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《七堂极简物理课》读后感_7000字
(2019-09-13 05:35:26) 读后感 -
《七堂极简物理课》读后感7000字
一本极简物理学科普读物,适合孩子们或错过了高中课程的大人阅读。
关于弦,译为圈是不妥当的。
最后一章的议论和感慨,似是而非。从大宇宙观来看,我们(人类整体)是宇宙中的一粒尘埃,是沒错的。爱护环境的想法也是对的。悲观到几近绝望的心情不足取。
我们弱小,我们无知,我们不是宇宙的唯一宠儿,我们有生,也可能有死!但是,我们还会发展!
稳妥地发展,是人类必须正视的现实。
在时间和空间之中,我们是谁,从何而来到何处去?物理暂时解决不了的问题,有哲学。以下是书签:
不知道读的是不是中文原著。读过老子、李白、曹雪芹和毛泽东的作品,
地球文明。两种文化中,人们对美、知识和探索的痴迷是一样的。我们处在一个幸福的时代,世界上不同的文化正彼此融合,成为更加丰富多彩的全球文明。
广袤无垠、奇妙瑰丽、神秘莫测!一个科学家眼中的宇宙,它的广袤无垠,它的奇妙瑰丽,它的神秘莫测。
科学会告诉我们认识已知的,同时看到未知的。宗教的错失在于把未知和已知统统当已知告之人。科学的认知是不断深入上升的,宗教是确定了的、禁锢的。科学不仅告诉我们如何更深入地理解这个世界,也会向我们展示未知的世界有多么广阔。
很多话是多余的,不如解释一下公式中各个字母所代表的意思。R指的是什么,gTab又是什么;它们的关系是怎样的。所有这一切都源自一个朴素的直觉,那就是,空间和引力场本是一回事。这一切也可以归结为一个简洁的方程,尽管我的读者们肯定难以了解它的奥妙,但我还是情不自禁地将它抄录于此,想让大家看看它到底有多么的简洁美妙:
四、空间会波浪起伏,因此,有引力波。

就这么简单。当然了,要先学习和消化黎曼的数学才能解读和使用这个方程,要花些工夫、付出些辛苦才做得到。但这总比感悟贝多芬晚期弦乐四重奏的神秘之美要容易得多。无论是欣赏艺术,还是领悟科学,我们最终得到的将是美的享受和看待世界的全新视角。事实证明,爱因斯坦方程的预言是正确的。
三、宇宙会膨胀和收缩,膨胀是源于大爆炸。
此外,这个理论还说,空间会像海平面一样起伏,目前人们已经在宇宙中的双星上观测到了引力波的这种效应,与爱因斯坦理论的预言惊人一致,精确到了千亿分之一。还有许多其他的例子,这里就不再细说了。
总之,爱因斯坦的理论为我们描绘了一个绚丽多彩而又令人惊奇的世界,在这个世界里有发生爆炸的宇宙,有坍塌成无底深洞的空间,有在某个行星附近放慢速度的时间,还有像大海扬波一般无边无际延展的星际空间……我那本被老鼠咬破的书把这一切一一呈现在我面前,这并非痴人在犯傻时随口编的故事,也不是卡拉布里亚那地中海的骄阳让我晕头转向,更不是那粼粼的海水让我产生幻觉。这些都是事实,或者更确切地说,是对事实的惊鸿一瞥,比我们平日里模糊庸常的见解要高明一点。这样的事实看似和我们的梦境由同样的材质构成,但无论如何的确比我们平日那些云雾般的梦境更为真实。如今,天文学家已观测到宇宙中大量的黑洞,并对它们进行了详尽的研究。但还有更精彩的。
二、空间极度弯曲塌陷而成黑洞。
整个宇宙空间可以膨胀和收缩。爱因斯坦的方程还指出,空间不可能一直保持静止,它一定是在不断膨胀的。1930年,人们确确实实观测到了宇宙的膨胀。这个方程还预测,这个膨胀是由一个极小、极热的年轻宇宙的爆炸引发的:这就是我们所说的宇宙大爆炸。人类再一次经历了这样的事:起初没有一个人相信这个理论,但大量证据纷纷出现在我们眼前,直至在太空中观测到了宇宙背景辐射,也就是原始爆炸的余热里弥漫的光。事实证明,爱因斯坦方程的预言是正确的。这一预测后来也经测量得到了证实。如果一对双胞胎,一个住在海边,一个住在山上,只要经过一段时间,住在海边的那个就会发现,住在山上的兄弟要比自己老得快一些。然而好戏才刚刚开始。
一、空间和时间都会弯曲。这种弯曲发生在恒星周围。
当一个大恒星燃烧完自己所有的燃料(氢)时,它就会熄灭。残留的部分因为没有燃烧产生的热量的支撑,会因为自身的重量而坍塌,导致空间强烈弯曲,最终塌陷成一个真真正正的洞。这就是著名的黑洞。在我上大学那会儿,世人还不大相信这个神秘理论的预言。如今,天文学家已观测到宇宙中大量的黑洞,并对它们进行了详尽的研究。但还有更精彩的。
整个宇宙空间可以膨胀和收缩。爱因斯坦的方程还指出,空间不可能一直保持静止,它一定是在不断膨胀的。1930年,人们确确实实观测到了宇宙的膨胀。这个方程还预测,这个膨胀是由一个极小、极热的年轻宇宙的爆炸引发的:这就是我们所说的宇宙大爆炸。人类再一次经历了这样的事:起初没有一个人相信这个理论,但大量证据纷纷出现在我们眼前,直至在太空中观测到了宇宙背景辐射,也就是原始爆炸的余热里弥漫的光。事实证明,爱因斯坦方程的预言是正确的。首先,这个方程描述了空间如何在恒星周围发生弯曲。由于这个弯曲,不仅行星要在轨道上绕着恒星转,就连光也发生了偏折,不再走直线。爱因斯坦预测,太阳会使光线偏折。在1919年,这个偏折被测量出来,从而证实了他的这一预测。其实不仅是空间,时间也同样会发生弯曲。爱因斯坦曾预言,在高空中,在离太阳更近的地方,时间会过得比较快,而在低的地方,离地球近的地方时间则过得比较慢。这一预测后来也经测量得到了证实。如果一对双胞胎,一个住在海边,一个住在山上,只要经过一段时间,住在海边的那个就会发现,住在山上的兄弟要比自己老得快一些。然而好戏才刚刚开始。
空间弯曲了,它无路可去,只能沿着弯曲的管道运动。那么我们该如何描述这种空间的弯曲呢?19世纪最伟大的数学家、数学王子卡尔·弗里德里希·高斯(Carl Friedrich Gauss)已经写出了描述二维曲面(比如小山丘的表面)的公式。他还让自己的得意门生将这一理论推广到三维乃至更高维的曲面。这位学生就是波恩哈德·黎曼(Bernhard Riemann),他就此问题写了一篇重量级的博士论文,但当时看起来全然无用。黎曼论文的结论是,任何一个弯曲空间的特征都可以用一个数学量来描述,如今我们称之为黎曼曲率,用大写的R来表示。后来爱因斯坦也写了一个方程,将这个R与物质的能量等价起来,也就是说:空间在有物质的地方会发生弯曲。就这么简单。这个方程只有半行的长度,仅此而已。空间弯曲这个观点,现在变成了一个方程。
那么,空间的壁外是什么?我们不再身处一个看不见的坚硬框架里,而更像是深陷在一个巨大的容易形变的软体动物中。太阳会使其周围的空间发生弯曲,所以地球并不是在某种神秘力量的牵引下绕着太阳旋转,而是在一个倾斜的空间中行进,就好像弹珠在漏斗中滚动一样:漏斗中心并不会产生什么神秘的力量,是弯曲的漏斗壁使弹珠滚动的。所以无论是行星绕着太阳转,还是物体下落,都是因为空间发生了弯曲。
时间是在浪费还是被合理利用,要看时间化在了为目标努力的方式方法上,更要检查目标是否正确,以及正确目标的稳定性。
那么我们该如何描述这种空间的弯曲呢?19世纪最伟大的数学家、数学王子卡尔·弗里德里希·高斯(Carl Friedrich Gauss)已经写出了描述二维曲面(比如小山丘的表面)的公式。他还让自己的得意门生将这一理论推广到三维乃至更高维的曲面。这位学生就是波恩哈德·黎曼(Bernhard Riemann),他就此问题写了一篇重量级的博士论文,但当时看起来全然无用。黎曼论文的结论是,任何一个弯曲空间的特征都可以用一个数学量来描述,如今我们称之为黎曼曲率,用大写的R来表示。后来爱因斯坦也写了一个方程,将这个R与物质的能量等价起来,也就是说:空间在有物质的地方会发生弯曲。就这么简单。这个方程只有半行的长度,仅此而已。空间弯曲这个观点,现在变成了一个方程。可惜,现在很多青少年的父母经常会忘记这样一个道理:一个没有浪费过时间的人终将一事无成
世界的本质是美的?其实,除了美感之外,这些作品还能为我们提供一个观察世界的全新视角。广义相对论,这颗爱因斯坦的明珠,正是这样一件杰作。
物体因为各自所具有的引力而在空间中存在和运动,这就是引力场。因此,空间不是真空的,空间是一个实际的存在,它也是物质或曰物体。引力场不弥漫于空间,因为它本身就是空间。这就是广义相对论的思想
空间是实体,可以弯曲、波动、变形、盈缺的实体。空间不再是一种有别于物质的东西,而是构成世界的物质成分之一,一种可以波动、弯曲、变形的实体
高斯和黎曼。解折维度。数学王子卡尔·弗里德里希·高斯(Carl Friedrich Gauss)已经写出了描述二维曲面(比如小山丘的表面)的公式。他还让自己的得意门生将这一理论推广到三维乃至更高维的曲面。这位学生就是波恩哈德·黎曼(Bernhard Riemann),
空间弯曲塌陷而成黑洞。一个大恒星燃烧完自己所有的燃料(氢)时,它就会熄灭。残留的部分因为没有燃烧产生的热量的支撑,会因为自身的重量而坍塌,导致空间强烈弯曲,最终塌陷成一个真真正正的洞。这就是著名的黑洞。
黎曼的数学
广义相对论是关于引力、时间和空间简洁而又统一的理论。广义相对论是一颗小巧的宝石:它是由爱因斯坦凭借一己之力思考、孕育而来的,是关于引力、空间和时间简洁而又统一的观点。
光是由有限数目的能量量子(是不是就是光子?)组成的。点光源发射出的一束光线的能量,并不会在越来越广的空间中连续分布,而是由有限数目的‘能量量子’组成,
每一个元素都是量子力学最主要方程的一个解。化学的元素周期表,洞悉的是原子与原子之间分子结构层面的现象和规律。更深层次的结构和规律必须深入到量子层面才能知晓。一种元素都是量子力学最主要方程的一个解。整个化学学科都基于这一个方程。
没有看到则存在!海森堡想象电子并非一直存在,只在有人看到它们时
有些文章说基本模型是杨振宁建立的,本书作者好象不认识杨振宁。粒子理论的细节在20世纪50—70年代逐渐得到完善。参与这项工作的有20世纪最伟大的物理学家,如理查德· 费曼(Richard Feynman)和盖尔曼,还有一群举足轻重的意大利人。这些细节的建构导出了一个复杂的理论,它建立在量子力学的基础上,被称为基本粒子标准模型,一个不太浪漫的名字。20世纪70年代,在其所有预测被一系列实验证实之后,这个标准模型终于得以确立。1984年,我们意大利现在的参议员卡洛·鲁比亚(Carlo Rubbia)还凭着这个模型的首批数据获得了诺贝尔奖。2013年希格斯玻色子的发现,完成了标准模型确认工作的最后一环。
还是中国人早就概述出来了:道,道法自然,一生万物!这个理论预测质子会以一定的概率衰变,分解成电子和夸克。科学家们造了很多巨型仪器,来观测质子的衰变。有些物理学家为寻找可观测到的质子衰变奉献了一生(由于衰变需要太长时间,所以不能一次只观测一个质子,人们取来成吨的水,在周围安装灵敏的探测器观测质子衰变的效应)。可是,唉,至今还没有人观测到质子的衰变呢。SU(5)这个漂亮的理论,虽然简洁美妙,却得不到上帝的青睐。
究竟有多复杂,何不写出来看看,也免得读者要另外再去找书。
同样的故事也许正在上演。有一种被称为超对称的理论预言存在一类新粒子。在整个物理生涯中,我不断听说有同事在满怀信心地期待着这些粒子不日就被发现。但是随着时间的流逝,一天天、一月月、一年年、数十载……这些超对称粒子依然没有现身。物理学史并非只有成功。标准模型方程对世界进行预测的方式也复杂得离谱
这个名字要记住:保罗-狄拉克。保罗· 狄拉克(Paul Dirac)
标准模型是怎样的?作者过于低估了读者的理解能力,通俗是通俗了,却流于肤浅。标准模型仍然是解释物质世界最好的理论,它的预测全都得到了证实。除了暗物质和广义相对论中被描述为时空曲率的引力之外,它很好地解释了已知世界的方方面面。
量子镜像?有一种被称为超对称的理论预言存在一类新粒子
世界是物质的,物质是运动的,运动是物质的运动,思维也是物质运动的一个种类。各种组成元子的基本粒子的运动规律还没有被发现有一个如元素周期表那样简洁、概略的表述方式。屈指可数的几种基本粒子,不断地在存在和不存在之间振动、起伏,充斥在似乎一无所有的空间中。
空间是不连续的,不可被无穷分割,而是由细小的颗粒,或者说空间原子构成的。这些颗粒极其微小,比最小的原子核还要小几亿亿倍。
去了反物质世界!但它去了哪里呢?
空调制出的冷气怎么说?片面。只有存在热量的时候,过去和未来才有区别。能将过去和未来区分开来的基本现象就是热量总是从热的物体跑到冷的物体上。
严格来说,气球乱窜并不是完全取决于气球内气体的分子的分布状况,更取决于气球外空间(气体、真空以及重力)环境。这个比喻不恰当。象是在忽悠完全对物理无知的门外汉,不象是科学家写的严肃科普。
那么,为什么热量会从热的物体跑到冷的物体上,而不是相反呢?
玻尔兹曼发现其中的原因惊人地简单:这完全是随机的。玻尔兹曼的解释非常精妙,用到了概率的概念。热量从热的物体跑到冷的物体上并非遵循什么绝对的定律,只是这种情况发生的概率比较大而已。原因在于:从统计学的角度看,一个快速运动的热物体的原子更有可能撞上一个冷物体的原子,传递给它一部分能量;而相反过程发生的概率则很小。在碰撞的过程中能量是守恒的,但当发生大量偶然碰撞时,能量倾向于平均分布。就这样,相互接触的物体温度会趋向于相同。热的物体和冷的物体接触后温度不降反升的情况并非完全不可能,只是概率小得可怜罢了。比方说,如果我解开气球口上的结,然后放手,气球就会一边噗噗地泄气一边四处乱撞,我完全无法预见它的飞行方向,因为我只知道它的形状、体积、压力、温度。气球四处乱撞取决于它内部分子的分布情况,而我对此却不得而知。
人类极有可能是更高维度生命放养的智慧蜜蜂;它不收取我们物质收成,只要我们的思维结晶。现在,在人类已知事物的最前沿,我们将要航行于未知的海洋,世界的奥秘与美丽熠熠生辉,让我们目眩神迷。
是,宇宙中其它的生命形式可能远多于地球,宇宙中可能存在的智慧也可能远高于人类,宇宙中的智慧生命可能有许多许多种,只是,这一切我们都不知道。不知道不等于没有。天晓得在宇宙无穷无尽的空间中存在着多少或哪些特殊的复杂性?也许是我们无法想象的形态……宇宙中的空间如此辽阔,认为在一个不起眼星系的边缘地带存在着什么特别的东西,不免天真。地球上的生命只是宇宙中可能发生的一个尝试,我们的灵魂也许只是一个小小的样本。
不是物理学家不重视,是原子构成分子层面比较容易经过实验知悉,除了实验还有电子显微镜。正如我们截切木板石板玻璃板而知其质材。
我们是一个好奇心很重的物种,在一个由至少十来个好奇心强的物种组成的属(人属)中,我们是唯一存活下来的一支。种群中的其他物种都已经灭绝。其中有些物种消失的时间并不长,比如尼安德特人,也就灭绝了三万多年。我们这个种群在非洲进化,近似于等级分明、相互争斗的黑猩猩,而更接近倭黑猩猩(bonobo),也就是小而安静的黑猩猩,它们愉快地聚居一处,地位平等。作为一个不断走出非洲、去探索新世界的种群,我们走得很远,远到巴塔哥尼亚高原,远到月亮之上。好奇并不违反自然,我们的天性就是会好奇。
深入到基本粒子如何构成原子核和原子,现在还缺少有效的实验手段。唯一的手段是建立高速粒子加速器用以轰击原子核中的质子,却如同用大炮打蚊子,能命中的概率太低。目前,却没有找到更有效的方法。
其次,分子具有相对的稳定性(当然,桌子、凳子、瓜子更稳定),独立的原子已经够难得了,构成原子的原子核和电子及中子、中微子,始终处于不稳定状态,构成原子核的质子等夸克粒子就更小更难捕捉和观察了(经常没有规律地跃迁,甚至,你不观察是一回事,你观察它即会影响它的存在状况)。
以上回复有朋友说物理学家不重视结构,没整出一个如化学一样的原素周期表。随着知识的不断增长,我们越来越了解自己在宇宙中的地位——我们只是宇宙的一部分,而且是很小的一部分。在过去的几个世纪里,这一事实日渐清晰,而在近一百年间尤为明显。我们曾经以为自己居住的星球位于宇宙中心,但事实并非如此。我们曾经以为自己是动植物家族之外的独特物种,后来却发现我们同我们周围所有生物由共同的祖先繁衍而来,我们与蝴蝶和落叶松有着共同的祖先。我们就像独生子一样,在长大的过程中逐渐懂得,世界并非像我们小时候以为的那样,只围着我们转。我们必须接受自己只是万事万物中的一员这个事实,参照他者来认识自己。
作者是说:世界是在世上所有之物相互作用互相包容之后的结果。我们不照镜子,镜子中无物,我们也沒有感知镜象甚至镜子的存在;一旦我们照了镜子,事情就完全不一样了。有一个观点,并不是海洋孕育了生命,而是生命与大自然共同溶合了现在的环境。事实上,世间万物都在不断相互作用,彼此身上都会留下对方的印记,从这个意义上来说,所有事物都在不断地交换信息。
我就我的心脑体的总和!就是我的躯体、我的大脑和心中发生的庞大复杂活动的总和。
质数的孤独,这本书我想读读。质数的孤独
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