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凝音

第六十三章:量子

凝音 宛若歲月 2000 2019-12-10 21:21:29

  ??yogurt yogurt yogurt

  a healthy food for body??

  exhibition exhibition exhibition??

  the accumulation of human wisdom??

  plant plant plant??

  grow up with healthy and strong??

  --^^Bonjour.Dienstag Nachmittag Tee??

  ??休息休息??(《Send to us.》):“太和”二字,從古至今,說(shuō)明著宇宙間的一切關(guān)系皆得到協(xié)調(diào)的意思。太,太極,宇宙萬(wàn)物之意;和,和諧,協(xié)調(diào)之境?!@周,司徒景蔓稱(chēng)之為每年的“洗衣周”,要把家里深秋初冬的衣服洗刷刷晾曬曬。再回去過(guò)冬至節(jié)春節(jié)前,把這些衣服整理好,是務(wù)必的生活小事。……坐在書(shū)店里“看書(shū)喝紅茶”精神充電的司徒景蔓靜靜地做著摘記。……“阿幕,你給我講講量子力學(xué)那些不可思議的奇異性吧……”,司徒景蔓好奇地問(wèn)著。“好,阿蔓,量子力學(xué)是一門(mén)描述微觀世界的粒子的行為的物理學(xué),它以驚人的精確性,準(zhǔn)確地描述了我們周?chē)囊磺校热缢忉屃嗽尤绾芜\(yùn)動(dòng),分子如何形成等等?!薄笆菄}?!薄癳mmm,上個(gè)世紀(jì),當(dāng)要將量子力學(xué)的原理應(yīng)用到場(chǎng),比如電磁場(chǎng)上時(shí),即便是那個(gè)時(shí)代最聰明的物理學(xué)家也感受到了極大的挑戰(zhàn)。在不懈地努力下,物理學(xué)家最終發(fā)展出了一個(gè)奇妙的理論量子場(chǎng)論QFT,它將量子力學(xué)從單一的局部粒子,擴(kuò)展成為到無(wú)處不在的場(chǎng)。阿蔓,你看,我們知道光即是電磁波,又是由粒子構(gòu)成的,這很令人困惑,但量子場(chǎng)論為我們提供了一個(gè)解答。用非常簡(jiǎn)單的語(yǔ)言來(lái)說(shuō),它是這樣的---根據(jù)量子力學(xué),一個(gè)場(chǎng)中的波不可能是任意弱的;相反,通過(guò)將大量的不可再分的小波疊加在一起可以產(chǎn)生一個(gè)大波,而粒子或多或少就是這種可允許的波中最弱的。量子場(chǎng)論還以統(tǒng)一的方式解釋了許多聽(tīng)起來(lái)像科幻小說(shuō)的概念,例如有的粒子具有反物質(zhì)粒子,其實(shí)就是同一種場(chǎng)中的不同類(lèi)型的波;粒子可以被創(chuàng)造和毀滅,變成其他類(lèi)型的粒子,即一個(gè)場(chǎng)中的波可以被轉(zhuǎn)移到另一個(gè)場(chǎng)中。這是已發(fā)現(xiàn)的17種基本粒子,從量子場(chǎng)論的角度看,我們會(huì)將它們看作是17個(gè)基本場(chǎng),例如電磁場(chǎng)也稱(chēng)為光子場(chǎng)、電子場(chǎng)、上夸克場(chǎng)、希格斯場(chǎng)等等。從場(chǎng)的角度觀察粒子,可以更容易地通過(guò)方程對(duì)粒子行為進(jìn)行定量描述。例如,若要描述光子的物理性質(zhì),就必須先寫(xiě)出支配它的電磁場(chǎng)的方程,而這是一個(gè)物理學(xué)家早就知道的方程,就是這個(gè)。其實(shí)呢,無(wú)需擔(dān)心這個(gè)方程中的符號(hào)都各自意味著什么,將它放在這里只是為了表明,利用這樣一個(gè)短短的等式,可以包含我們所知道的關(guān)于電磁學(xué)和光的一切?!谶@些長(zhǎng)長(zhǎng)的方程中,有的代表希格斯場(chǎng),有的代表輕子場(chǎng),也有的代表夸克場(chǎng)等等。想要理解這個(gè)方程的每一個(gè)符號(hào)的含義,需要受過(guò)專(zhuān)業(yè)的物理訓(xùn)練。但我們可以立馬了解到的是,這個(gè)方程與那張基本粒子列表一起,被稱(chēng)為粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型。這個(gè)復(fù)雜的等式實(shí)則包含了除引力之外的所有自然法則,想到這里,這樣的復(fù)雜性似乎也是可以理解。標(biāo)準(zhǔn)模型是迄今為止最成功的科學(xué)理論之一,它描述了所有已知基本場(chǎng)之間的相互作用。”“好,記住了,my personal computer.”“嗯,現(xiàn)在我們要用它來(lái)計(jì)算產(chǎn)生于場(chǎng)中的粒子的一些東西。例如,當(dāng)一個(gè)電子和一個(gè)正電子,也就是電子的反物質(zhì)碰撞時(shí)會(huì)發(fā)生什么?首先,我們從剛剛提到的描述光子場(chǎng)與電子場(chǎng)的相互作用的方程開(kāi)始……并將量子力學(xué)的規(guī)則應(yīng)用到這個(gè)方程中。從表面上看,它涉及到令人恐懼的數(shù)學(xué)計(jì)算,但才華橫溢的理查德·費(fèi)曼用一種巧妙的視覺(jué)方式來(lái)表達(dá)這些高深的數(shù)學(xué),那就是費(fèi)曼圖……在費(fèi)曼圖中,光子被畫(huà)成波浪線,而電子和正電子被畫(huà)成帶有箭頭的直線,箭頭表示負(fù)電荷的流動(dòng)方向。在線的旁邊有一個(gè)額外的箭頭,表示進(jìn)出粒子的運(yùn)動(dòng)方向……費(fèi)曼圖在計(jì)算中很有用,因盡管原則上必須畫(huà)出所有可能的圖形,并將它們?nèi)考悠饋?lái),但實(shí)際上最重要的往往是最簡(jiǎn)單的圖……我們?cè)賮?lái)簡(jiǎn)單了解一下兩個(gè)最重要的結(jié)論:對(duì)稱(chēng)和縮放。在物理學(xué)中,對(duì)稱(chēng)變換是一種對(duì)世界沒(méi)有可見(jiàn)影響的變化。例如,如果有人將整個(gè)宇宙向左移動(dòng)了幾米,或者將它旋轉(zhuǎn)了幾度,這是完全不可能被探測(cè)到的。對(duì)稱(chēng)性是量子場(chǎng)論中一個(gè)非常豐富的方面。例如,電荷的數(shù)學(xué)定義只是一個(gè)場(chǎng)在給定的對(duì)稱(chēng)變換中如何變化的問(wèn)題。標(biāo)準(zhǔn)模型中有許多的對(duì)稱(chēng)性,但希格斯場(chǎng)最終“打破”了原來(lái)的對(duì)稱(chēng)性。這就是希格斯機(jī)制,這一發(fā)現(xiàn)讓Peter Higgs和Fran?ois Englert獲得了2013年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)??s放在量子場(chǎng)論中也扮演著非常重要的角色,用來(lái)描述它的術(shù)語(yǔ)是重整化。當(dāng)我們放大或縮小時(shí),有的理論會(huì)改變它的外觀,所以兩個(gè)看似不同的理論可能實(shí)際上是同一個(gè)理論,之所以表面上看起來(lái)不一樣只是因?yàn)榭s放的程度不同而已。從數(shù)學(xué)上講,標(biāo)準(zhǔn)模型看起來(lái)是縮小了的,因此我們認(rèn)為它是某種未知的、更基本的理論的縮小版。大多數(shù)理論會(huì)在縮小變得不那么復(fù)雜。一個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)是,當(dāng)夸克和膠子的理論在縮小時(shí)會(huì)變得更加復(fù)雜,這也是2004年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)所授予的發(fā)現(xiàn)……”“咕嚕咕嚕,大帥,今天講得知識(shí)有點(diǎn)難度嘛,我開(kāi)始打瞌睡?!薄熬褪菫榱俗屛壹衣煤盟粋€(gè)美覺(jué),有難度才有高度才有好夢(mèng)嘛!”“嗯,好,那我們--晚安!”“ok,晚安!”……四季晚安,天地太極;春夏秋冬,德福兼?zhèn)?。你說(shuō),我是你人間的美德,炯炯光明;我說(shuō),你是我智慧的高度,形神兼具。好夢(mèng),晚安!^~^(2019.12.10點(diǎn)滴隨筆)

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