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也许这些是你所不知道的”物理学“知识

Masir 科学羊 2024-03-30

一切物理现象都来自于一个细小的观察,一切支撑人类的物质生活的包袱是物理,而这一层包袱下面是数学 —— 引言



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不知你以前有没有这样的感受,当你在学习操作一台机器的时候,你按了一下绿色按钮,这台机器会按照厂家技术人员编写好的程序来执行你想要的操作。但,会不会某一天当你按了这个绿色按钮之后,机器可能不会按照你的预期动作,而是执行其他操作,导致出现不可逆转的异常呢。


这个现象可能和你点开微信看朋友圈一样简单,你明明点了朋友圈,但是微信却显示的却是设置页面。当然我们肯定第一时间会意识到,如果出现这个问题一定是程序Bug吧,或机器出现这个状况可能是你的上一个操作打乱了这台机器的程序状态。


我们允许程序出现bug,但是我们不允许出现这么低级的bug吧!其实这种状况是很少出现的,我们大可不必担心,就算出现了也许真的是某些异常,我们只要找人修复一下就好了。


几年前,我在公司做一个关于机器人的项目的时候,因为自己操作的原因,发现机器人总是不按预期效果执行我想要的结果,这事搞得我快要怀疑人生了!


当时我意念中闪过一个观点,“我的怀疑人生不是怀疑我自己,而是怀疑物理"。就像传说中百慕大地域会导致”引力失常“一样。是不是物理定律的变化导致这台机出现底层程序问题呢?


当然我的怀疑是多余的,这世间几千年的自然法则怎么可能随意会变呢。况且这个法则的底层逻辑是全宇宙最通用且不可修改的——数学法则。


可是如何真的发生物理定律失常会怎样?



我们大胆做一个假设,如果物理定律失常了会发生什么?


第一时间,你会发现你的所有电子设备将会失效,因为电子设备的核心是芯片,而芯片的核心是晶振,如果晶振的振动频率因为物理定理的失常导致变化,就会引发程序时序出现错乱,估计这个时候带来的效果,连科学家都难以想象。再比如,这个失常又导致二极管出现双向导电性,甚至不导电,那就尴尬了。


这么说的话,我们生活在这个稳定的物理世界,真是一件非常幸运的事情,所以我们应该了解一些基本的物理常识。因为物理学的知识甚至能够让你了解自然,不,实际物理知识只是让我们更接近自然。那什么学科是归类自然呢,当然还是上面提到的数学。



02



《穿越平行宇宙》作者麦克斯.泰格马克有一篇著名的论文,提到一个关键词叫做”包袱“,所谓包袱就是人类强加在数学系统的概念。


比如一个篮球,明明是一堆原子,但我们为了方便起见,把这堆原子当成同一个东西,叫“篮球” —— 篮球就是一个包袱。生物体的底层逻辑就是化学,那么泰格马克说,化学是更基本的结构,而生物体各个器官的名称,就是包袱。同样道理,化学的底层是物理,所以化学概念也是包袱。


那如果把所谓的包袱都剥离掉,剩下来的是什么?


哲学上一直有个悖论,叫“无穷后退问题”。我们说这个物质是分子组成的,分子是原子组成的,原子是由质子、中子和电子组成的,这些又是由夸克组成的……那以此类推,推到哪里才算到头呢?泰格马克说,其实推到基本粒子那里,就已经到头了!最后不带包袱的这个东西,就是数学结构。终极理论,不管它是什么样子的,它必然是一个没有任何包袱的纯数学结构。


所谓的纯自然也就剩下数学了!


数学是万物理论的基础。


什么是存在?不一定非得让你摸得着看得见才叫存在,数学上存在就等于存在,物理定律存在那么就应有实体的表现。


就像物理+数学已经预言了引力波的存在,那自然在近几年通过科学技术发现了应有的实体。




03



物理学最奇妙的一段佳话就是爱因斯坦和波尔在第五届索尔维会议期间讨论关于量子物理的知识了,我所理解,就爱因斯坦认为在物理定律条件一定的情况下,你输入的值,一定会按照算法得到对应的解,就算的多解,那也是确定无疑的。而波尔在量子力学中提到,在微观角度,存在不连续,测不准原理,也就是物理界盛行的一个量子理论:上帝居然也在掷骰子!


由于玻尔来自于哥本哈根,因此他们被称为哥本哈根学派。另一派以爱因斯坦为代表,他们对此提出了质疑。爱因斯坦说道:“玻尔,上帝从不掷骰子!”玻尔反击道:“爱因斯坦,不要告诉上帝应该怎么做!”这次对话便是科学史上赫赫有名的“上帝是否也掷骰子”的争论。


当时玻尔和爱因斯坦讨论这个问题是在第五届索尔维会议期间,全世界主要的物理学家都住在一起开会。每天开完会回去后,爱因斯坦就想出一个驳倒玻尔想法的例子,而玻尔第二天又针对爱因斯坦的质疑,找出维护自己想法的解释,最后谁也没有能说服谁。这段历史已经传为一段人尽皆知的佳话。


不过,后来整个物理学界越来越多的人开始接受玻尔等人的量子理论,也就是说,上帝居然也在掷骰子。


总结:


也许物理学的大厦依然只是一个地基,真正的万丈高楼还没有真正建立起来。对物理学真正感兴趣的人都知道,弦理论、万里理论、平行宇宙、降维打击等概念。但这些概念只是我们想象中的理论,真正的解答还需要遥遥无期的时间进行探索!


虽然在自然面前我们连尘埃都不如,但,在思想方面,我们却犹如浩瀚宇宙般广阔,只愿我们在当下感激这一切。所以在自然面前我们所遇到的困难其实都不是困难,只要你愿意常识和探索就会得到想要的答案。


今天先谈到这!



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