波有关，或许与一种本质上不同性质的波有关，这种波与任何已知的波或基本粒子都毫无关系。第一种情形意味着所有其他基本粒子都能用某种方法还原为少数几种 “ 最基本的 ” 基本粒子；实际上在过去的二十年中；理论物理学主要遵循了这条研究路线。在第二个情形中，所有不同的基本粒子，都能够还原为某种我们可以称作能量或者物质的普遍实体，但基本粒子中的任何一个都不能比其他的更为 “ 基本 ” 。当然，后一见解与阿那克西曼德的学说更为一致，我相信，在现代物理学中这种见解是正确的。但现在还是让我们继续讨论希腊哲学吧。米利部学派的第三个哲学家，阿那克西曼德的朋友阿那克西米尼 (Anaximenes) 教导说，空气是原始实体。 “ 正如我们的灵魂是空气，并且是通过灵魂使我们结成一体一样，嘘气和空气也包围着整个世界。 ” 阿那克西米尼在米利都哲学中引入了凝聚和稀散过程是原始实体变化为其他实体的原因的观念。水蒸汽凝聚为云被看作是一个明显的例子，当然，空气和水蒸汽的差别在那时候还是不知道的。在爱非斯的赫拉克利特 (Heraclitus) 的哲学中，生成的概念占有头等的地位。他认为运动着的火是基本的元素。他认为对立面的斗争正是一种和谐，从而解决了将一个基本的本原的观念与现象的无限多样性相协调的困难。对于赫拉克利特，世界同时是一和多，正是各个对立面的 “ 对立关系 ” 构成了一的统一性。他说： “ 应当知道，战争对一切都是共同的，斗争就是正义，一切都是通过斗争而产生和消灭的。 ” 将希腊哲学的发展回顾到这里，人们认识到，从开始到这个阶段，它都被一与多之间的对立关系所推动。对于我们的感觉，世界是由物、事件、颜色、声音的无限多样性所构成的。但是为了了解它，我们必须引入某种秩序，而秩序意味着去认识什么是相等的，它意味着某种统一性。由此产生了有一个基本的本原的信仰，而同时也产生了从它导出万物的无限多样性的困难。因为世界是由物质组成的，所以，万物应当有一个质科因的观点是理所当然的出发点。但当人们把基本统一性的观念推到极端，人们就到达无限的和永恒的不可分割的存在，它不管是不是质料的，都不能以它本身解释万物的无限多样性。这就导致存在和生成的对立，并最终导致赫拉克利特的解答：变化本身是基本的本原；正如诗人们颂赞它的： “ 不朽的变化啊，你革新了世界。 ” 但是变化本身并不是一个质料因，因而在赫拉克利特的哲学中用火来代表它，把它当作一个基本元素，它既是物质，又是一种动力。在这里我们可以看到，现代物理学在某些方面非常接近赫拉克利特的学说。如果我们用 “ 能量 ” 一词来替换 “ 火 ” 一词，我们差不多就能用我们现在的观点一字不差地来重述他的命题。能量实际上是构成所有基本粒子、所有原子，从而也是万物的实体，而能量就是运动之物。能量是一种实体，因为它的总量是不变的，并且在许多产生基本粒子的实验中可以看到，基本粒子能够实际上用这种实体制成。能量能够转变为运动、热、光和张力。能量可以称为世界上一切变化的基本原因。但是希腊哲学和现代科学观念的这种对比将在后面讨论。在生活在南意大利的爱利亚的巴门尼德 (Parmenides) 的教义中，希腊哲学又暂时回到了一的概念。他对希腊思想的最重要的贡献或许是他将纯逻辑推理引人了形而上学。 “ 你不能知道什么是非存在 —— 那是不可能的， —— 你也不能说出它来；因为能够思维的和能够存在的乃是同一事。 ” 由此可见，只有一存在，没有生成，没有消亡。巴门尼德根据逻辑推理否认虚空的存在。又因为如他所假定，一切变化都需要虚空，所以他否定了变化，把变化看作是幻觉。但是哲学不能长久依靠在这种悻论之上。来自西西里南岸的恩培多克勒 (Empedocles) 第一次从一元论转向某种多元论。为了避免一种原始实体不能解释事物的多样性的困难，他假设有四种基本元素：土、水、空气和火。这几种元素由于受和根的作用而相互混合和分离。这样，爱和恨是永恒变化的原因，在许多方面可象其他四种元素一样看作是有形体的。恩培多克勒以下列图象描述世界的构造：第一，有一个一的无限球体，如巴门尼德的哲学中一样。但在原始实体中，所有四种 “ 根源 ” 都被爱混合在一起。然后，当爱消失，而恨进入时，这些元素有部分分离了，有部分结合了。此后，这些元素全部分离了，爱也就在世界之外了。最后，爱又将元素集合在一起，而们又消失了，这样我们又回到原始的球体。恩培多克勒的这个学说代表着希腊哲学中转向更为唯物主义的观点的一种肯定的倾向。四种元素与其说是基本的本原，不如说是真实的物质实体。这里第一次表达了这样的观念，就是少数基本不同的实体的混合与分离，解释了事物的无限多样性。多元论从不求助于那些习惯于用基本的本原的概念来思考的人。但它是一种合理的妥协，它避免了一元论的困难，而又容许建立某种秩序。走向原子概念的第一步是由阿那克萨哥拉 (Anaxasoras) 迈出的，他是恩培多克勒的同时代的人。他在雅典差不多生活了三十年，大约在公元前五世纪的前半期。阿那克萨哥拉强调混合物的观念，强调一切变化是起因于混合与分离的假设。他假设组成万物的无限小的 “ 种子 ” 的无限多样性。这种种子与恩培多克勒的四种元素无关，有不计其数的不同种子。但是种子被相互混合然后又被分离开来，就这样实现了一切变化。阿那克萨哥拉的学说第一次容许对 “ 混合物 ” 一词作出几何学的解释：因为他说到无限小的种子，它们的混合物可以描绘为就象两类颜色不同的砂子的混合物。种子的数目和相对位置可以变化。阿那克萨哥拉假设在每一物中都包含了所有的种子，只是不同的物中种子的比例有所不同。他说： “ 万物都在每个物中；也不能使它们分离，但万物有每个物的一部分。 ” 阿那克萨哥拉的宇宙不是由于爱和恨而开始运动的，如恩培多克勒所主张的那样，而是由 “ 奴斯 ” (nons) 推动的，这个字我们可译为 “ 精神 ”(mind) 。从这个哲学到原子概念只有一步之遥了，而这一步是由留基伯和阿布德拉的德谟克利特同时迈出的。巴门尼德哲学中存在与非存在的对立这里改换为 “ 充满 ” 与 “ 虚空 ” 的对立。存在不只是一，它能够重复无限次。这就是原子，物质的不可分割的最小单位。原子是永恒的和不灭的，但它有一定的大小。运动只能在原子之间的虚空中进行。这样就在历史上首次宣告了有最小的、最终的粒子存在的观念。这种粒子我们称为基本粒子，是物质的基本建筑基石。按照这种新的原子概念，物质并不仅仅由 “ 充满 ” 所组成，还由 “ 虚空 ” ，由原子在其中运动的虚空所组成。巴门尼德对虛空的逻辑否定 “ 非存在不能存在 ” ，只是忽略了去和经验相适应。从我们现代的观点看来，我们说德谟克利特哲学中原子间的虚空不是无；它是几何学和运动学的负荷者，它使得原子的各种排列与运动成为可能。但是虚空的可能性永远是哲学的一个争论问题。在广义相对论中，所给的答案是几何学由物质产生，或者物质由几何学产生。这个答案更密切地符合许多哲学家的观点，即空间是由物质的广延所规定。但德谟克利特显然背离了这种观点，才使得变化与运动成为可能。德谟克利特的原子全都是具有存在特性的相同的实体，但有不同的大小和不同的形状。因此，它们被描绘为在数学意义上是可分的，而在物理意义上是不可分的。原子能够运动并能占有空间中的不同位置。但它们没有其他的物理性质。它们既无颜色，又无嗅味，也无滋味。我们的感觉器官所感知的物质的性质，被设想为由原子在空间中的位置和运动所引起。正象悲剧和喜剧都能用同一种字母的文字写出一样，这个世界中事件的巨大多样性也能由同样的原子通过它们的不同排列和运动而实现。几何学与运动学，是虚空才使得它们成为可能的，它们在某些方面显得比纯粹的存在更为重要。曾有人引证德谟克利特的话： “ 物仅仅显现出有颜色，仅仅显现出是甜还是苦。只有原子和虚空才是真实的存在。 ” 在留基伯的哲学中，原子并不仅是由于偶然的机缘而运动。看来留基伯相信完全的决定论，因为我们知道他曾说过： “ 没有什么是可以无端发生的，万物都是有理由的，而且都是必然的。 ” 原子论者对原子的原始运动并没有讲出任何理由，这恰恰表明他们考虑到了原子运动的因果描述；因果性只能以早先的事件来解释以后的事件，但它决不能解释开端。原子论的基本观念为以后的希腊哲学所接受并作了部分修改。为了与现代原子物理学作比较，谈一谈柏拉图 (Plato) 在他的对话《蒂迈欧篇》 (Timaeus) 中所作的关于物质的解释是重要的。柏拉图不是原子论者，相反，第欧根尼 • 拉尔修 (Diosenes Laertius) 曾介绍说，柏拉图嫌恶德谟克利特到这样的程度，以致他甚至希望烧毁德谟克利特的全部著作。但是，柏拉图把接近原子论的观念与毕达哥拉斯 (Pythagoras) 学派的学说和恩培多克勒的教义结合起来。毕达哥拉斯学派是神秘主义的一个主派，它起源于酒神的礼拜仪式。这里早已建立了宗教与教学的联系，而数学从那时以来，已对人类思想发生了最强烈的影响。毕达哥拉斯派似乎最早认识到数学形式化所固有的创造力。他们发现，如果两条弦的长度成简单的比例，它们将发出谐音，这个发现表明，数学对理解自然现象能有多么大的意义。对于毕达哥拉斯派，这甚至不是一个理解的问题。在他们看来，弦的长度间的简单的数学比例创造了声音的谐和。在毕达哥拉斯学派的学说中还包含许多我们难以理解的神秘主义。但是，由于他们把数学当作他们的宗教的一部分，他们接触到人类思想发展中的一个主要点。这里我可以引伯特兰 • 罗素 (Bertrand Russell) 关于毕达哥拉斯的一句话： “ 我不知道还有什么别人对于思想界有过象他那么大的影响。 ” 柏拉图知道毕达哥拉斯派所完成的关于正多面体的发现以及将它们与思培多克勒的四个元素结合的可能性。他将元素上的最小部分与立方体相比，元素空气的最小部分与八面体相比，元素火的最小部分与四面体相比，元素水的最小部分与二十面体相比。没有元素相当干十二面体；这里相拉图只是说： " 神用以勾划宇宙的还有第五种结合方式。 " 如果代表四种元素的正多面体确能和原子相比较的话，柏拉图已弄清它们不是不可分割的。柏拉图用两种基本的三角形 ——— 等边三角形和等腰三角形 —— 构成了正多面体，这些三角形彼此连接而构成多面体的表面。因此，元素能够 ( 至少部分地 ) 相互转换。正多面体可以拆成一些组成它们的三角形，并由这些三角形构成新的正多面体。例如，一个四面体和两个八面体能够拆成二十个等边三角形，它们又能重新结合成一个二十面体。这意味着：一个火原子和两个空气原子能够结合而得出一个水原子。但是基本三角形不能看作是物质，因为它们在空间中没有广延。只有当把一些三角形放在一起构成一个正多面体，才产生出一个物质单位。物质的最小单位不是德谟克利特的哲学中那种基本的存在，而是数学的形式。这里十分明显，形式比以它为形式的实体更重要。在这样简要地考察了希腊哲学直到原子概念的形成之后，我们可以回到现代物理学，并提出一个问题：我们关于原子和量子论的现代观点如何同这种古代的发展相比较，历史上，在十七世纪的科学复兴时代，现代物理学和化学中的 “ 原子 ” 一词被用在错误的对象上，因为一个称为化学元素的最小粒子仍然是由一些更小单位组成的颇为复杂的系统。这些更小的单位现个称为基本粒子，显然，如果现代物理学中有某种东西可与德谟克利特的原子相比较的话，这应当是象质子、中子、电子、介子那样的基本粒子。德谟克利特很了解这样一个事实：如果说原子能够以它们的运动和排列来解释物质的质 —— 颜色、嗅味、滋味，那么，它们本身则不能具有这些性质。因此，他把这些性质从原子身上去掉，这样，他的原子是物质的更为抽象的部分。但是，德谟克利特给原子保留了 “ 存在 ” 的性质，即在空间中广延的性质，形状和运动的性质。他之所以保留这些性质，是由于如果这样一些性质也被去掉的话，归根到底就很难谈论原子了。另一方面，这也暗示了他的原子概念不能解释几何学、空间中的广延或存在，因为不能将它们简化为某种更基本的东西。考虑到这一点，基本粒子的现代观点似乎更为前后一致和更为彻底、让我们来讨论这样一个问题：什么是基本粒子，我们简单地回答，譬如说， “ 中子是基本粒子 ” ，但我们不能给 “ 中子 ” 一幅确切的图象，并且说明我们用这个词表示了什么。我们能够使用几幅图象，有时把它描述为一个粒子，有时又描述为波或波包。但我们知道这些描述没有一个是准确的。当然，中子没有颜色，没有嗅味，没有滋味。在这方面，它与希腊哲学的原子相类似。但是，甚至还有其他一些性质也至少在某种程度上从基本粒子身上去掉了；几何学和运动学的概念，例如形状或空间中的运动，已不能够前后一致地对它加以应用了。如果人们希望对基本粒子作准确的描述 —— 这里着重点是在 “ 准确 ” 一词上，那么，唯一能写下作为描述的东西是一个几率函数。但是，在另一方面，人们看到，甚至存在的性质 ( 如果那可以称为 “ 性质 ” 的话 ) 也不属于被描述的东西了。它是存在的一种可能性，或者存在的一种倾向。由此可见，现代物理学的基本粒子比希腊人的原子更为抽象，并且它正是由于这个性质，才能够重前后一致地作为解释物质行为的线索。在德谟克利特的哲学中，所有原子均由同样的实体组成，如果 “ 实体 ” 一词一定要在这里应用的话。现代物理学中的基本粒子同样是在受限制的意义上具有质量，就同它们在受限制的意义上还具有其他的性质一样。因为根据相对论，质量和能量本质上是相同的概念，所以我们可以说，所有基本粒子都由能量组成。把能量定义为世界的原始实体，就能解释这一点了。确实，它仍包含属于 “ 实体 ” 这个术语的主要性质，那就是它是守恒的。因此，前面已经说过，现代物理学的观点在这方面非常接近于赫拉克利特的观点，如果人们把他的元素火理解为能量的话。能量事实上就是运动之物；它可以称为一切变化的原始原因，并且能量能够转化为物质、热或光。赫拉克利特哲学中的对立面的斗争能够在不同形式的能量之间的斗争中发现。在德谟克利特的哲学中，原子是物质的永恒的、不可毁灭的单位，它们决不能相互转化。关于这个问题，现代物理学采取了明确地反对德谟克利特的唯物主义而支持柏拉图和毕达哥拉斯的立场。基本粒子的确不是永恒的、不可毁灭的物质单位，它们实际上能够相互转化。事实上，如果两个这样的粒子以很高的动能在空间中运动，并且互相碰撞，那么，从有效能量可以产生许多新的基本粒子，而原来的两个粒子可以在碰撞中消失。这样的事件常常被观察到，并为所有的粒子均由同一种实体 ——“ 能量 ”—— 制成的论断提供了最好的证据。但是，现代观点和柏拉图与毕达哥拉斯的观点的类似性还多少能进一步发展。柏拉图的《蒂迈欧篇》中的基本粒子最终不是实体，而是数学形式。 “ 万物皆数 ” ，这是毕达哥拉斯的名言。那时唯一应用的数学形式是这样一些几何形式，例如正多面体或构成它们表面的三角形。在现代量子论中，无疑地，基本粒子最后也还是数学形式，但具有更为复杂的性质。希腊哲学家想到的是静态的形式，并想象它们取正多面体形式。然而，现代科学从十六和十七世纪开创时期起，就是从动力学问题出发的。自牛顿以来，物理学中的恒定因素不是位形，或者几何形状，而是动力学定律。运动方程在任何时候都成立，它在这个意义上是永恒的，而几何形状，例如轨道，却是不断变化的。由此可见，代表基本粒子的一些数学形式将是某种永恒的物质运动律的一些解。实际上这是一个尚未解决的问题。物质的基本运动律还不知道，因此还不能用数学方法从这样一个定律推导出基本粒子的性质。但是处于目前状态的理论物理学似乎距离这个目的已不很遥远了，我们至少能够说，我们必须预期得到怎样一类定律。最终的物质运动方程或许是某种关于算符的波场的量子化非线性波动方程，这里波场仅仅代表物质，而不代表任何特种类型的波或粒子。这个波动方程或许和一些相当复杂的积分方程组等价，这些积分方程具有物理学家所称的 “ 本征值 ” 和 “ 本征解 ” 。这些本征解最后将代表基本粒子；它们是将要代替毕达哥拉斯的正多面体的数学形式。我们可以在这里指出，这些 “ 本征解 ” 将从物质的基本方程推出，所用的数学方法与从弦的微分方程推出毕达哥拉斯弦的谐振动的方法是十分类同的。但是，前面已指出，这些问题尚未解决。如果我们追随毕达哥拉斯的思路，我们可以希望基本的运动律最后将是一个数学上很简单的定律，即使对各本征态求值的计算可以是很复杂的。关于这种对简单性的期望，难以举出任何充分的论据 —— 一除了这样一个事实：即迄今为止，总是能够以简单的数学形式写下物理学中的基本方程。这个事实与毕达哥拉斯的宗教相符合，而许多物理学家在这方面也具有同样的信仰，但还没有一个令人信服的论据足以证明它必然如此。在这里我们可以对普通人常常提出的关于现代物理学中基本粒子概念的问题，再发一点议论。这个问题是：为什么物理学家主张他们的基本粒子不能分成更小的部分，这个问题的答案清楚地表明，现代科学比起希腊哲学来要更为抽象到什么程度。论证过程如下：人们怎样才能分裂一个基本粒子，当然只有利用极强的力和非常锐利的工具。唯一适用的工具是其他基本粒子。可见，两个非常高能的基本粒子间的碰撞是能够实际分裂粒子的唯一过程。实际上，它们在这样的过程中能够被分裂，有时分成许多碎片；但碎片仍然是基本粒子，而不是它们的任何更小的部分，这些碎片的质量是由两个相碰粒子的非常巨大的动能产生的。换句话说，能量转换成为物质，使得基本粒子的碎片仍然能够是同样的基本粒子。在将原子物理学中的现代观点和希腊哲学作了类比之后，我们必须补充一个警告，即对这种类比不应有所误解。乍看起来，似乎希腊哲学家由于某种天才直觉而得到了与我们现代相同或很相似的结论，而我们的结论却是经过几个世纪的实验和数学方面的艰苦劳动才得到的。对我们的类比的这种解释无论如何是一种完全的误解。在现代科学和希腊哲学之间有着巨大的差别，那就是现代科学的经验主义态度。自从伽利略 (Galileo) 和牛顿的时代以来，现代科学就已奠基于对自然的详细研究之上，奠基于这样一个假设之上，这就是：只有已被实验证实的或至少能被实验证实的陈述才是容许作出的。为了研究细节并在连续不断的变化中找到经久不变的定律，人们可用一个实验在自然中隔离出若干事件，这种观念希腊哲学家是没有想到过的。由此可见，现代科学在一开始就立足于一个比古代哲学更谨慎同时也更巩固得多的基础之上。因此，现代物理学的陈述在某种意义上比希腊哲学更严肃得多。譬如，当柏拉图说火的最小微粒是四面体时，人们很不容易了解什么是他的真实意思。是不是四面体的形式仅仅象符号一样附加在元素火的上面的，还是火的最小微粒的力学行为就象一个刚性四面体或一个弹性四面体那样呢？用什么力才能够将它们分成一些等边三角形呢，还有一些诸如此类的问题。现代科学到最后总要问：人们怎样能从实验上肯定火的原子是四面体而不是立方体，因此，当现代科学说质子是基本物质方程的某个解时，这意味着我们能从这个解用数学方法推导出质子的全部可能性质，并且能用实验从每个细节上验证这个解的正确性。以很高的准确度并在任意数量的细节上用实验验证一个陈述的正确性的这种可能性，给这个陈述以古希腊哲学的陈述所不能具有的巨大份量。尽管如此，古代哲学的若干陈述还是颇接近于现代科学的那些陈述。这只是表明，将我们未曾做过实验就具有的关于自然的日常经验，同在这种经验中寻求某种逻辑秩序以便根据普遍原理来理解这种经验的不懈努力相结合，人们能够到达怎样的境地。原文见 http://www.cui-zy.cn/Recommended/Ensteinetc/pdf; 970 次阅读|0 个评论

白秀英，姚远：《学艺》与量子论和相对论在中国的传播: kexuechuanbo 2011-10-23 23:00; 白秀英，姚远：《学艺》与量子论和相对论在中国的传播.caj 西北大学学报(自然科学版) , Journal of Northwest University(Natural Science Edition) , 2010年06期，2010,40（6）：1124-1128 【作者】白秀英；姚远；亢小玉；【机构】西北大学数学与科学史研究中心【摘要】研究早期量子论和相对论在中国的传播和发展,为研究近代中国物理学史提供新线索。采用原始期刊文献分析和考证法。创刊于日本的《学艺》1-19卷,涉及量子论和相对论的文章共28篇。其中涉及量子论9篇、涉及相对论19篇。从哲学角度介绍相对论的文章7篇,从自然科学的角度传播相对论的文章12篇,从科学史方面介绍量子论和相对论的文章2篇。《学艺》首次在中国介绍引力透镜、黑洞概念,率先引入爱因斯坦的时空观,促进了国人对现代物理前沿的了解和研究,促使理论物理学作为一个独立学科分支在中国的兴起。; 个人分类: 弟子学位论文|2614 次阅读|0 个评论

量子论：对哲学的挑战！: 热度 3 warlong 2011-10-2 18:17; 摘自《纠缠的世界：量子信息与量子计算机的魅力》编著：尤尔根•奥璀兹汉译：郑中预览： http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=289142do=blogquickforward=1id=475391 评论 “每章的作者都是相应领域的专家，他们对思想给出权威的阐释。” --- 《当代》杂志， 2010 年 1 月 “这本专家论文选，广泛涉及有关量子主题，谋篇布局得当…推荐！” --- 《选粹》杂志， 2006 年 6 月简介在量子世界中，粒子可表现为波动行为，因此看似同时处于两个位置。这当然与我们关于经典粒子的日常经验相抵触，那么对此如何理解呢？何谓量子纠缠？量子可克隆吗？量子密码术的基本原理如何？量子计算机原理如何？大脑内量子如何退相干？在经典世界与量子力学的过渡领域中发生了什么呢？量子论对自然哲学提出什么挑战？现在，本书以一种深入浅出的方式，回答了众多令人兴奋的问题，并指出这两大世界之间的联系，它对我们不久未来的日常生活将产生具体的实际影响，如提高和改变传统的信息处理方式。通过量子密码术的帮助，就可传达窃听证据。采用量子计算机，我们将可在很短时间内解决高度复杂的问题。本书作了较系统探讨和阐释，引人入胜，且带有丰富的插图，适合于大学生、研究生、自然哲学家，以及其它感兴趣的大众阅读。 10 量子论：对哲学的挑战！迈克尔•艾斯菲尔德（ Michael Esfeld ）量子论从三个方面向自然哲学提出了挑战。一般而言，量子系统不局限于点或空间内任意小的区域。它们不是具有彼此独立特征的单系统，它们通过态纠缠关系而彼此连结起来，所以它们不是个体性的。因此，量子论建议自然哲学强调关系（ relation ）。贝尔定理将量子论公式与实验结果联系在一起，使我们认为这些关系不是基于内在性质的。量子论打开了认识论的视角，克服了关系二元论（ dualism ），这是容易理解的，而隐藏其后的内禀性对于我们却是未知的。基于量子论的自然哲学，可采用符合日常实在论的方式而得以阐明。 10.1 对自然哲学家的挑战量子论在两个层面向哲学提出挑战：在自然哲学层面，即我们对自然的理解水平；在认识论层面，即采用我们能获得关于自然的知识的方式来考虑问题。首先，我将进入自然哲学，并简述量子论引起的变化。然后，我们将理清认识论，并说明对于经典哲学问题的解答如何起源于量子论。最后，我将讨论量子论所说明的自然观与具有宏观物体特征的常识世界之间的关系。人所周知，艾尔伯特•爱因斯坦不相信量子论。他对自然的理解，促使他反对量子论，在 1948 年的一封短文中作了清楚的阐述。他说： “而且，看来物理中不可缺少对事物引入约定，在某种特殊情况下，这些事物需要一种独立于其它事物的存在性，即这些事物‘位于空间的不同部分’。如果不假设空间遥远事物之间存在相互独立性（即‘自在’），那么物理思想源于日常思考的这种假设，在这个意义讲，就不可能为我们所熟悉。” （霍华德（ 1985 ），第 187 页；爱因斯坦（ 1948 ），第 321 页）事物存在独立性也被称为“分离原理”（ separation principle ）或“分离假说”（ separation hypothesis ），它由爱因斯坦于 1935 年 6 月 19 日致薛定谔的一封通信中提出（霍华德（ 1985 ）在第 179-180 页中引用），而现在我们称之为分离性原理（ principle of separability ）。我们假设在自然的基本层面上存在大量的单个事物，这些必然不是粒子，它们也可以是产生场属性的点。我们将这些事物命名为物理系统（ physical system ）。物理系统彼此独立的表述，具有如下含义：每个系统具有独立于其它所有系统的基本特征属性。意思是，这些属性独立于其它物理系统实际是否存在。因此，这是一个系统的内在性问题，这些属性在哲学上被称为内禀性（ intrinsic property ）。通过因果关系可获得内禀性，问题在于这种内禀性有可能独立于其它事物。考虑一颗沙子的存在性，有可能导致我们世界中每颗沙子之间存在着一条因果链。这涉及到难以估量的其它事物，但这不妨碍如下事实：如果世界上只有一个事物，那么这个事物可能就是一颗沙子。因此，作为一颗沙子就是内禀性。不仅如此，分离性原理得出如下结论：物理系统之间存在的关系，由各个系统的内禀性确定。让我们假设质量是一种内禀参量。保尔的身体质量为 80kg ，而彼特的身体质量为 70kg 。在这种情况下，保尔比皮特更重这种关系，是由保尔和皮特彼此独立的质量所确定的。类似可假设，两个系统间的空间距离由每个系统的位置确定；一个系统的位置独立于其它所有系统的位置，从这个意义上讲，位置是一种内禀性。分离性这个物理概念可总结如下：每个自为系统具有一种状态，完全指示该系统具有时间依赖性的数值；包含几个子系统的整个系统的状态是由子系统状态确定的。只有系统存在期间那些数值发生变化的参量，才是时间依赖性 --- 比如位置和动量，而不是质量和电荷。这些参量也被称为“状态相依参量”（ state-dependent property ）。系统在某一时间的状态，是该系统在该时刻具有的时间相依参量的变化方式。爱因斯坦超越了分离原理，在以上引文（ 1948 年，第 321-322 页）中，继续采取了另一个涉及物理系统状态变化的原理：局域作用量原理（ the principle of local action ）。因果效应（相互作用、力）以一个有限速度（光速是上限），从一个点传播到相邻点。局域作用量原理预先就假设了分离性原理：它考虑系统中的变化，所有自为具有一特定意义的状态。局域作用量原理是一种局域条件。有时用更普遍意义的局域原理来否认它（如，霍华德（ 1985 ），第 173 页、 179 页）。但用局域来否认局域作用量，这导致对量子论诠释产生某些误解。本章中的量子论诠释产生一种暗示：世界存在于基本物理层面上，假设量子论是正确的 1 。如爱因斯坦在以上引文中所言，现代著名的分离性原理来源于日常思考。我们在哲学上可随该原理追溯到亚里斯多德。亚里斯多德的《形而上学》的中心思想就是：世界由大量单事物（物质）组成，它们每个具有内禀性的特征（如《生物分类》第 5 章，以及《形而上学》 VII 卷）。对于这种自然观，我们可从美国哲学家戴维德•路易斯（ 1941–2001 ）那里发现一个清晰的现代构想：我们拥有几何 --- 两点时空距离的外在联络系统。点，可能是时空本身的点，可能是物质或以太或场的比特点，可能两者皆是。而在那些点之间，我们有了局部性（ local quality ） --- 完全自然的内禀性，它所需要的比所举出的一个点还少得多。总之，我们有了量的约定，而那就是全部 … 其它一切附生其上。（路易斯（ 1986 ），第 IX-X 页）在本文中，依附性（ supervenience ）的意思就是，存在于我们世界中的万物都有着固有的内禀性。这种量子论哲学向为爱因斯坦坚持的、并自亚里斯多德直到今天的传统，提出一种挑战。我们可辨识出这种挑战的三个方面。首先，每个量子系统的某些性质相互依赖，在某种意义上说就是，并非所有这些性质在给定时间都有一个确定的数值。这种不协调性或互补性的最著名例子是位置与动量：越接近位置的一个确定数值，动量值的误差就越大；反之亦然。这就是海森堡不确定性关系的含义。一个无状态的系统存在，其位置与动量的误差的乘积落在某一数值之下。其中，误差（不确定性）意味着与某一确定数值之间的差异。用一个点代替一个值，我们可绘出数值分布。该不等式有时被称为“测不准关系”（ indeterminacy relation ）。该表达式可能被误解为：在不严格的意义上讲，不存在任何测不准性。海森堡不等式对位置和动量的离差乘积，给出一个精确的最低极限。“不确定性关系”式也可被误解为：该不等式与观测者关于系统位置或动量的不确定性无关。不确定性就是怀疑这些性质可被精确地确定（可参考 Brown Redhead, 1981 ）。量子系统内这种相互依赖性的最重要影响，实际上在于量子系统一般是非局域性的。它们的性质 --- 甚至它们的状态定常参量（ state-independent property ，或译为状态独立参量），如质量和电荷 --- 不存在于点处或空间中任意小的区域内。量子系统内的这种参量（性质）的相互依赖性具有深远的影响。当我们测量一个量子系统的一个状态定常参量时，测量仪器不显示出如下性质：量子系统独立于与测量仪器的相互作用。实际上就是，量子系统获得相应参量的某一数值，它仅与测量仪器读出参量的某一值有关。因此，没有内禀性，而有关联性，它存在于量子系统与测量系统之间的相关性中 2 。对内禀性的批评，包括在量子论中，甚至更广。当我们观察一下两个或超过两个的量子系统时，它们每个至少有两个相互依赖的参量（如上述意义），量子论的公式允许这些系统的状态彼此纠缠。让我们回想最简单的纠缠例子 3 。最简单的量子物理性是量子系统的自旋，它是一种特征性的角动量。例如，电子是自旋为 1/2 的系统。在这种情况下，自旋分量在每个三维空间方向上只取两个确定数值， +1 和 −1 。于是，当提到无任何更多解释的自旋时，这总指的是自旋分量。我们将这些值取名为“正自旋”（ spin plus ）和“负自旋”（ spin minus ）。我们现在考虑两个自旋为 1/2 的系统，它们从一个源一起发射出来，正沿着相反方向作彼此远离的运动，以致它们不再发生作用。无论如何，二者中任意一个系统具有独立于另一个系统的自旋态。两个系统的全态是“第一个系统正自旋与第二系统的负自旋”和“第一个系统的负自旋与第二个系统的正自旋”这两者的叠加；这种状态就是著名的单重态（ singlet state ） 4 。这两个分量之一在测量中显示出来。结果为：要么是“第一个系统的正自旋与第二个系统的负自旋有关（与测量仪器的相应读数有关）”，要么是“第一个系统的负自旋与第二个系统的正自旋有关（与测量仪器的相应读数有关）”。这个例子可回到玻姆（见 1951 年，第 611–622 页）。概念上相似的例子，可用两个系统的位置或动量的性质来构建（ Einstein, Podolsky Rosen 1935 ）。在这些情况下，我们正在处理一个无限大的数值来代替二者，这涉及到态纠缠。根据爱因斯坦（ 1935 ）的研究，态纠缠的相关性，就是著名的 EPR 关联性（ Einstein–Podolsky–Rosen correlation ）。态纠缠，一般意味着没有任何系统自身就具有所谓的状态相关值 --- 要么它是有一定不确定性的值，依赖于其它同样系统的属性。而关于状态相关性，就是量子论所讲的系统之间的相关性，而且独立于系统中的空间或时空距离。这些相关性不是因果性，因为物理系统中状态变化的因果联系是系统每一状态存在的条件（在分离性原理意义上），而态纠缠的相关性违反了这个原理，态纠缠意味着违反对分离性原理。反之，每个有关的系统具有独立于其它所有系统的状态，仅当系统作为整体时才具有一个确定的状态：惟有整个系统才处于纯态。只有根据整个系统的状态，才可定义子系统的状态相依性，即整个系统只存在于子系统之间的关系上（从 EPR 关联性意义上讲，前文提到过）。从量子系统和测量仪器之间的相关性开始，通过量子系统之间的 EPR 关联性，我们可继续对后一种相关性作讨论，最后获得关于这种关联性的整个关系网。在此提到的态纠缠，就来自量子论形式体系（ formalism of quantum theory ）的观点，而不是来自预测。我们无论何时观察一个具有几个量子系统作为单元的复杂系统，可预料这些量子系统的状态处于彼此纠缠中。这对于量子系统级的自然整体也是正确的。因此，所有真正的状态相依性都具有所谓的相关性，因此只可根据对整个量子系统的全部状态才可完全确定。正由于此，我们才说量子论的整体论（ holism ）：量子系统通过关系全部联系起来，而这无法还原为彼此独立的单量子系统（见 Esfeld (2004) ） 5 。当从经典物理和分离原理出发时，单个物理系统仍在量子力学中保持成立；而且，也可用单量子系统来进行实验。但在经典力学中被视为内禀的性质，必须转换成这些系统之间的相关性。以下现象就完全背离了至今所说的态纠缠，它仅考虑了状态相关性或时间相关性。而量子系统也具有状态独立性（或译为定常性），如质量、电荷，这些参量也属于量子系统的基本属性。但根据量子系统之间定义的相关性，质量、电荷等参量不是基本的，如质量和电荷这种性质是真正内禀的，这是值得怀疑的。点电荷是嵌入于整个场中的，与广义相对论有关，我们甚至可认为质量也是一种关系属性（ relational attribute ；参考 Teller （ 1991 ）， VI 和 VII 章）。而且，可在量子论形式体系中推出如质量、电荷等参量，这是可取的，虽然量子论是我们的基本物理理论。实际上有一些策略可完成之，为了获得那些状态定常参量（如质量、电荷），可根据以上意义上的关系属性来进行定义。事实上，量子系统不满足分离性原理，这导致另一种结果，于是向哲学家提出了第三个挑战：量子系统不是个体性的。玻色子型量子系统情况中缺乏个体性的原因在于假设不依赖于态纠缠。但是，态纠缠显示出所有类型的量子系统 --- 尽管玻色子与费米子之间存在差别（后者遵循泡里不相容原理） --- 但是二者不是个体性的。在量子力学中，当我们观察几个同类型的处于彼此纠缠的状态的量子系统时，这些系统是难以辨别的。根本不存在任何属性 --- 甚至不存在任何类型的条件概率分布 --- 系统与其它这种系统是有区别的（见 French Redhead （ 1988 ））。因此，量子系统在时间上不是恒等不变的。我们不能标记一个量子系统，然后再认识它。量子力学系统（电子、光子、中子，等）是单系统，而整体系统总包含一定数量的这种系统。在量子力学中，态纠缠的相关性总存在于一定数量的单系统之间。在前面提到的例子中，我们总处理两个系统。而且，每个这些系统是属性预测的对象，因此是属性的载体 --- 这归因为“它与其它系统发生纠缠”，“当其它系统具有负自旋时，它具有正自旋”，等等。量子场论仍在继续深入发展。单个物理系统遵循量子力学，正如量子场属性遵循量子场论。量子场论公式对于每种基本系统（如电子等），场延伸到整个时空。电子之类是场量子（ ﬁeld quanta ），在数学上表示为粒子数字算子（ number operator ）。对于场来说，没必要处于一种有确切数目的场量子状态。它可处于如五个、七个电子的叠加状态。著名的量子力学关联性，在量子场论看来，就是时空点上场算子的传统概率分布之间的相关性，量子场论证明了这些相关性。这些相关性甚至存在于真空态中，正如瑞和 – 施列德定理（ Reeh–Schlieder theorem ；见 Redhead （ 1995 ））所强调的。因此，量子场论将单量子系统当作保持关联性的属性载体，量子场可用时空点构建而成。因此，量子论从三个角度向自然哲学提出挑战： – 局域性（ Locality ）：量子系统及其属性，一般不局限于点，或者说不局限于空间或时空中的任意小区域。 – 分离性（ Separability ）：量子系统的基本时间独立性，如位置、动量和自旋（就自旋分量意义上而言），不属于每个量子系统自身的内禀性质。量子系统的属性，不具有内禀性，而具有重要的相关性（就提到的相关性意义而言）。态纠缠的这些相关性最终可被完全定义，这正是所有量子系统的全部状态。 – 个体性（ Individuality ）：量子系统不是个体性的。在量子场论中，即使单量子客体作为性质预测的一个对象，也不再是必需的。最重大的挑战是缺乏分离性，而个体性缺乏是不可分离性的结果。在这点上，我们应坚信量子论，而不认同单个事物具有内禀性的自然哲学，建议自然哲学要重视关联性。在继续深入自然哲学之前，我打算通过量子论开辟道路而进入下一章“认识论透视”。 1 可参考 1.10 节。 2 也可见 8.3 节。 3 也可见 2.2 节。 4 可参考 2.4 节。 5 可参考 2.8 节。; 个人分类: 道法自然|7884 次阅读|4 个评论

现代物理理论到底有多伟大: 热度 8 jmluo0922 2011-6-25 21:56; 相对论和量子论代表了现代物理思想，可以说是二十世纪人类最最了不起的成就，被认为解决了从微观基本粒子到宇宙结构的理论发现，经典物理理论只是他们的近似或过渡。所以对于一般人来讲的确是十分了不起，相对论的发明者爱因斯坦就成了科学之神被众人崇拜。氢原子由一个电子和一个质子组成的运动体系，是一个最最简单的微观结构体系，试问以上两个最最伟大的理论，那一个有能力解释和证明氢原子具有一个自然稳定的基态。如果一个关于物质结构的理论无力解决这样一个关于物质结构最最基本的问题，也是研究物质结构的起点，就不要自吹为伟大。充满了矛盾和质疑的理论其正确性都是值得怀疑的，二十一世纪的科学精英应致力了解决这些矛盾和问题。应该注意的是不要被某些假象和错觉所蒙蔽而失去正确的识别和判断，更不能对某个理论及其缔造者产生盲目崇拜。; 个人分类: 观点和方法|6363 次阅读|44 个评论

关于“学术专制”的个人观点和态度: 热度 6 jmluo0922 2011-6-6 00:29; 近期科学网名博主吴宝俊发表了名为我来告诉你什么叫“学术专制” 的文章，谈了学术专制的观点，我认为这个问题很重要，因此参加了讨论，以下是我的观点： jmluo0922 2011-6-5 23:27 广证博引，“专制”的理由阐述得非常完备、非常精辟，赞一个！现在的民科主要集中在物理学，并且主要是针对相对论和量子论。关于这两个理论存在的争议是客观（的），量子论发展到了超弦也未能完全解决自身的问题。对于量子力学，费曼评述：「我想我可以有把握地講，沒有人懂量子力學」。将问题归结于量子深奥难懂，现在的理论没有错误，只是不完善，这是一般官科的态度。如果这个判断果真如此，我就没有什么可说的了。事实上，我们的物理学家从来就不认真的审视两朵“乌云”是否真实存在，轻易地放弃已有的科学原则，否定了眼见的宏观真实性，选择了非因果、不确定的幻境颠覆了世界。当然，物理官科可以利用政府和人民给予你们的权利对任何持不同的学术观点（你们认为的民科）实施“专制”，甚至“专政”。但我只是想提醒一点，我们是科学工作者，我们要有自己的判断和思想，不要被变成“两眼被乌云笼罩辛勤推磨的驴”。我无意要改变您的学术立场和态度，如感不妥，可以删除。; 个人分类: 杂谈|2722 次阅读|13 个评论

权威文献摘录：量子论的二次革命: 热度 1 jmluo0922 2011-5-15 01:06; 以下资料摘录自Odd Genius翻译的世界著名科学刊物Science（2000年8月11日）纪念普朗克提出量子概念100周年的一篇评论文（D. Kleppner R. Jackiw）的第二部分，应该是量子力学正统和权威的说法，供有兴趣学习、了解、研究和讨论量子力学的人员参考。二次革命在 20 年代中期创立量子力学的狂热年代里，也在进行着另一场革命，量子物理的另一个分支 —— 量子场论的基础正在建立。不像量子力学的创立那样如暴风疾雨般一挥而就，量子场论的创立经历了一段曲折的历史，一直延续到今天。尽管量子场论是困难的，但它的预测精度是所有物理学科中最为精确的，同时，它也为一些重要的理论领域的探索提供了范例。激发提出量子场论的问题是电子从激发态跃迁到基态时原子怎样辐射光。 1916 年，爱因斯坦研究了这一过程，并称其为自发辐射，但他无法计算自发辐射系数。解决这个问题需要发展电磁场（即光）的相对论量子理论。量子力学是解释物质的理论，而量子场论正如其名，是研究场的理论，不仅是电磁场，还有后来发现的其它场。 1925 年，玻恩，海森堡和约当发表了光的量子场论的初步想法，但关键的一步是年轻且本不知名的物理学家狄拉克于 1926 年独自提出的场论。狄拉克的理论有很多缺陷：难以克服的计算复杂性，预测出无限大量，并且显然和对应原理矛盾。 40 年代晚期，量子场论出现了新的进展，理查德 · 费曼（ Richard Feynman ），朱利安 · 施温格（ Julian Schwinger ）和朝永振一郎（ Sinitiro Tomonaga) 提出了量子电动力学（缩写为 QED ）。他们通过重整化的办法回避无穷大量，其本质是通过减掉一个无穷大量来得到有限的结果。由于方程复杂，无法找到精确解，所以通常用级数来得到近似解，不过级数项越来越难算。虽然级数项依次减小，但是总结果在某项后开始增大，以至于近似过程失败。尽管存在这一危险， QED 仍被列入物理学史上最成功的理论之一，用它预测电子和磁场的作用强度与实验可靠值仅差 2/1,000,000,000,000 。尽管 QED 取得了超凡的成功，它仍然充满谜团。对于虚空空间（真空），理论似乎提供了荒谬的看法，它表明真空不空，它到处充斥着小的电磁涨落。这些小的涨落是解释自发辐射的关键，并且，它们使原子能量和诸如电子等粒子的性质产生可测量的变化。虽然 QED 是古怪的，但其有效性是为许多已有的最精确的实验所证实的。对于我们周围的低能世界，量子力学已足够精确，但对于高能世界，相对论效应作用显著，需要更全面的处理办法，量子场论的创立调和了量子力学和狭义相对论的矛盾。量子场论的杰出作用体现在它解释了与物质本质相关的一些最深刻的问题。它解释了为什么存在玻色子和费米子这两类基本粒子，它们的性质与内稟自旋有何关系；它能描述粒子（包括光子，电子，正电子即反电子）是怎样产生和湮灭的；它解释了量子力学中神秘的全同性，全同粒子是绝对相同的是因为它们来自于相同的基本场；它不仅解释了电子，还解释了 μ 子， τ 子及其反粒子等轻子。 QED 是一个关于轻子的理论，它不能描述被称为强子的复杂粒子，它们包括质子、中子和大量的介子。对于强子，提出了一个比 QED 更一般的理论，称为量子色动力学（ QCD ）。 QED 和 QCD 之间存在很多类似：电子是原子的组成要素，夸克是强子的组成要素；在 QED 中，光子是传递带电粒子之间作用的媒介，在 QCD 中，胶子是传递夸克之间作用的媒介。尽管 QED 和 QCD 之间存在很多对应点，它们仍有重大的区别。与轻子和光子不同，夸克和胶子永远被幽禁在强子内部，它们不能被解放出来孤立存在。　　 QED 和 QCD 构成了大统一的标准模型的基石。标准模型成功地解释了现今所有的粒子实验，然而许多物理学家认为它是不完备的，因为粒子的质量，电荷以及其它属性的数据还要来自实验；一个理想的理论应该能给出这一切。今天，寻求对物质终极本性的理解成为重大科研的焦点，使人不自觉地想起创造量子力学那段狂热的奇迹般的日子，其成果的影响将更加深远。现在必须努力寻求引力的量子描述，半个世纪的努力表明， QED 的杰作 —— 电磁场的量子化程序对于引力场失效。问题是严重的，因为如果广义相对论和量子力学都成立的话，它们对于同一事件必须提供本质上相容的描述。在我们周围世界中不会有任何矛盾，因为引力相对于电力来说是如此之弱以至于其量子效应可以忽略，经典描述足够完美；但对于黑洞这样引力非常强的体系，我们没有可靠的办法预测其量子行为。一个世纪以前，我们所理解的物理世界是经验性的； 20 世纪，量子力学给我们提供了一个物质和场的理论，它改变了我们的世界；展望 21 世纪，量子力学将继续为所有的科学提供基本的观念和重要的工具。我们作这样自信的预测是因为量子力学为我们周围的世界提供了精确的完整的理论；然而，今日物理学与 1900 年的物理学有很大的共同点：它仍旧保留了基本的经验性，我们不能彻底预测组成物质的基本要素的属性，仍然需要测量它们。或许，超弦理论是唯一被认为可以解释这一谜团的理论，它是量子场论的推广，通过有长度的物体取代诸如电子的点状物体来消除所有的无穷大量。无论结果何如，从科学的黎明时期就开始的对自然的终极理解之梦将继续成为新知识的推动力。从现在开始的一个世纪，不断地追寻这个梦，其结果将使我们所有的想象成为现实。（注：以上资料无商业目的，只供学习，如有版权问题，请告知我会立即删除）; 个人分类: 观点和方法|3941 次阅读|1 个评论

武汉研讨会为何让曹天德教授如此不安？: 热度 7 jmluo0922 2011-4-23 14:27; 去年12月和今年的4月，由赵国求教授倡导的量子力学曲率波解释在武汉举行了两次小型专题研讨会，按惯例会后写了纪要，并以博文的形式在个人博客中发表，目的是让大家了解研讨会的情况，吸引有兴趣的人参加。我认为由于研究兴趣相同而自发组织、费用自理的科学研讨会，是研究人员相互交流的好平台，是应该得到提倡的。这两次会议的纪要和我写的关于第一次会的后记不仅可以在网上检索和查阅，同时被国家政府网搜索的本地页采用。然而，就是这么一个平平常常、普普通通的研讨会，不知那一点让我们曹天德教授勃然大怒，连发数篇檄文，采用侮辱性的言词、挑衅的方式，对参会人员和讨论的相关问题进行攻击。对此我本想置之不理，但后曹教授的言词和方式更加激烈，以打赌说出了以下言论： “就相对论、量子力学、热力学、统计物理而言，目前的地球人没有几个适合去动它们的，更别说神州上的“普通人”，这些“普通人”缺少科学的基本素质。........” 我认为这不仅伤害了参加武汉研讨会的人员，并是对广大神州上的“普通人”的羞辱，必须用科学的事实来让他平静。因此在他的檄文，主要是“擂台”博文，以及黄秀清的博文中就有关量子力学的基本问题进行了辩论。通过辩论让曹教授尽快认识物理学基础问题还处在研究中，我个人物质波的认识可以对量子力学产生影响。并希望曹教授为其过失言行，向大家道歉。但实际情况却非常糟糕，出现了令人意想不到的后果。今天他写了一篇博文评了我的量子观点。首先我要声明，关于氢原子结构和光谱，我在论文和博文中采用的是经典力学和电动力学的观点。对于物质波是持否定态度的，因此不存在量子观点。具体的内容可见我的相关文章和博客。对于他在这篇博文中列举的问题，大家看完原始博客全文，然后给出您的判断。对于我的学术观点欢迎给出您的意见和建议。最后我只想问曹天德教授，您为什么对他人谈论量子力学就如此的反感？神州大地所有中国人中只有您才有资格谈论和研究量子力学吗？我希望您在说话、行事，事先充分考虑，不要再犯科学常识性理解错误。同时我还是要祝愿您在超导领域的研究中取得更大的突破，为国人争光！曹天德的相关博客： 1、批赵国求教授的量子曲率解释： http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=64261do=blogid=433968 2、那不是创新！ http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=64261do=blogid=434678 3、谁敢跟我打赌？ http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=64261do=blogid=434782 4、《无人从根本上否定或者修正了量子力学》辩论赛开始！ http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=64261do=blogid=435591 5、评罗教明教授的一些量子观点 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=64261do=blogid=436403; 个人分类: 杂谈|4764 次阅读|30 个评论

相对论、量子论及其发展(47): 可变系时空多线矢主人 2011-2-25 14:33; 相对论、量子力学及其场论的，本质、规律，及其必然且必需的发展 (47) 可变系加速度 1- 线矢 ( 接 (46)) 可变系加速度 1- 线矢； =d /dt(X) =d ,x=0 到 3 求和 ]/dt(X) = +(dr(X,x)/dt(X))W(X,x)d /dt(X)),x=0 到 3 求和 ] = -(dr(X,x)/dt(X))W(X,x) ,a’,x’=0 到 3 求和 ],x=0 到 3 求和 ] = ,a’,x’,x=0 到 3 求和 ], 只是当全部 w(Ax,x ‘ a ’ )=0 ， x,x ‘ ,a=0,1,2,3, W(X,x)=1 ，才简化为惯性牵引、不变系的加速度 1- 线矢： =d /dt(A)= ,a=0 到 3 求和 ], （未完待续）; 个人分类: 物理|2037 次阅读|0 个评论

是否存在“上帝科学”-自己成为上帝才能成立的科学: 热度 7 liufeng 2011-2-10 13:22; 有一个感觉，一些很前沿的理论有一个共同点，那就是“我要成上帝” 很不敢班门弄斧，相对于这些理论的研究者，我可能连门外汉都不是，但还是愿意用儿童的眼睛去看这个世界，小心翼翼的说出自己的疑问 1.唯信息论据说这是个程序员才能接受的新理论，新思想，很幸运，我就是程序员，写过10万行以上代码的程序员。对于编码，随机，内存，格式化，二进制，程序员或者计算机工程师，用他们的思维思考出来，用他们的手敲打出来，在这些“上帝”的创造和推动下，数据，信息，编码才能开始运算并构造复杂的结果。程序员开始膨胀了，不再甘心做程序和计算机的上帝，要做整个宇宙的上帝。把宇宙编码化，程序化，二进制化，这就是唯信息论的起点，这个理论成立的前提。就是”我是上帝“。而且这个上帝的职业一定是程序员。 2.量子论量子论比起唯信息论，“我要当上帝”的心态似乎不明显，很多理论基础是有实验基础的，但隐蔽性在于，将现实世界的搞不清的现象，拿到研究者的思维里运算和推导，推导的结果却不反馈到现实世界中，也就是把现实的问题拿给上帝（也就是相信量子论的人）的思维里运算。运算结果却不回到人间。量子纠缠，一个状态明确了，另一个状态瞬间也就明确，这只是研究者思维中的明确，现实世界实现不了，因为我们不是现实世界的上帝薛定谔的猫。箱子里的猫非死非活的状态只是存在于你的思维里或者量子论信徒的思维里，现实世界他们的状态很明确，只是观察者不知道而已，因为我们不是现实世界的上帝 3.相对论用小孩的思维曾经想过，爱因斯坦说光速不变，于是有了相对论，但爱因斯坦怎么能确定光速不变，有超过我们设备的敏感程度的物质怎么办。现在明白了，我们首先承认爱因斯坦是现实世界的上帝，全知全能的肯定整个宇宙中，光速不变，于是这个理论成立了，我不敢质疑相对论，对于他的科学，我连婴儿都不算，但是我可以确定，我们和爱因斯坦都不是现实世界的上帝对于这些上帝科学，或上帝理论，我是严重的迟疑，我应该相信么？隔壁家的二傻子 2011-2-10 14:21 二傻以为，刘兄也许恰恰说反了？【相对论】、【量子论】，包括【唯信息论】，都是要排除上帝的。一切都是【观察者】自己造成的结果！不同的【观察者】有不同的结果，于是没有了上帝存在的必要。我：傻兄，他们是排除了别人或者公认意义的上帝，但不知不觉需要把自己提升为上帝。如同革命者打倒牛鬼蛇神，打倒了皇帝，但不知不觉自己成了神和皇帝我: 您如果认同他的世界，也就要认同在他们构造的世界里他们是上帝。但是当这些提出者构造的世界与现实世界不匹配时，而且回归到现实世界时，他们将丧失上帝的身份。这是认同就会有问题。除非他们构造的世界与现实物质世界能够很好的吻合，并且承认他们的世界是有局限的，否则试图把构造的虚拟世界替换为全部物质世界的规律，就是试图脱离他们自己虚拟世界，成为现实世界的上帝。而这恰恰是唯心，唯信息面对物质世界不可逾越的屏障。; 个人分类: 观点评述|3898 次阅读|55 个评论

唯信息与量子以及量子信息: 热度 1 iwesun 2011-2-3 02:20; 　　唯信息与量子以及量子信息　　　　Me: 空和色的反射(1)——能量还是信息？　　黄老邪：最近好像谁转载了一篇一位王国文批判唯信息论的东西，有何评论？　　 Me: 是北大的那个物理教授？（可能记错）以前看过他的帖子。　　他是批判量子信息的，我和他一致，那玩意儿，纯属骗子。　　我说，镜仙中道崩殂，其根本原因就在于此，就概念上讲，量子已经突破的唯物的物质观，打开了人类对于起源的视野，但这东西不纯洁，是个混合物，一般是旧体制的唯物，一半是新体制的毛发，两者相互冲突，引人入邪途。　　先换个说法，唯信息论就是唯数据论，只有原始数据时真实的，你后面的构造都是假的。　　你说数据也不真实，确实，那没办法了，大家各回各家睡觉去吧。　　　　从方法论上讲，相对论打破的时空的尺度的决定性，量子论打破了时空绝对的序结构，其核心方法是建立在以测量为基础的像上，未涉及一个更为根本的问题，参照系，马赫问题。　　这个半唯物半仙术的方法，很容易直接引领人们进入真正的仙术，尽管这个仙术是数学化的，但还是仙术。　　简单回答黄老邪的问题，有时间的话，详细讲。　　1.唯信息就是彻底的以信息为基础，重构物理学基础，量子的方法只是一个特例，而不是反之；　　2.唯信息要彻底解决掉物理学诞生时就相伴的鬼魂——参照系，建立没有参照系的物理学；　　3.信息的方法，远远多于量子，量子的方法信息中全有；信息的方法量子是无能为力的，尤其是编码和反射，我连微观宏观都可以颠倒；　　4. 唯信息的真实性也高于量子，任何理论面对本质，只有数据，只谈数据，比唯物编造出个物质，以及量子编造出个量子，真实的多；　　真实性的标准是越靠近源头越真实，人这东西，是最会编瞎话的。　　5.信息操作的逻辑性，全部是自洽的；　　6.信息构造了量子，而不是反之；　　7.唯信息和量子都承认“鬼魂”的存在，但态度是不同的；　　8. 量子论还延续唯物的思想，存在即可被控，被利用；　　9.唯信息严格区分，可利用的存在和程度；现有的量子论中的仙术是要被驱逐的；　　目前，科学骗局太多太多，捣弄了基因片段，就认为创造了生命；识别了10个图片的脑电波，就认为破解意识有希望；前几天又有人声称记忆是可以注入的；　　识别了10个图片的脑电波，根本不是你破解了人脑，是人脑经过训练，适应了你。　　逗你玩罢了。　　都是骗子。　　小平同志也抱乐观态度，不就是个密码么？有啥？　　8bit密码和1024bit密码，已经有了本质区别，更别说轻松构造1Mbit密码。　　　　没办法，大家都得活命，都得卖拐，再加上我本来就喜欢看科幻片，睁一只眼闭一只眼，Happy要紧。　　大家对仙术都有需求，我本人也不例外。　　但严肃地讲，这些永远是科幻。; 个人分类: 社会观察|215 次阅读|1 个评论

量子论可以成为评判唯物，唯信的标准么----回李维李镜子: 热度 1 liufeng 2011-2-2 15:07; 我是一名程序员和网络工程师，还是拿过证书的，因此除了互联网和计算机技术领域，其他方面包括唯物，唯信息，量子论，宇宙大爆炸，我都是门外汉，仅仅是课外兴趣而已。因此这方面的讨论，你们必须明白，是在和一个科学幼童在讨论。但有时幼童的问题却可能让成年人手脚忙乱，因为幼童无所顾忌，无圈无套李镜子老师说“争论双方的“不投机”在于只知道“两分法”，而不知道“量子论””所谓“两分法”，一般是把世界分为“物”和“心”。李老师的“高明”之处在于不用“物”，而是用“事儿”来作为“心”的对立面。这就是“唯信息论”的本质。作为量子论的思考，“事儿”是一个“物”和“心”干涉的状态。这里所指的“干涉”也可以理解为混合。任意一个状态不能还原成（分解）为两个单纯的“物”－“心”状态。这应该是个常识了。对此我的看法是“ 站在平等的角度看，我们都可能在犯同样的错，我坚信唯物，李鬼王坚信唯信，而李镜子李老师明显很坚信量子论，哪一个更正确，更高级，站在自己的体系下，肯定认为自己坚持的是正确的，是高级的，高人一等的。意识到这一点，我发现就不能争论了，争论不出结果，未来让进化中的人类知识库去筛选，总会有结果。顺便从一个门外汉谈对量子论的看法，也就是利用我高中时看的科普读物的知识，所谓量子论就是把人看不懂，不确定的现象形成的一门学科，但这门学科的基础只是人看不懂，不确定而已，并不是客观原本存在的看不懂，不确定，因此我坚信未来量子论一定会被动摇，即使它现在很强大，很流行，很时尚。因此相对于唯物，唯信，它甚至更不靠谱，浅薄之见，见笑 ”; 93 次阅读|1 个评论

说说刘锋李亚辉的“镜子”的争论: 热度 4 liwei999 2011-2-2 11:09; 说说刘锋李亚辉的“镜子”的争论 (876 bytes) Posted by: mirror Date: February 01, 2011 04:44PM 这是科网上两位博主之间的“争论”系列、。争论双方的“不投机”在于只知道“两分法”，而不知道“量子论”。所谓“两分法”，一般是把世界分为“物”和“心”。李老师的“高明”之处在于不用“物”，而是用“事儿”来作为“心”的对立面。这就是“唯信息论”的本质。作为量子论的思考，“事儿”是一个“物”和“心”干涉的状态。这里所指的“干涉”也可以理解为混合。任意一个状态不能还原成（分解）为两个单纯的“物”－“心”状态。这应该是个常识了。三是个很好用的数字。牛力学的三个法则是缺一不可的，可见“两分法”是行不通的，必须是有三个要素。不受力的匀速运动的第一法则与受力时作加速运动的第二法则不能简并吗？这才是正经的问题。因此，刘锋李亚辉也是个事－物－心三个元素的三角问题。李是侧重事－心，刘是侧重物－心，都有些“偏芯”。就“是”论事儿，就“事儿”论是，就“事儿”论“事儿”。 http://www.starlakeporch.net/bbs/read.php?1,75874,75874#msg-75874; 个人分类: 镜子大全|2208 次阅读|5 个评论

近况和感受: liwei999 2010-10-16 06:42; 近况和感受。 (5560 bytes) Posted by: mirror Date: August 05, 2008 01:24AM 在公园里，10岁的小男孩走失了，当妈妈的很着急。镜某曰：因为大人和孩子一起游园才定义了走失。如果开始就让孩子们自己在游乐园里玩就不存在着走失的问题了。大人不必带着孩子去游乐园。游乐园里有个看4D电影的地方。何谓4D电影？10岁的男孩问。镜某也不明白哪里来的4D。事情就是这么巧，几天后镜某就被领去看了个4D的节目。4D者，只是对过去3D的立体电影的新说法。男人们都以为大了就好，3D不够就4D。人是如何认识3D的？这也是个很有趣的事情。用眼睛看是一种常识的理解了。但是，学术上的结论是用脑子看。用赞中医的说法就是先人早在n年前就知道了这个现代学术的结论了。因为国语里有个视而不见的说法。那是说：虽然看了，但看不出来门道的现象。远近法的画法是西洋画的画法。国画不是这个风格。如此看来，在认识世界方面，东方和西方是不一样的。其实这个世界上不一样才是有价值。但与众不同同时也令人担心的事儿，所以时装杂志很多。上周遇到了几个有趣的事情。在网上一个是概率的问题，一个是荡秋千的问题。在网下是读了《人体使用手册》和《无毒一身轻》，还有几本别的书，有关教育的。镜某感觉新的一代人缺乏感动的体验，也缺乏感谢的心境了。电视的图像的泛滥，使得多数孩子们失去了想像力；生活太好了，吃什么、给什么都不被感动了。大白兔、巧克力等食品什么的都不再可以成为诱饵了。给摘来月亮恐怕人家也嫌麻烦，曰：先放在那里吧，需要时再给我拿来。这几个坛子里，崇尚科学的风气浓些，坛士们不大看得起信中医的。在镜某看来，在网上批中医和保中医谁都不比谁更高明。近来有个比较贴切的例子。有人问荡秋千的原理。这个事儿从专业上看，是个标准的参量振动的例题；从百姓的立场看是个当然如此的事实。而在爱思考的人那里，这个问题就成了一个很好的思考题目了。有个有趣的现象：这里爱思考的人往往是谁也不服谁，按北京话说就是都是大爷。其掐架的景象与为中医争吵的居然是一个样子。当然这里的掐架不是象捍卫、攻击中医那样的长篇大论的讨论，而是短兵相接的搏斗。曰：你也懂力学？问你个简单的问答题。在什么情况下，哈密顿原理是一个变分原理？这个问题本身没问题。但是有趣的是以发问人的水平来如此问就是有问题了。同样，嘲笑如此发问的人也并不知道如何回答这个冷不丁冒出来的、高等术语堆砌出来的问题才好。到最后就只剩下骂人了。手头上的《人体使用手册》是第21次印刷的那批。从2006年1月的第一刷到2007年6月的21刷共印了87万册。方博士的《科学成就健康》没有说印数。但是当初一个月后印了第二刷，势头也是不错的。从振兴出版业的角度看，这都是好事。但从减少二氧化碳的排放看，这类书还是少些好。减少消费无疑是个人类的美德。但这也会使一些人失去很多发财的机会。《无毒一身轻》的副标题是21天改造体质，是台湾出的。从题目上看就是本烂书了。因为医学上的良心话就是概率说、风险说，不能给出21天这样的具体数字。但是不如此说，恐怕书就不好卖。中医讲的经络究竟有没有？这是一个对中医的争论点。一方是要用现代技术证明古人的高明，另一方同样是要用现代的知识证明古人的无知，都以为对方傻，打得不亦乐乎。镜某也曾经被劝诱过加入证明经络存在的行列。曰：以镜大人的智力，搞定个经络不成问题吧？但是以镜某的智力以为还是不掺合这类事儿为好。因为这种思路太低级了。意淫这类东西是在脑路中，并不是在躯体里。在解剖学中找经络就好比是在解剖学中找嘴，根本就没有这个东西。但是解剖学里没有嘴的概念，人们就不能用嘴说话了么？完全没有这个必要。量子论是个比较奇怪的理论。其中很多事情是不能被人们的常识理解的。比如微观粒子的路径问题。量子论主张粒子可以同时通过几个不同的路径。如果对这样的世界有些理解，也就不会去花费力气去发现解剖学上的经络，更不会主张发现了经络了。这就是在什么情况下，哈密顿原理是一个变分原理？的问题的联想。概率问题也是个上周讨论的问题。用概率解释赌博现象仅仅是问题的一个侧面。人们嗜赌的本质还是在于人脑对赌博的依赖现象。研究表明，除了化学药物之外，人们对赌博和血拼的依赖性要比抱尔闹等的性快感依赖性排名在前。这个侧面显然不是用数学的概率可以解释的。没有下赌注的时候是概率论，一旦下了赌注就是0和1的决定论了。很有些象量子的观测论：不去看就是波干涉，就是概率论；一看就是波束收缩和决定论了。说话是要说人们喜欢听的呢？还是不喜欢的？很难说。镜某一般是说人们不大喜欢听的大实话。实话实说很多时候并不被理解。最典型的要数中央台的那个《实话实说》节目了。观众的笑声的根源来自哪里？来自小崔的那盛着一肚子坏的一脸一本正经，与葛爷表演有些相通之处。谁说官话是虚话呢？那是另一种实话。不过是这类的实话无法溶解到日常生活里罢了。所以看着小崔说话滑稽。看着滑稽的还有不少事情。方博士的《中国城市地震灾害危险度评价》的评论也是篇滑稽的大作。作者以为自己是唱红脸呢，可惜那身段、动作分明是在唱白脸。曰：这引起了广泛关注和争议，因为其中大部分城市的排名与目前地质学界认为的这些地区的地震危险性程度不符合，与国家地震局的说法不太一样。显然，方博士是想歪了。如果给个图片题目《看女店员下面》，也很容易误导呢。其实不过是个吃面馆的情景罢了。这里的地震灾害危险度不能简单地理解成发生地震的可能性，而是要理解成由地震引起的次生灾害大小、以及抗灾能力的评价。这是个都市、地域抵御灾害能力的评价表述。这个能力里可以包括很多因子，发达地区比不发达地区抵御灾害能力一般要强。抵御灾害能力大，相对而言灾害的危险度就要低，这是个常识了。说白了，地震危险度（可能性）评价由国家地震局管，而地震灾害危险度评价却与是个与地震局无关的工作。人到中年，体检不体检？这也是个容易引起争论的话题。早发现、早治疗的说法十分动听，但是仔细想想，这不过是个魔术的说法罢了。镜某知道两个老太太都是胰腺癌死的。年龄也差不多。一个是早发现了，手术后一年多些，死了。一个是晚发现的，发现后一百天就死了。手术的意义何在呢？很不好说。只有少数人可以体检时，体检是有意义的。至少有个特权的优越感。但是当体检成为制度的时候，体检的意义也就消失了。要想重新获得意义，只有作更昂贵的、更精密的检查了。对于癌症，比较少有在体检时可以发现的（不足发病总数的20％，恐怕国人的还要低）。就好比是有汽车。少数人有的时代里有车很有意义。当多数人都有的时代，有车除了堵路之外也就没有什么意义了，出门坐地铁要快得多。但是强迫概念要人们都买车。曰：得有。换成体检就是得查了。 http://www.starlakeporch.net/bbs/read.php?1,32600,32600#msg-32600; 个人分类: 镜子大全|1932 次阅读|0 个评论

mirror - 对几个问题的“新思考”: liwei999 2010-8-3 15:38; 对几个问题的新思考 (20352) Posted by: mirror Date: September 02, 2006 06:05AM 1）对JFF的选院士的理解十分赞同。本质上，还是对古典论与量子论理解水平的差距。另一方面，人们对相变的理解也是十分有限。不要小看少数。接近相变状态下的系统中，少数人的行为可以直接决定系统的状态。对何院士的学识不敢讲有了解。但是引用: 有一位院士已超越80岁高龄，原则上不再参加院士们的正式活动，但实际上仍活跃在数学研究的第一线一句问题很大。至少给人的印象是这位院士不知道什么是研究的第一线，恐怕一辈子也没有接触到这个研究的第一线。 2）三只眼的问题是个脑结构的问题。生物大脑的结构规定了只能有两只（单）眼。这是个与进化根本不沾边。 3）中医的意义。可以想像有健康（＝H）和有病（＝L）两个状态。两个状态之间的变化方式有两个，一个是相当于脉冲的起（＝L-H），一个是落（＝H-L）。如此看世界，所谓现代的医疗是作用在起的时候（虽然也有起不来时候）；所谓中医，是作用在防止、迟延落的时候。 -------- 就是论事儿，就事儿论是，就事儿论事儿。由脑干到大脑就是从一到2的过程。 (20370) Posted by: mirror Date: September 02, 2006 01:10PM 到3就不可能了。因为三体问题无解的结论在这里也应该适用。一只眼无法测量距离，后脑勺一只眼基本上是无稽之谈。无进化可言并不可怕。可怕的是只记住几个名词，诸如科学、进化等等的，根本不能解决具体的问题。感光的眼可以是一个。而成像的眼一定要两个。 -------- 就是论事儿，就事儿论是，就事儿论事儿。; 个人分类: 镜子大全|1683 次阅读|0 个评论

唯物论和唯心论: xu782219 2010-7-13 07:00; 费曼唯物论和唯心论尼尔斯亨利克大卫玻尔（ Niels Henrik David Bohr ， 1885 ～ 1962 ，丹麦物理学家 ) 和理查德菲利普费曼（ Richard Phillips Feynman ， 191 8 ～ 1988 ，美国物理学家）是两位量子力学大师。费曼说：从常识的观点来看，量子电动力学描述自然现象的理论是荒唐的。但它与实验非常符合。所以我们只得相信量子论。玻尔说：如果谁不为量子论而感到困惑（震惊），那谁就是没有理解量子论。我们希望为此而困惑（震惊）了。例如，按照玻尔对量子论的解释，外在世界的存在并不是自身独立的，而是无法摆脱地与我们对它的感知纠缠在一起的。这在哲学上颠覆了所谓的唯物论和唯心论的根本。马克思主义认为哲学可分为两大派别，即唯物论和唯心论。唯物论以为物质决定意识，世界就其本质来说是物质的，是不依赖于人的意识而客观存在的，意识是物质存在在人脑中的反映。唯心论是与唯物论对立的理论体系，在哲学基本问题上主张精神、意识第一性，物质第二性，即物质依赖意识而存在，物质是意识的产物。而量子力学则认为，客观（外在世界）和我们的主观意识（我们对它的感知）原本就是纠缠在一起的，而上述二论认为二者的界限清清楚楚，相互对立，唯物论认为物质是不依赖于人的意识而客观存在的，唯心论则认为物质是意识的产物，这都与量子论不符。; 个人分类: 未分类|7115 次阅读|2 个评论

范洪义的系列专著: redspring 2010-6-16 15:24; 范洪义量子力学表象与变换论-Dirac符号法进展上海科学技术出版社 1997 量子力学表象与变换论-Dirac符号法进展范洪义量子力学纠缠态表象及应用上海交通大学出版社 2001 量子力学纠缠态表象及应用范洪义从量子力学到量子光学上海交通大学出版社 2001 从量子力学到量子光学范洪义唐绪兵量子力学数理基础进展中国科学技术大学出版社 2008 量子力学数理基础进展范洪义胡利云光学变换-从量子到经典上海交通大学出版社 2010 光学变换-从量子到经典范洪义胡利云开放系统量子退相干的纠缠态表象论上海交通大学出版社 2010 开放系统量子退相干的纠缠态表象论范洪义吕翠红量子力学的相空间理论上海交通大学出版社 2011 量子力学的相空间理论范洪义吴昊袁洪春量子力学的不变本征算符方法上海交通大学出版社 2011 量子力学的不变本征算符方法范洪义等物理学家的睿智与趣闻上海交通大学出版社 2010 物理学家的睿智与趣闻; 个人分类: 生活点滴|4377 次阅读|1 个评论

mirror - 近况和感受: liwei999 2010-2-18 04:41; 立委按：镜兄很少写长文，这篇算是一个例外了。大概是那阵子事儿多，镜兄未及评论，积累了一大筐多余的话要说，不免滔滔不绝起来。随心随性，侃侃而谈，其主旨不变。慢慢咀嚼，颇有味道。网友戏言：读你千遍也不厌倦，读你的感觉象春天！近况和感受。 (5560 bytes) Posted by: mirror Date: August 05, 2008 01:24AM 在公园里，10岁的小男孩走失了，当妈妈的很着急。镜某曰：因为大人和孩子一起游园才定义了走失。如果开始就让孩子们自己在游乐园里玩就不存在着走失的问题了。大人不必带着孩子去游乐园。游乐园里有个看4D电影的地方。何谓4D电影？10岁的男孩问。镜某也不明白哪里来的4D。事情就是这么巧，几天后镜某就被领去看了个4D的节目。4D者，只是对过去3D的立体电影的新说法。男人们都以为大了就好，3D不够就4D。人是如何认识3D的？这也是个很有趣的事情。用眼睛看是一种常识的理解了。但是，学术上的结论是用脑子看。用赞中医的说法就是先人早在n年前就知道了这个现代学术的结论了。因为国语里有个视而不见的说法。那是说：虽然看了，但看不出来门道的现象。远近法的画法是西洋画的画法。国画不是这个风格。如此看来，在认识世界方面，东方和西方是不一样的。其实这个世界上不一样才是有价值。但与众不同同时也令人担心的事儿，所以时装杂志很多。上周遇到了几个有趣的事情。在网上一个是概率的问题，一个是荡秋千的问题。在网下是读了《人体使用手册》和《无毒一身轻》，还有几本别的书，有关教育的。镜某感觉新的一代人缺乏感动的体验，也缺乏感谢的心境了。电视的图像的泛滥，使得多数孩子们失去了想像力；生活太好了，吃什么、给什么都不被感动了。大白兔、巧克力等食品什么的都不再可以成为诱饵了。给摘来月亮恐怕人家也嫌麻烦，曰：先放在那里吧，需要时再给我拿来。这几个坛子里，崇尚科学的风气浓些，坛士们不大看得起信中医的。在镜某看来，在网上批中医和保中医谁都不比谁更高明。近来有个比较贴切的例子。有人问荡秋千的原理。这个事儿从专业上看，是个标准的参量振动的例题；从百姓的立场看是个当然如此的事实。而在爱思考的人那里，这个问题就成了一个很好的思考题目了。有个有趣的现象：这里爱思考的人往往是谁也不服谁，按北京话说就是都是大爷。其掐架的景象与为中医争吵的居然是一个样子。当然这里的掐架不是象捍卫、攻击中医那样的长篇大论的讨论，而是短兵相接的搏斗。曰：你也懂力学？问你个简单的问答题。在什么情况下，哈密顿原理是一个变分原理？这个问题本身没问题。但是有趣的是以发问人的水平来如此问就是有问题了。同样，嘲笑如此发问的人也并不知道如何回答这个冷不丁冒出来的、高等术语堆砌出来的问题才好。到最后就只剩下骂人了。手头上的《人体使用手册》是第21次印刷的那批。从2006年1月的第一刷到2007年6月的21刷共印了87万册。方博士的《科学成就健康》没有说印数。但是当初一个月后印了第二刷，势头也是不错的。从振兴出版业的角度看，这都是好事。但从减少二氧化碳的排放看，这类书还是少些好。减少消费无疑是个人类的美德。但这也会使一些人失去很多发财的机会。《无毒一身轻》的副标题是21天改造体质，是台湾出的。从题目上看就是本烂书了。因为医学上的良心话就是概率说、风险说，不能给出21天这样的具体数字。但是不如此说，恐怕书就不好卖。中医讲的经络究竟有没有？这是一个对中医的争论点。一方是要用现代技术证明古人的高明，另一方同样是要用现代的知识证明古人的无知，都以为对方傻，打得不亦乐乎。镜某也曾经被劝诱过加入证明经络存在的行列。曰：以镜大人的智力，搞定个经络不成问题吧？但是以镜某的智力以为还是不掺合这类事儿为好。因为这种思路太低级了。意淫这类东西是在脑路中，并不是在躯体里。在解剖学中找经络就好比是在解剖学中找嘴，根本就没有这个东西。但是解剖学里没有嘴的概念，人们就不能用嘴说话了么？完全没有这个必要。量子论是个比较奇怪的理论。其中很多事情是不能被人们的常识理解的。比如微观粒子的路径问题。量子论主张粒子可以同时通过几个不同的路径。如果对这样的世界有些理解，也就不会去花费力气去发现解剖学上的经络，更不会主张发现了经络了。这就是在什么情况下，哈密顿原理是一个变分原理？的问题的联想。概率问题也是个上周讨论的问题。用概率解释赌博现象仅仅是问题的一个侧面。人们嗜赌的本质还是在于人脑对赌博的依赖现象。研究表明，除了化学药物之外，人们对赌博和血拼的依赖性要比抱尔闹等的性快感依赖性排名在前。这个侧面显然不是用数学的概率可以解释的。没有下赌注的时候是概率论，一旦下了赌注就是0和1的决定论了。很有些象量子的观测论：不去看就是波干涉，就是概率论；一看就是波束收缩和决定论了。说话是要说人们喜欢听的呢？还是不喜欢的？很难说。镜某一般是说人们不大喜欢听的大实话。实话实说很多时候并不被理解。最典型的要数中央台的那个《实话实说》节目了。观众的笑声的根源来自哪里？来自小崔的那盛着一肚子坏的一脸一本正经，与葛爷表演有些相通之处。谁说官话是虚话呢？那是另一种实话。不过是这类的实话无法溶解到日常生活里罢了。所以看着小崔说话滑稽。看着滑稽的还有不少事情。方博士的《中国城市地震灾害危险度评价》的评论也是篇滑稽的大作。作者以为自己是唱红脸呢，可惜那身段、动作分明是在唱白脸。曰：这引起了广泛关注和争议，因为其中大部分城市的排名与目前地质学界认为的这些地区的地震危险性程度不符合，与国家地震局的说法不太一样。显然，方博士是想歪了。如果给个图片题目《看女店员下面》，也很容易误导呢。其实不过是个吃面馆的情景罢了。这里的地震灾害危险度不能简单地理解成发生地震的可能性，而是要理解成由地震引起的次生灾害大小、以及抗灾能力的评价。这是个都市、地域抵御灾害能力的评价表述。这个能力里可以包括很多因子，发达地区比不发达地区抵御灾害能力一般要强。抵御灾害能力大，相对而言灾害的危险度就要低，这是个常识了。说白了，地震危险度（可能性）评价由国家地震局管，而地震灾害危险度评价却与是个与地震局无关的工作。人到中年，体检不体检？这也是个容易引起争论的话题。早发现、早治疗的说法十分动听，但是仔细想想，这不过是个魔术的说法罢了。镜某知道两个老太太都是胰腺癌死的。年龄也差不多。一个是早发现了，手术后一年多些，死了。一个是晚发现的，发现后一百天就死了。手术的意义何在呢？很不好说。只有少数人可以体检时，体检是有意义的。至少有个特权的优越感。但是当体检成为制度的时候，体检的意义也就消失了。要想重新获得意义，只有作更昂贵的、更精密的检查了。对于癌症，比较少有在体检时可以发现的（不足发病总数的20％，恐怕国人的还要低）。就好比是有汽车。少数人有的时代里有车很有意义。当多数人都有的时代，有车除了堵路之外也就没有什么意义了，出门坐地铁要快得多。但是强迫概念要人们都买车。曰：得有。换成体检就是得查了。星湖原帖： http://www.starlakeporch.net/bbs/read.php?1,32600,3... Comments (2) 子平 03月 1st, 2009 at 9:59 am edit 远近法的画法是西洋画的画法。国画不是这个风格。如此看来，在认识世界方面，东方和西方是不一样的。其实这个世界上不一样才是有价值。西洋画和国画的这个差别，大概不止是风格的差别，至少更是描述客观世界能力的差别。这个也十分确定地表现在中国人和西方人的科学、哲学能力的差别上。看不出这样怎么会是个价值了。 edhfd 03月 1st, 2009 at 1:40 pm edit 人是如何认识3D的？这也是个很有趣的事情。用眼睛看是一种常识的理解了。但是，学术上的结论是用脑子看。用赞中医的说法就是先人早在n年前就知道了这个现代学术的结论了。因为国语里有个视而不见的说法。这就成学术结论了？好家伙。这也就是个装神弄鬼胡搅蛮缠的主，而且胡搅蛮缠得很低能。那我也较个真，这视而不见四字中，有包含了一星半点3D的信息量么？没有吧，所以上面这段话就纯属放屁后面的不值得浪费时间看了 http://www.de-sci.org/blogs/liwei/archives/22039; 个人分类: 镜子大全|3207 次阅读|2 个评论

光到底是什么？（2）: 热度 1 sheep021 2009-9-27 14:30; 本博上一篇文章光到底是什么？并没有得到科学网上专业人士太多的指点。不得已，到处搜索一下，集中几个问题，再发一篇。光是一种人类眼睛可以见的电磁波（可见光谱）。在科学上的定义，光有时候是指所有的电磁波谱。光是由一种称为光子的基本粒子组成。具有粒子性与波动性，或称为波粒二象性。光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。世界上有黑色的光吗？这个问题很奇怪，如果你去问任何一个物理老师，可以得到这样的回答：“黑色仅是物体吸收所有光线后，人眼得不到光的信息而产生的。” 光的实质（目前的解释）：原子核外电子得到能量跃迁到更高的轨道上这个轨道不稳定还要跃迁回来跃迁回来释放出的就是一个光子，就是以光的形式向外发出能量，跃迁的能级不同，释放出来的能量不同，光子的波长就不同光的颜色就不一样了　　光到底是什么？是一个值得研究，和必需研究的问题。当今物理学院就已经又达到了一个瓶颈，即相对论与量子论的冲突，光的本质是基本微粒还是行声音一样的波（若是波又在什么介质中传播）对未来研究具有指导性作用。相对论是描述宏观宇宙的理论，但在微观粒子方面有所不适。量子论是描述微观粒子的理论，但在宏观宇宙方面有所不适。广义相对论和量子力学的不协调导致人们开始寻找所谓的“量子引力”。于是弦论和圈量子引力等就诞生了。狭义相对论和量子力学都是在实验的基础上建立起来的，广义相对论和弦论则更是一种出于理性和物理直觉的产物。不少人觉得弦论的处境更像上个世纪的以太学说：都是为了协调两个不同的物理学领域而应运而生的，都成为风靡一时的主流理论，但是都缺乏实验。虽然广义相对论提出时也没有任何实验支持，但是以太说和弦论缺乏广义相对论那样革命性的思想：它们只是被动地把一个领域的规则往另一个领域上套罢了。本博观点：既然说光既是物质，也是能量，其实也就是说光光既不是物质，也不是能量。既然说光既是波也是粒子，其实质恰恰说明光既不是波，也不是粒子，那么光到底是什么呢？，总不能说“光就是光”吧？欢迎莅临的各位老师、朋友不吝赐教。; 个人分类: 生命之光|3033 次阅读|2 个评论

拿“单光子”来微扰物理学的讲述方法: cyaninelotus 2009-8-18 22:54; 某天，看到 Cavity QED,一时茫然不知东西，经过搜查方才知道是腔量子电动力学。再看其简介，更是有个惊人的发现单光子的场强如何如何。偶一时激动莫名？真的有单光子存在啊？人工技术分离出单光子了？单光子究竟是什么啊---概念、表示......(典型的普物讲述心态，先要概念呵）于是，偶再查再查，可惜所获无几，只有一句话给出一点点启示：单光子的波函数通常是一个波包。（又见数学，不能不亲吻又不能不痛击的数学啊，物理人亲吻它是因为俺们爱它，物理人痛击它是因为它实在不是个东西！）又在资料里看见了准单光子的提法。如此，偶有些糊涂，非常糊涂。莫非这东西又与质点、点电荷、弹簧振子等一样，是个理想的幽灵，只有完美的数学模型和数学可解性，实际上实在不是东西？就算这样，单光子的身份还是与前几个不一样，它们在经典物理里已经被详细阐述了，大概很少有人提出异议。而光子，是属于量子，属于时代的，属于未来的。它是什么？是一份能量，它的波函数是一个波包。可是，你能说得清楚它到底是什么吗？你会说原子的电子态发生改变就会辐射出来能量，产生光波。那谁出来了？核外电子只是改变了组态，原子核肯定没变，出来的是能量，这能量没有物质载体吗？那又怎么和波扯上的呢？怎么和电磁波扯上的呢？ ...... 我上大学的时候很多人一致认为我相当笨，我一直也是这么认为的，所以这些问题我到现在也没想通，还在想不通的想念中。但是，这个想不通要影响到我的讲课的底气，我觉得我自己搞不清楚物理问题究竟是个什么东东，又怎么让学生搞懂它是个什么东东呢？不过很久以来给物理系低年级学生上课时，我曾经很自信地以为解决了这个问题（这方法也许不是我自己总结的）。重点放在物理和几何学的理论比较上，几何学建立在公理之上，完美而无懈可击就算成功，所以，几何首先把所有的公理讲述给你，然后证明就可以了。可是物理是为了认识自然界，而我们的认识能力以及认识本身都是有限的，不可能穷尽所有的概念和定律。所以，讲述方法是告知已有的概念，一部分定律，然后苦口婆心地分析定律的适用范围。在经典物理的讲述中，这个方法应该无可挑剔。单光子让它发出了吱吱嘎嘎的断裂声！谁知道量子是个什么东东？谁知道波函数是个什么东东？谁知道薛定谔方程是个什么东东？量子力学的概念和规律是谁----能量乎？数学乎？存在即是真理！我们的智力仅仅只是拿来推演和猜测真理，有准确度的是天才，准确度高的是神人。既然这样，我们又怎么能说如此推理，结论一定这样？逻辑很混乱了。再反思经典物理的一些概念，更加混沌质量就是物体所含物质的多少，想想，非常的静止、非常的抽象、非常的让人愤怒，我以前还以为我了解它哪。下面的老师怎么当呢，这还真是个问题，555; 个人分类: 生活点滴|7168 次阅读|17 个评论

量子论和广义相对论的对立之统一: zhulin 2009-1-5 15:39; 量子论和广义相对论，它们对物理学的基本概念，如引力、空间、时间以及物质等，各自有着完全不同的解释。量子论将引力看作是量子的交换，认为单个物体既是粒子又是波！广义相对论将引力看作时空的扭曲。广义相对论认为，万有引力并不外在于时空结构，而是渗透于时空结构本身的一种现象。设想宇宙中有一个苹果。这个苹果不再像牛顿所认为的那样是一个致密的、靠自身引力场吸引其他物体的球体，而是一个造成时空凹陷区、直接扭曲了空间结构和时间流动的物质。对此，我们建立了新的引力理论，在量子论和广义相对论的对立中寻求统一，认为物质粒子在其波粒二象性中不断地辐射本底引力子（本底引力子是构成质量、能量、空间的基本量子，其量子能量 =hH o ），在物质粒子辐射本底引力子的过程中，物质粒子周围空间自然出现了本底引力子动量密度 P =(H o /4 )M/r 2 导致的引力场 g=GM/r 2 。时间之矢源于物质粒子因不断地辐射本底引力子导致的物质粒子自身质量、能量的不可逆衰减 dM= － H o M dt 或 dE= － H o E dt ，空间则由以光速运动的本底引力子所构成，时间和空间反映了引力场的结构性质。数学推导表明，物质粒子或物质系统因不断地辐射本底引力子推动空间膨胀而产生一向内的加速度 -H o C ，即为暗物质之源；同时物质系统出现一向外速度 V=H o r 和向外加速度 H o V ，即为暗能量之源。由此展现出物理世界中质量、能量、空间、时间和引力（包括惯性）的统一图景，显现出宇宙运转机制的端倪。（其中 H o 是哈勃常数、 C 为光速、 G 是万有引力常数、 h 为普朗克常数、 r 为间距）。; 个人分类: 问题讨论|1616 次阅读|0 个评论

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