
关于读《物理世界》的读后感400字
果壳中的宇宙读后感科学,听上去就让人肃然起敬。
但这种崇敬,竟也成了我们疏远他的一个潜在的理由。
科学,其实离我们很近。
他就在我们的身边。
就隐藏在我们的生活之中。
他是奇妙的,是充满了魅力的, 当抽象的定理被用简单的语句,轻松的语调来诉说,会不会激起你的兴趣
会不会为你打开了一扇通往科学殿堂的门
有时候,静下心来,看一看这些叙述细致,说明清晰的科普文章,也会带给你一种和品读好文学作品一样的暖暖的感觉。
而它特殊的科普性还会在你不经意间更了解这个世界。
给你一种探知的欲望,一种豁然开朗的舒心。
霍金,几乎无人不知。
他是当代科学界的一个奇迹,一个天才,一位智慧的偶像。
《果壳中的宇宙》,这是一本用通俗语言造就的书,一本让人了解自身所在宇宙最明了,最精彩的读物。
没有几个人可以理解爱因斯坦的《相对论》但读过《果壳中的宇宙》的前两章,你便可了解这其中的基本理论,你知道时间也曾被人赋予了形状吗
你曾想过量子理论是如何与相对论相互和谐的吗
是不是在学习的时候,也会突然想起这宇宙的神奇
是否也猜想过这宇宙的历史,改一点就会变很多
那么具有多重历史的宇宙又可以如何解释呢
黑洞,时间旅行,星际航行,电子生命,这些词到底是科幻小说中独有的幻想,还是一个不久就会到来的未来历史
我们所存在的宇宙,它有没有一个准确的定义
哈,会不会就是一张膜
嗯,或者就是一个具有很多维度的不规则型空间
有没有可能宇宙外就还有一个宇宙
我们宇宙中的物理原则是一成不变的,还是具有条件性的
这本书带给我们的不仅仅是阅读上的快感,也是提高我们思想维度的一个窗口。
在我们的生活当中,有着那么多那么多的发现,那么多那么多的惊奇。
图文并茂的《果壳》带给了我们一个神奇的宇宙。
在科学的海洋里我们可以自由,欢乐的翱翔。
就像是在思想的蓝天下,化作一只充满活力的雄鹰,尽情的体验这宇宙的奇妙
上帝要扔骰子了──《上帝掷骰子吗──量子物理史话》读后感
科学是美丽的读后感范文一这个月,我读了 沈致远先生的一本书,。
如果按的思想方法,科学应该和思维组合,艺术自然和人文搭配。
这也是此书最初吸引我的原因:这样的奇怪的组合促使我个对科学感冒的人细细捧读起来。
这是一本科学散文集。
与我们平时所常见的科普小品文有所不同,作者以生动的笔触,隽永、流畅的文字,穷天地之幽玄,述生命之奥秘,读来引人入胜。
我惊讶于他有把种种深奥的科学理论,阐述得浅显易懂,比喻得形象生动,深入浅出的文学功底--巧妙地从我们常见的蝉的生命周期说起,引出以前在我看来复杂直至的数论的概念。
钦佩于他广博的科学知识--量子力学、、、生物学、天文知识乃至建筑领域他无不涉猎,阐述起来驾轻就熟,娓娓道来。
作为科学家的沈致远先生同样热爱文学、喜欢创作,并很好地把科学与文学融于一炉--说数--此率绵绵无绝期;从大音希声,大象无形推论到最重要的科学线索往往不容易被发现;由朦胧诗谈到模糊数学……读完这本书我恍然明白自己是根本不可能摆脱理科的--生活中的科学无处不在,即使无志于把种种现象分析透彻,也不能连一个热水瓶都不会装吧
(装多少热水
怎样盖瓶盖
)更何况从种种现象看到本质所在也正是马克思主义哲学思想所要求的。
文、理终究并不分家啊
科学家能在种种文化思想中发现智慧的光芒以获得启迪;文人可以以理性的思考方式来提炼自己的观点、用更科学的眼光观察事物。
文理完全可以通融、也必须通融。
以一种爱不释手的心情,我读完了,我渐渐发现:其实,通融的何止是文理啊
这个世界上的真、美、情、理都和谐地融在一炉,科学、艺术、人文、思维之间根本没有什么的关系--它们是并列的、是一体的
科学家们好奇于原子核分裂时放出的力量--原子能,但也受到道德理智的约束,宁以生命为代价,拒绝把这种科学上神奇的力量作为残酷战争的工具;工业的飞速发展没有让人们忘记大自然的恩惠,爬上月光树守卫森林的少女得到广大学者的坚定支持;究竟电脑的应用利弊孰多也同样让科学家们思考良多……百川归海,文化合流。
科学求真,真中涵美;艺术唯美,美不离真。
当今我们生活在一个多元化的社会、飞速发展的时代。
我们需要以开放的心态去面对一切,以新的视野去看待一切。
科学是美丽的读后感范文二认识作者沈致远是从语文教科书上他的一篇文章开始的。
之后就去看了他的一本专辑。
我先介绍一下比较能接受的数学比较漂亮的地方。
在平时中问过许多同学,没有一个认为我们所学地数学是美的,漂亮的。
反而有相当多同学认为是枯燥的,无趣的,的确不仅他们,还有很多大人,很多科学家,很多数学家,也会认为数学,科学是无趣的,甚至是破坏美的。
原来倒挺美的,和数学搭在一块,反而不美了。
比方说,钻石是美丽的,所有年轻人的最爱,但在天文物理学家威廉斯姑娘,无非碳是女孩子的最爱。
有句话风雨过后总见彩虹,彩虹是美丽的,但科学家仅仅认为是用三棱镜分解成的7种颜色的光谱。
古代看月亮太浪漫了,月亮上黑黑的影子想象成嫦娥,玉兔,吴刚,古代人谁会想到其实是非常难看的光秃秃的土丘洼地,的美不过是0、618比值。
最早流行的痞子蔡,轻舞飞扬中:plan是这么写的:,我就能买一栋房子。
我有一千万吗
没有。
所以我仍然没有房子。
如果我有翅膀,我就能飞。
我有翅膀吗
没有。
所以我也没办法飞。
如果把整个太平洋的水倒出,也浇不熄我对你爱情的火。
整个太平洋的水全部倒得出吗
不行。
所以我并不爱你。
很浪漫,但是用数学的充要性来分析,他说的有道理吗
原命题真,是推不出否命题真的,数学用在文学上有些煞风景。
其实什么是美,它的含义更深刻,更实用。
羊大为美,同学们的人生阅历制约了审美的启蒙,所以要追求美,探索美。
正像前面的威廉斯觉得构成宇宙地碳是最美丽的。
但用光谱分析,提出了宇宙膨胀,宇宙起源大爆炸说,我想如果有幸看到大爆炸的威武雄壮瑰丽,区区彩虹不可同日而语。
但真到了月亮,阿姆斯特朗说的我的一小步,人类的一大步98年发现月球地表下大量冰水,好了,真能住到月亮上去了。
0.618就是自然规律,奇异的对称。
用数学的眼光看文学,用数学眼光看世界,是不是更应该用数学眼光看数学阿
但是这点同学们做的不够好。
在数学学习中缺乏数学的思想,那学起来当然不会轻松,不会开心,就像穿着耐克鞋游泳,戴着拳击套打乒乓。
那么美在哪里呢
两人博弈无和局,有必胜法则。
维纳斯和太阳神阿波罗雕象、埃及的金字塔、达芬·奇等艺术大师的作品、巴黎的埃菲尔铁塔、健美人体的比例……数不尽的例子都包含着黄金分割,这条神的比例 历来被奉为至高无上的审美法则,的确具有永恒的魅力。
黄金分割这一数学定理与生命 、生长发育 、健 康、疾病 、衰老和死亡等有着千丝万缕的联系,有时甚至是生命内在形式的基本规律。
遵循黄金分 割也就是获得了健康 的法宝 ,同样也是生命美的 体现。
人体符合 0.618的分割,人们会获得协调 与美的感观。
而感觉是一种心理过程和行为,必 然要以生理功能作为基础。
因此黄金分割的平衡 自然与健康有联系,或者说生命形式必须遵循黄金分割律。
音乐,美术,等艺术是用听觉,视觉来直接反映自然,数学是用数字,公式来反映自然,用大脑来反映自然,自然就是美。
数学当然是美的。
后来我还向同学们介绍沈致远的《科学是美丽的》,通俗易懂,或许对同学们重新认识数学,有所帮助。
求两篇读后感财富悬赏可以再加
我就不给你发邮箱了 直接给你打出来吧 《果壳中的宇宙》读后感 《果壳中的宇宙》这一书名出于莎士比亚名剧《哈姆雷特》。
它的隐喻是多重的。
哈姆雷特认为,即使把他关在果壳中,仍然自以为是空间之王。
从广义上看,粒子,生命和基本的处境都和果壳类似,尚不清楚的是它们中有哪些自认为是无限空间之王。
现代量子宇宙学认为,整个宇宙是有一个果壳状的瞬子演化而来,果壳上的量子皱纹包含宇宙中所有结构的密码。
通过对此书的阅读后,使我看到了宇宙的无限空间,及众科学家的伟大发现。
爱因斯坦的两个基本理论:相对论和量子论。
广义相对论把空间和时间从一个事件在其中发生的被动的背景转变变成为宇宙动力学的主动参与者。
这就引发了一个伟大的问题,这个问题在21世纪仍然处于物理学的最前沿。
霍金教授以他独特的热情把我们带入了奇境里,粒子,膜和弦做十一维运动,黑洞蒸发并且和它携带的秘密同归于尽,我们宇宙创生的种子只不过是一个微笑的硕果。
科学的终极目的在于提供了一个简单的理论去描述整个宇宙。
然而,大部分科学家遵循的方法是将这问题分成两部分。
首先,是一些告诉我们宇宙如何随时间变化的定律:(如果我们知道在任一时刻宇宙是什么样子的,则这些定律即能告诉我们以后的任一时刻宇宙是什么样子的。
)第二,关于宇宙初始状态的问题。
有些人认为科学只应过问第一部分,他们认为初初始状态的问题应是形而上学或宗教的范畴。
他们会说,全能的上帝可以随心所欲地启动这个宇宙。
也许是这样。
但是,倘若那样,他也可以使宇宙以完全任意的方式演化。
可是,看起来他选择宇宙以一种非常规则的、按照一定规律的方式演化。
所以,看来可以同样合理地假定,也存在着制约初始状态的定律。
正如古老谚语所说的,充满希望的旅途胜过终点的到达。
我们追求发现,不仅在科学中,而且在所有领域中激起创造性。
希望我们以身边的每一件小事坐起,体验果壳中的宇宙
《物理世界奇遇记》这一本书通过一个普通市民汤普金斯先生在梦中的奇遇和一个教授的若干篇演讲,介绍了现代物理学和宇宙学的主要领域——相对论、量子论、统计物理学、原子和原子核结构理论、基本粒子、大爆炸理论等。
全书语言幽默生动,深入浅出,具有良好的科普性,非常适合读者阅读。
这本书是在1965年由著名科学家、卡林伽科普奖获得者乔治•伽莫夫把他的两部早年代表作《汤普金斯先生身历奇境》和《汤普金斯先生探索原子世界》合并补充修改而成的。
至1995年,《物理世界奇遇记》已重印22次,并被译成多种文字在许多国家出版,深受各国读者喜爱。
1999年,本书由著名科普作家罗索•斯坦纳德根据科学和社会的发展,在尽力忠实于原著的风格和写法的基础上进行了修改,增写4章,并更新插图。
作为20世纪科普经典收藏,其受读者喜爱程度可见一斑。
20世纪在科学发展史上是一个辉煌的世纪,以物理学和生物学的创新性成果为标志的科学成就,极大地改变了世界的面貌,改变了人类的认知水平、生产方式和生活方式。
20世纪也是科学史上的一个英雄世纪,一大批别具一格的科学大师风云际会,相继登场,使科学的舞台展现出前所未有的绚丽风采。
20世纪发生的两次世界大战,尤其是二战催生的原子弹,使社会公众了解到了科学的巨大威力,也促使人类认真地审视科学,运用科学。
20世纪诞生的科学和思想大师所取得的非凡的科学成就、创造的充足科学和思想养分,孕育了一批优秀的科普作品,为公众提供了丰富的精神食粮。
人们可以跟着爱因斯坦、薛定谔、伽莫夫、沃森、温伯格、霍金等等科学大师的生花妙笔去参观科学创造的历程,去登攀一座座科学的顶峰,去领略科学高峰的神奇景观;可以跟着卡逊在寂静的春天里思考知更鸟的命运;可以跟着萨根去观察宇宙和生命……。
今天这些科学大师和思想大师大部分都已离开了我们,但那些优秀科普作品是他们留给后代的不朽的精神财富。
科普书籍是如此有趣,是如此让人着迷。
但是我不得不很遗憾地指出,近年来中国很少有优秀的科普作品问世。
少有的几部科普作品也常年堆积在书店的架子上无人问津。
20世纪已经过去,21世纪是一个全球化、知识化的世纪。
谁占有了科学知识,谁的经济就会迅速发展。
中国要想继续屹立于世界民族之林,就必须要推广科技,普及科学。
这其中,怎么能少得了科普书籍呢
但愿像《物理世界奇遇记》这样的经典科普作品能不仅仅是给读者带来启发,也不仅仅是开拓读者的科学视野,也能给我们的科普作家和科普出版社带来启发。
希望以《物理世界奇遇记》为代表的这些经典科普著作能起到示范的作用,推进我们自己的原创科普和科学文化作品的创作和出版。
这样可以不拉,亲
《时间的形状》读后感
[《时间的形状》读后感]物理的美 ——《时间的形状》读后感 刚刚半小时前读完这本书,现在我觉得心情复杂又澎湃,我知道这样说有点虚,但的确是我的现在感受,《时间的形状》读后感。
我有好多好多感想要表达,但是不知道怎么开头。
就先说说怎样遇到这本书的吧,当初物理老师要我们看完物理类书写读后感,列了八本书让我们选一本,于是我挑了这本,当时仅仅是因为封面好看。
顺便说一个事,当我买完这个书没两天,我发现网站居然搞促销“凡买满39元加1元即可获得《时间的形状》一本”,我当时觉得吃亏了,现在看完想想,一点也不吃亏
像我这样一向对相对论敬而远之的人,通过这本书也能领略到了相对论的乐趣。
这本书没有又长又闷的公式,只有通俗的语言和令人兴致勃勃的故事,但是说到知识上又具有科学的严谨性。
它找出了我一直疑惑并感兴趣的问题,而且总能用生动的比喻来解答,比如说“宇宙有限吗
”、“物质可以无限分割吗
”、“黑洞里面是什么
”等等,这些问题我经常都在想,有时也会突然兴致起到网上搜索答看,但是网上的答案都很无聊令我看到一半就关了,这本书却完全没有这个问题,读后感《《时间的形状》读后感》。
它还成功地刷新了我的世界观,给我打开了新世界的大门,现在的我就站在大门外面迫不及待想要进去游览。
现在让我再看高中物理的公式肯定不会觉得无聊了,因为我知道公式背后的含义,我才知道原来生活与听起来离我们很远的量子力学紧紧贴在一起,另外看完这本书我居然基本能听懂生活大爆炸里面谢尔顿那些科学碎碎念,以前我都当理科剧的装饰看,现在再看一遍发现能理解这些小细节真是太有趣了
看后记得知作者竟然没有要版税,全给书作宣传用了,突然明白为什么一本出版不到两个月的书能在网上卖得这么便宜,作者那么无私地奉献,肯定是因为想要给我们分享这个世界上最好的东西:智慧与美。
不知道为什么读完之后我竟然有种想哭的感觉,大概是因为感慨物理如此神奇,还有我错过了报读物理类专业的遗憾。
这本书再次唤醒了我的理科生之魂,诱发我的求知欲,可惜我现在能做的大概就是看更多这方面的书以及时刻关注物理的新闻,我期待着万物理论的出现和未来人们思考实验的新发现。
最后请让我发自内心地喊一句:“物理,真美
” 别说假,这全部都是我的真情实感。
物理君,来啵一个=3=【被拖走
平行宇宙与量子多世界解释是什么意思
官方说法都不尽统一,平行宇宙(parallel universe),平行世界(parallel world),多重宇宙(multiverse).量子多世界解释量子多世界解释(有时也被称作“埃弗莱特主义-Everettism”) 按照埃弗莱特的看法,波函数从未坍缩,而只是世界和观测者本身进入了叠加状态。
当电子穿过双缝后,整个世界,包括我们本身成为了两个独立的叠加,在每一个世界里,电子以一种可能出现。
但不幸的是,埃弗莱特用了一个容易误导和引起歧义的词“分裂”(splitting),他打了一个比方,说宇宙像一个阿米巴变形虫,当电子通过双缝后,这个虫子自我裂变,繁殖成为两个几乎一模一样的变形虫。
唯一的不同是,一个虫子记得电子从左而过,另一个虫子记得电子从右而过。
惠勒也许意识到了这个用词的不妥,他在论文的空白里写道:“分裂
最好换个词。
”但大多数物理学家并不知道他的意见。
也许,惠勒应该搞得戏剧化一点,比如写上“我想到了一个绝妙的用词,可惜空白太小,写不下。
”在很长的一段时间里,埃弗莱特的理论被人们理解成:当电子通过双缝的时候,宇宙神奇地“分裂”成了两个独立的宇宙,在一个里面电子通过左缝,另一个相反。
这样一来,宇宙的历史就像一条岔路,每进行一次观测,它就分岔成若干小路,每条路对应于一个可能的结果。
而每一条岔路又随着继续观察而进一步分裂,直至无穷。
但每一条路都是实在的,只不过它们之间无法相互沟通而已。
假设我们观测双缝实验,发现电子通过了左缝。
其实当我们观测的一瞬间,宇宙已经不知不觉地“分裂”了,变成了几乎相同的两个。
我们现在处于的这个叫做“左宇宙”,另外还有一个“右宇宙”,在那里我们将发现电子通过了右缝,但除此之外一切都和我们这个宇宙完全一样。
你也许要问:“为什么我在左宇宙里,而不是在右宇宙里
”这种问题显然没什么意义,因为在另一个宇宙中,另一个你或许也在问:“为什么我在右宇宙,而不是左宇宙里
”观测者的地位不再重要,因为无论如何宇宙都会分裂,实际上“所有的结果”都会出现,量子过程所产生的一切可能都对应于相应的一个宇宙,只不过在大多数“蛮荒宇宙”中,没有智能生物来提出问题罢了。
贴子相关图片: 作者: 我思故我_在 封 2006-8-30 20:56 回复此发言 删除 --------------------------------------------------------------------------------2 埃弗莱特的量子多世界理论 这样一来,薛定谔的猫也不必再为死活问题困扰。
只不过是宇宙分裂成了两个,一个有活猫,一个有死猫罢了。
对于那个活猫的宇宙,猫是一直活着的,不存在死活叠加的问题。
对于死猫的宇宙,猫在分裂的那一刻就实实在在地死了,不要等人们打开箱子才“坍缩”,从而盖棺定论。
从宇宙诞生以来,已经进行过无数次这样的分裂,它的数量以几何级数增长,很快趋于无穷。
我们现在处于的这个宇宙只不过是其中的一个,在它之外,还有非常多的其他的宇宙。
有些和我们很接近,那是在家谱树上最近刚刚分离出来的,而那些从遥远的古代就同我们分道扬镳的宇宙则可能非常不同。
也许在某个宇宙中,小行星并未撞击地球,恐龙仍是世界主宰。
在某个宇宙中,埃及艳后克娄帕特拉的鼻子稍短了一点,没有教恺撒和安东尼怦然心动。
那些反对历史决定论的“鼻子派历史学家”一定会对后来的发展大感兴趣,看看是不是真的存在历史蝴蝶效应。
在某个宇宙中,格鲁希没有在滑铁卢迟到,而希特勒没有在敦刻尔克前下达停止进攻的命令。
而在更多的宇宙里,因为物理常数的不适合,根本就没有生命和行星的存在。
严格地说,历史和将来一切可能发生的事情,都已经实际上发生了,或者将要发生。
只不过它们在另外一些宇宙里,和我们所在的这个没有任何物理接触。
这些宇宙和我们的世界互相平行,没有联系,根据奥卡姆剃刀原理,这些奇妙的宇宙对我们都是没有意义的。
多世界理论有时也称为“平行宇宙”(Parallel Universes)理论,就是因为这个道理。
宇宙的“分裂”其实应该算是一种误解,不过直到现在,大多数人,包括许多物理学家仍然是这样理解埃弗莱特的
这样一来,这个理论就显得太大惊小怪了,为了一个小小的电子从左边还是右边通过的问题,我们竟然要兴师动众地牵涉整个宇宙的分裂
许多人对此的评论是“杀鸡用牛刀”。
爱因斯坦曾经有一次说:“我不能相信,仅仅是因为看了它一眼,一只老鼠就使得宇宙发生剧烈的改变。
”这话他本来是对着哥本哈根派说的,不过的确代表了许多人的想法:用牺牲宇宙的代价来迎合电子的随机选择,未免太不经济廉价,还产生了那么多不可观察的“平行宇宙”的废料。
MWI后来最为积极的鼓吹者之一,德克萨斯大学的布莱斯•德威特(Bryce S. DeWitt)在描述他第一次听说MWI的时候说:“我仍然清晰地记得,当我第一次遇到多世界概念时所受到的震动。
100个略有缺陷的自我拷贝贝,都在不停地分裂成进一步的拷贝,而最后面目全非。
这个想法是很难符合常识的。
这是一种彻头彻尾的精神分裂症……”对于我们来说,也许接受“意识”,还要比相信“宇宙分裂”来得容易一些
不难想象,埃弗莱特的MWI在1957年作为博士论文发表后,虽然有惠勒的推荐和修改,在物理界仍然反应冷淡。
埃弗莱特曾经在1959年特地飞去哥本哈根见到玻尔,但玻尔根本就不想讨论任何对于量子论新的解释,也不想对此作什么评论,这使他心灰意冷。
作为玻尔来说,他当然一生都坚定地维护着哥本哈根理论,对于50年代兴起的一些别的解释,比如玻姆的隐函数理论(我们后面要谈到),他的评论是“这就好比我们希望以后能证明2×2=5一样。
”在玻尔临死前的最后的访谈中,他还在批评一些哲学家,声称:“他们不知道它(互补原理)是一种客观描述,而且是唯一可能的客观描述。
” 受到冷落的埃弗莱特逐渐退出物理界,他先供职于国防部,后来又成为著名的Lambda公司的创建人之一和主席,这使他很快成为百万富翁。
但他的见解——后来被人称为“20世纪隐藏得最深的秘密之一”的——却长期不为人们所重视。
直到70年代,德威特重新发掘了他的多世界解释并在物理学家中大力宣传,MWI才开始为人所知,并迅速成为热门的话题之一。
如今,这种解释已经拥有大量支持者,坐稳哥本哈根解释之后的第二把交椅,并大有后来居上之势。
为此,埃弗莱特本人曾计划复出,重返物理界去做一些量子力学方面的研究工作,但他不幸在1982年因为心脏病去世了。
作者: 我思故我_在 封 2006-8-30 20:56 回复此发言 删除 --------------------------------------------------------------------------------3 埃弗莱特的量子多世界理论 在惠勒和德威特所在的德州大学,埃弗莱特是最受尊崇的人之一。
当他应邀去做量子论的演讲时,因为他的烟瘾很重,被特别允许吸烟。
这是那个礼堂有史以来唯一的一次例外。
针对人们对MWI普遍存在的误解,近来一些科学家也试图为其正名,澄清这种稀奇古怪的“宇宙分裂”并非MWI和埃弗莱特的本意(如Tegmark1998),我们在这里也不妨稍微讲一讲。
当然要准确地描述它需要用到非常复杂的数学工具和数学表达,在理论上尽量浅显一点。
这里只是和诸位进行一点最肤浅的探讨,用到的数学保证不超过中学水平,希望各位看官也不要望而却步。
首先我们要谈谈所谓“相空间”的概念。
每个读过中学数学的人应该都建立过二维的笛卡儿平面:画一条x轴和一条与其垂直的y轴,并加上箭头和刻度。
在这样一个平面系统里,每一个点都可以用一个包含两个变量的坐标(x, y)来表示,例如(1, 2),或者(4.3, 5.4),这两个数字分别表示该点在x轴和y轴上的投影。
当然,并不一定要使用直角坐标系统,也可以用极坐标或者其他坐标系统来描述一个点,但不管怎样,对于2维平面来说,用两个数字就可以唯一地指明一个点了。
如果要描述三维空间中的一个点,那么我们的坐标里就要有3个数字,比如(1, 2, 3),这3个数字分别代表该点在3个互相垂直的维度方向的投影。
让我们扩展一下思维:假如有一个四维空间中的点,我们又应该如何去描述它呢
显然我们要使用含有4个变量的坐标,比如(1, 2, 3, 4),如果我们用的是直角坐标系统,那么这4个数字便代表该点在4个互相垂直的维度方向的投影,推广到n维,情况也是一样。
诸位大可不必费神在脑海中努力构想4维或者11维空间是如何在4个乃至11个方向上都互相垂直的,事实上这只是我们在数学上构造的一个假想系统而已。
我们所关心的是:n维空间中的一个点可以用n个变量来唯一描述,而反过来,n个变量也可以用一个n维空间中的点来涵盖。
现在让我们回到物理世界,我们如何去描述一个普通的粒子呢
在每一个时刻t,它应该具有一个确定的位置坐标(q1, q2, q3),还具有一个确定的动量p。
动量也就是速度乘以质量,是一个矢量,在每个维度方向都有分量,所以要描述动量p还得用3个数字:p1,p2和p3,分别表示它在3个方向上的速度。
总而言之,要完全描述一个物理质点在t时刻的状态,我们一共要用到6个变量。
而我们在前面已经看到了,这6个变量可以用6维空间中的一个点来概括,所以用6维空间中的一个点,我们可以描述1个普通物理粒子的经典行为。
我们这个存心构造出来的高维空间就是系统的相空间。
假如一个系统由两个粒子组成,那么在每个时刻t这个系统则必须由12个变量来描述了。
但同样,我们可以用12维空间中的一个点来代替它。
对于一些宏观物体,比如一只猫,它所包含的粒子可就太多了,假设有n个吧,不过这不是一个本质问题,我们仍然可以用一个6n维相空间中的质点来描述它。
这样一来,一只猫在任意一段时期内的活动其实都可以等价为6n空间中一个点的运动(假定组成猫的粒子数目不变)。
我们这样做并不是吃饱了饭太闲的缘故,而是因为在数学上,描述一个点的运动,哪怕是6n维空间中的一个点,也要比描述普通空间中的一只猫来得方便。
在经典物理中,对于这样一个代表了整个系统的相空间中的点,我们可以用所谓的哈密顿方程去描述,并得出许多有益的结论。
在我们史话的前面已经提到过,无论是海森堡的矩阵力学还是薛定谔的波动力学,都是从哈密顿的方程改造而来,所以它们后来被证明互相等价也是不足为奇。
现在,在量子理论中,我们也可以使用与相空间类似的手法来描述一个系统的状态,只不过把经典的相空间改造成复的希尔伯特矢量空间罢了。
具体的细节读者们可以不用理会,只要把握其中的精髓:一个复杂系统的状态可以看成某种高维空间中的一个点或者一个矢量。
比如一只活猫,它就对应于某个希尔伯特空间中的一个态矢量,如果采用狄拉克引入的符号,我们可以把它用一个带尖角的括号来表示,写成:|活猫>。
死猫可以类似地写成:|死猫>。
作者: 我思故我_在 封 2006-8-30 20:56 回复此发言 删除 --------------------------------------------------------------------------------4 埃弗莱特的量子多世界理论 说了那么多,这和量子论或者MWI有什么关系呢
让我们回头来看一个量子过程,比如那个经典的双缝困境吧。
正如我们已经反复提到的那样,如果我们不去观测电子究竟通过了哪条缝,它就应该同时通过两条缝而产生干涉。
此时它的波函数是一个线性叠加,且严格按照薛定谔方程演化。
也就是说,|ψ>可以表示为: a|通过左缝> + b|通过右缝> 我们还记得波函数强度的平方就是概率,为了简化起见我们假定粒子通过左右缝的概率是相等的,而且没有别的可能。
如此一来则a^2+b^2=1,得出a和b均为根号2分之1。
不过这些只是表明概率的系数而已,我们也不去理会,关键是系统在未经观察时,必须是一个“|左>+|右>”的叠加
如果我们不去干扰这个系统,则其按薛定谔波动方程严格地发展。
为了表述方便,我们按照彭罗斯的话,把这称为“U过程”,它是一个确定的、严格的、经典的、可逆(时间对称)的过程。
但值得一提的是,薛定谔方程是“线性”的,也就是说,只要|左>和|右>都是可能的解,则a|左>+b|右>也必定满足方程
不管U过程如何发展,系统始终会保持在线性叠加的状态。
只有当我们去观测电子的实际行为时,电子才被迫表现为一个粒子,选择某一条狭缝穿过。
拿哥本哈根派的话来说,电子的波函数“坍缩”了,最终我们只剩下|左>或者|右>中的一个态独领风骚。
这个过程像是一个奇迹,它完全按照概率随机地发生,也不再可逆,正如你不能让实际已经发生的事情回到许多概率的不确定叠加中去。
还是按照彭罗斯的称呼,我们把这叫做“R过程”,其实就是所谓的坍缩。
如何解释R过程的发生,这就是困扰我们的难题。
哥本哈根派认为“观测者”引发了这一过程,个别极端的则扯上“意识”,那么,MWI又有何高见呢
它的说法可能让你大吃一惊:根本就没有所谓的“坍缩”,R过程实际上从未发生过
从开天辟地以来,在任何时刻,任何孤立系统的波函数都严格地按照薛定谔方程以U过程演化
如果系统处在叠加态,它必定永远按照叠加态演化
可是,等等,这样说固然意气风发,畅快淋漓,但它没有解答我们的基本困惑啊
如果叠加态是不可避免的,为什么我们在现实中从未观察到同时穿过双缝的电子,或者又死又活的猫呢
只有当我们不去观测,它们才似乎处于叠加,MWI如何解释我们的观测难题呢
让我们来小心地看看埃弗莱特的假定:“任何孤立系统都必须严格地按照薛定谔方程演化”。
所谓孤立系统指的是与外界完全隔绝的系统,既没有能量也没有物质交流,这是个理想状态,在现实中很难做到,所以几乎是不可能的。
只有一样东西例外——我们的宇宙本身
因为宇宙本身包含了一切,所以也就无所谓“外界”,把宇宙定义为一个孤立系统似乎是没有什么大问题的。
宇宙包含了n个粒子,n即便不是无穷,也是非常非常大的,但这不是本质问题,我们仍然可以把整个宇宙的状态用一个态矢量来表示,描述宇宙波函数的演化。
MWI的关键在于:虽然宇宙只有一个波函数,但这个极为复杂的波函数却包含了许许多多互不干涉的“子世界”。
宇宙的整体态矢量实际上是许许多多子矢量的叠加和,每一个子矢量都是在某个“子世界”中的投影,代表了薛定谔方程一个可能的解,但这些“子世界”却都是互相垂直正交,彼此不能干涉的
为了各位容易理解,我们假想一种没有维度的“质点人”,它本身是一个小点,而且只能在一个维度上做直线运动。
这样一来,它所生活的整个“世界”,便是一条特定的直线,对于这个质点人来说,它只能“感觉”到这条直线上的东西,而对别的一无所知。
现在我们回到最简单的二维平面。
假设有一个矢量(1, 2),我们容易看出它在x轴上投影为1,y轴上投影为2。
如果有两个“质点人”A和B,A生活在x轴上,B生活在y轴上,那么对于A君来说,他对我们的矢量的所有“感觉”就是其在x轴上的那段长度为1的投影,而B君则感觉到其在y轴上的长度为2的投影。
因为A和B生活在不同的两个“世界”里,所以他们的感觉是不一样的
但事实上,“真实的”矢量只有一个,它是A和B所感觉到的“叠加”
作者: 我思故我_在 封 2006-8-30 20:56 回复此发言 删除 --------------------------------------------------------------------------------5 埃弗莱特的量子多世界理论 我们的宇宙也是如此。
“真实的,完全的”宇宙态矢量存在于一个非常高维的希尔伯特空间中,但这个高维的空间却由许许多多低维的“世界”所构成(正如我们的三维空间可以看成由许多二维平面构成一样),每个“世界”都只能感受到那个“真实”的矢量在其中的投影。
因此在每个“世界”看来,宇宙都是不同的。
但实际上,宇宙波函数是按照薛定谔方程演化的叠加态。
但还剩下一个问题:如果说每一种量子态代表一个“世界”,为什么我们感觉不到别的“世界”呢
而相当稀奇的是,未经观测的电子却似乎有特异功能,可以感觉来自“别的世界”的信息。
比如不受观察的电子必定同时感受到了“左缝世界”和“右缝世界”的信息,不然如何产生干涉呢
这其实还是老问题:为什么我们一“观察”,量子层次上的叠加态就土崩瓦解,绝不会带到宏观世界中来
非常妙的解释是:这牵涉到我们所描述“世界”的维数,或者说自由度的数量。
在上面的例子中,我们举了A和B分别生活在x轴和y轴上的例子。
因为x轴和y轴互相垂直,所以A世界在B世界上根本没有投影,也就是说,B完全无法感觉到A所生活的那个世界究竟是怎样的。
但是,这是一个非常极端的例子,事实上如果我们在二维平面上随便取两条直线作为“两个世界”,则它们很有可能并不互相垂直。
态矢量在这两个世界上的投影在很大程度上仍然是彼此“相干”(coherent)的,B仍然能够在很大程度上感受到A世界的观测结果,反之亦然(参见附图)。
但是,假如不是2维,而是在很多维的空间中,我们随便画两条直线,其互相垂直的程度就很可能要比2维中的来得大。
因为它比2维有着多得多的维数,亦即自由度,直线可以寻求在多个方向上的发展而互不干扰。
如果有一个非常高维的空间,比如说1000亿维空间,那么我们随便画两条直线或者平面,它们就几乎必定是基本垂直了。
如果各位不相信,不妨自己动手证明一下。
在双缝实验中,假如我们不考虑测量仪器或者我们自己的态矢量,不考虑任何环境的影响,单单考虑电子本身的态矢量的话,那么所涉及的变量是相对较少的,也就是说,单纯描述电子行为的“世界”是一个较低维的空间。
我们在前面已经讨论过了,在双缝实验中,必定存在着两个“世界”:左世界和右世界。
宇宙态矢量分别在这两个世界上投影为|通过左缝> 和|通过右缝>两个量子态。
但因为这两个世界维数较低,所以它们互相并不是完全垂直的,每个世界都还能清晰地“感觉”到另外一个世界的投影。
这两个世界仍然彼此“相干”着
因此电子能够同时感觉到双缝而自我干涉。
请各位密切注意,“左世界”和“右世界”只是单纯地描述了电子的行为,并不包括任何别的东西在内
当我们通过仪器而观测到电子究竟是通过了左还是右之后,对于这一事件的描述就不再是“左世界”等可以胜任的了。
事实上,为了描述“我们发现了电子在左”这个态,我们必须动用一个更大的“世界”,叫做“我们感知到电子在左”世界,或者简称“知左”世界。
这个世界包括了电子、仪器和我们本身在内,对它的描述就要用到比单个电子多得多的变量(光我们本身就有n个粒子组成)。
“知左”世界的维度,要比“左”世界高出不知凡几,现在“知左”和“知右”世界,就很难不互相垂直了,这个戏剧性的变化在于拥有巨大变量数目的环境的引入:当电子层次上的量子态叠加被仪器或者任何宏观事物放大,我们所用于描述该态的“世界”的维数也就迅速增加,这直接导致了原本相干的两个投影变成基本垂直而互不干涉。
这个过程叫做“离析”或者“退相干”(decoherence),量子叠加态在宏观层面上的瓦解,正是退相干的直接后果。
用前面所引的符号来表示可能会直观一些,在我们尚未进行观测时,唯一的不确定是电子本身,只有它是两个态的叠加。
此时宇宙的态可以表示为: (a|通过左缝> + b|通过右缝>)×|未进行观测的我们>×|宇宙的其他部分> ×号表示“并且”(AND),这里无非是说,宇宙的态由电子态,我们的态和其他部分的态共同构成。
在我们尚未进行观测时,只有电子态处在叠加中,而正如我们讨论过的,仅涉及电子时,这两个态仍然可能在另一个世界里造成投影而互相感觉。
可是,一旦我们进行了观测,宇宙态就变成: (a|通过左缝>|观测到左的我们> + b|通过右缝>|观测到右的我们>)×|宇宙的其他部分> 现在叠加的是两个更大的系统态:“|通过左缝>|观测到左的我们>”和“|通过右缝>|观测到右的我们>”,它们可以简并成|我们发现电子在左>和|我们发现电子在右>,分别存在于“知左”和“知右”世界。
观测者的“分裂”,也就在这一刻因为退相干而发生了。
因为维数庞大,“知左”和“知右”世界几乎不互相干涉,因此在这个层次上,我们感觉不到量子态的叠加。
但是,作为宇宙态矢量本身来说,它始终按照薛定谔方程演化。
只有一个“宇宙”,但它包含了多个“世界”。
所谓的“坍缩”,只不过是投影在的某个世界里的“我们”因为身在此山中而产生的幼稚想法罢了。
最后要提醒大家的是,我们这里所说的空间、维度,都是指构造的希尔伯特空间,而非真实时空。
事实上,所有的“世界”都发生在同一个时空中(而不是在另一些维度中),只不过因为互相正交而无法彼此交流。



