#物理学

OpenAI工程师翁家翌在下边的访谈里讲了两句非常有意思的话: 1. 每个人的命运是可以被预测的; 2. 上帝在宏观不掷骰子,而微观上掷骰子。 某种程度上,个人是很认同的。 "宿命论/命运可预测": 翁家翌认为每个人的命运是可以被预测的,这个世界是一个确定的世界,人类在宏观上是没有自由意志的,世界在宇宙大爆炸的时候就已经确定了。 这个立场本质上是物理学中的经典决定论,也就是拉普拉斯妖的思路:如果你知道宇宙某一时刻所有粒子的状态和运动信息,就能推演出整个过去和未来。从这个角度看,人的命运只是初始条件在时间维度上的展开,不可预测只是因为我们信息不够,而不是因为它不确定。 翁家翌作为做强化学习的人,会有这种直觉其实不奇怪。RL 本质上就是在一个由规则确定的环境里,通过行动和反馈的闭环来逼近最优策略。如果你把整个宇宙看成一个极其复杂的环境,而人只是其中的 agent,那“命运可预测”就变成了一个工程问题,而非哲学问题,只是算力和信息量的限制。 “上帝在宏观不掷骰子,而微观上掷骰子”: 这个观点上,他把爱因斯坦和哥本哈根学派的争论做了一个调和,而不是简单地站某一边。 微观掷骰子,这基本上是承认量子力学的实验事实。单个粒子的行为确实是概率性的,你没法预测一个电子具体会出现在哪,只能给出概率分布。这一点在实验上已经反复验证过,没什么好争的。 宏观不掷骰子,这才是他真正想表达的核心。意思是:当微观的随机性被大量粒子叠加、平均之后,在宏观层面上涌现出来的规律是确定的。 映射到人的命运上,他的意思大概是:你人生中每一个微小的决策瞬间,每一次神经元的放电,可能确实带有量子层面的随机性。但当这些微小的随机性汇聚成一个人几十年的生命轨迹时,大数定律把噪声给消除了,剩下的是一条由初始条件(你的基因、家庭、时代、性格结构)基本锁定的路径。 这个观点还有一层更深的含义:它解释了为什么“算命”这件事在统计意义上可能有效,但在具体事件上经常失败。 宏观层面的命运轨迹(大致会从事什么类型的工作、大致的人生节奏)或许是可预测的,因为它是由足够多的微观变量平均出来的。但某一天你会遇到谁、某一次会议会说什么话,这些微观事件里骰子还在转。 这不是那种粗糙的"一切命中注定"式宿命论,而是一个更接近统计物理的框架:自由意志存在于微观的每一步,但命运浮现于宏观的整条路径。 你可以选择今天吃什么,但你这辈子大概会成为什么样的人,可能在出生的时候就差不多定了。
背包健客
4个月前
Nature发文悼念杨振宁 全文翻译如下: 就像我们许多人会被自然界与艺术中对称图案的美感所震撼一样,杨振宁对物理学中的美感与对称性的作用有着深刻体悟。正是一项关于对称性破缺的研究为他赢得了声誉。 1956 年,他与理论物理学家李政道大胆提出,在物理学领域中,左与右存在根本性差异。他们预言,现实世界中的实验结果与镜像世界中的结果有时会有所不同。亚原子物理学实验很快证实了这一理论,1957 年,二人共同荣获诺贝尔物理学奖,成为首位华裔诺贝尔 laureates。 杨振宁的理论物理学研究跨越六十余年,足迹遍及故土中国与居住近 60 年的美国。他为自己的中国血统感到自豪,也感激美国让他得以发挥潜力,最终促成了两国间的科学合作。他享年 103 岁。 杨振宁对物理学与化学中对称性作用的兴趣,始于他在中国的童年时期。他的父亲拥有美国伊利诺伊州芝加哥大学的博士学位,时任北京清华大学数学系教授,正是父亲将对称性相关的数学知识介绍给了他。1937 年中日战争爆发后,杨家迁居中国西南部的昆明 —— 当时北京清华大学等高校的人员已疏散至此,并临时合并组建了联合大学。 杨振宁在这所联合大学获得学士学位,研究方向为分子对称性。随后,凭借清华大学的奖学金,他于 1945 年离开中国,追随父亲的脚步前往芝加哥大学,而吸引他的正是 1938 年诺贝尔物理学奖得主、核物理学家恩里科・费米的学术声誉。 他尤其推崇费米的理论研究始终以物理观测为导向的治学方式。这一特质贯穿了杨振宁的整个科研生涯 —— 从芝加哥大学到新泽西州普林斯顿高等研究院,他始终坚守这一原则。事实上,正是宇宙辐射中发现的不稳定亚原子粒子物理学谜题,让曾在芝加哥大学共事的杨振宁与李政道踏上了通往诺贝尔奖的道路。 他们意识到,若这些短寿命粒子衰变为更稳定粒子的过程违背了一种名为 “宇称” 的对称性(与空间反射和反转相关),这一谜题便可迎刃而解。尽管这一观点与长期以来的主流认知相悖,但两位理论物理学家发现,该对称性从未经过严格验证。于是,他们发表论文提出了验证方法:通过测量放射性原子核或短寿命亚原子粒子的衰变来证实(《物理评论》,T. D. 李、C. N. 杨振宁,104 卷,254-258 页,1956 年)。 1957 年初,三项实验均证实,这类衰变确实违背了宇称对称性,即左右对称性 —— 这一结果令所有人都倍感意外。 但杨振宁后来表示,这并非他最引以为傲的成果。1954 年,他与物理学家罗伯特・米尔斯运用对称性思想推导出一套理论,描述了亚原子粒子的部分基本行为。尽管他们的研究结果看似有趣却不完全符合现实 —— 因为该理论预言了一些不太可能存在的亚原子粒子,但杨振宁无法抗拒其核心思想的美感,最终决定发表这项研究(《物理评论》,C. N. 杨振宁、R. L. 米尔斯,96 卷,191-195 页,1954 年)。在随后的十年间,这项研究的重要性逐渐显现。自 20 世纪 70 年代起,杨 - 米尔斯理论成为粒子物理学 “标准模型” 的核心基础 —— 该模型描述了物质基本构成单元的行为规律。 1964 年,离开中国 19 年后,杨振宁加入美国国籍 —— 这一艰难的决定让他觉得父亲始终未能原谅自己。两年后,他出任纽约州立大学石溪分校教授。1971 年,随着美中关系改善,他自 1945 年离开后首次重返祖国。他会见了周恩来总理,并在两年后的访问中见到了中国国家领导人、中国共产党中央委员会主席毛泽东。这标志着他开始为中国的科研规划提供建议,并积极推动美中学术交流,例如在纽约州立大学设立奖学金,资助中国研究人员赴美深造。 1999 年,杨振宁从纽约州立大学退休;2003 年,在妻子去世后,他重返中国定居。2015 年,他放弃美国国籍,重新成为中国公民。他继续为中国的科技政策提供建议,但因反对在中国建造新的大型粒子对撞机(认为这笔资金更应投入社会议题或其他科学领域),与部分物理学家及相关人士产生了分歧。 杨振宁是一位沉静而勤勉的物理学家。他从不盲从热门课题,而是坚守自己的直觉。清华大学在他 90 岁生日时赠送的一份礼物,恰如其分地展现了他的研究广度:一个大理石立方体,其中四个面镌刻着他在物理学四个领域的 13 项重大贡献。他留下了一笔宝贵的科学遗产。
Stellato
5个月前
写了又删、删了又写的一段文字,想了想还是决定发出来。 杨振宁教授的成就,于社会、于民族、于吾等文明之贡献,在这里毋需篇章。漏夜不得昧时的一些思绪,在此写下,纪恩师杨振宁教授。 1938年,战火蔓延,山河动荡。我的太爷爷随校西迁昆明,在西南联大任教。 在那个烽烟与理想并存的年代,他的学生中有一位后来让他终生挂念的学生。这位学生就是我的一位恩师,杨振宁教授。 在所认识的人中,杨振宁老师是我有幸相会的伟岸,也是授益我一生的恩师。 我对杨老师的记忆,始于我爷爷与我父亲代代相传的故事,而故事最初的讲述者。自然就是我的太爷爷。 我对先生最初的理解是抽象而遥远的。 “华人第一位诺贝尔奖得主”这样的荣誉,在我的认知中缺乏实感,我只知道那是伟岸、是即使仰视也难以捉摸的高峰。 然而我对杨老师最初的印象,却是和蔼地很,与所熟悉的长辈们并无二致。真正逐渐意识到杨老师的工作,还是上了初中,开始有能力系统地学习物理以后的事情。到了九年级,在对万物之基本架构有了微不足道的理解后,我逐渐明白了这位老人的伟大。 那年初夏,我向母亲提出有机会想要拜访一下杨教授,于是便有幸称一句,杨老师。 清华院内那栋二层红砖楼是我多少有些熟悉的地方,我的太爷爷、爷爷、父亲,都曾在那栋楼工作过。而那次去到楼下,却感到陌生、甚至有些忐忑,因为这次是要去到杨老师的黑板前。 彼时的我虽然知道杨老师开过本科的课程,但自知无过人天资、也欠后天勤勉的我,此时就算有再多问题,也感到了一丝胆怯。 “我的问题会不会太低级?” “我连高中生都不是” “普朗克是怎么填补了克拉莫的理论框架” “牛顿力学体系的不完整性” …… 事实上我根本不是一丝胆怯,而是胆怯到不想迈开腿。此时的我唯一的想法便是随便寒暄几句草草了事。但是杨老师的一句话彻底打开了我的话匣子: “很好呀,大学物理就是很难的,里面有些东西我也会头疼”。 这位物理学的伟岸用一句善意的谎言安抚了那个紧张到几乎僵硬的初中生。 和杨老师的时间,与其说是上课,倒不如说是聊天,有时聊到兴起的日子里,晚上都要接着回去聊。涵盖的内容可谓天南海北,从吃饭的口味到研究橡皮擦的原子结构、从核废料的储存到电鳗对能量的利用,当然也有杨老师所熟知的一些研究。 作为我认识的人中极少数与爱因斯坦面对面交谈过的人,我与杨老师的对话往往三句话离不开那位物理学的伟岸。也正因如此,杨老师告诉我,他在见爱因斯坦时,紧张到说不出话。 宇宙之大、粒子之微、万物之多变、生命之动人。 杨老师的课,不在笔记与公式时间。而是在引领我如何探索、如何思考、如何在理性中保持感性。 物理与科学正是如此,是理性的、是真实的、却也是温暖的。科学是对理性追寻的极致,却也绝非是纸笔与枯燥公式的往复与纠缠。 我们之间所交流过的内容,在学术层面上,自然是因为我而“向下兼容”的。彼时的我,乃至现在的我,对物理学的基本知识水平与杨老师相比自然不值一提,但杨老师却乐于将复杂的微观物理关系用一两句话来讲明白。杨老师说话并不多,但每句话都很“在理”。 除了少数讲到热情所在时,大部分时间侃侃而谈的人总是我,哪怕是很多在现在看来滑稽的错误与发言,杨老师也总微笑着温和地来纠正。 我自知是辜负了杨老师的,被我占用的时间若是被老师用在别的地方,一定会对社会有更大的贡献。杨老师教会了我在探寻理性的路途上不忘感性、在探寻未知的虚无中不忘真实、在万物中不忘自我、在未来之路不问西东。 在杨老师的引领下,我对科学、对理性、对那个存在而又不存在的世界有着惊鸿一瞥。也正因如此,我无时无刻不清楚地意识到我们有多么渺小,而渺小的我们又有多么伟大。 杨振宁先生的成就,早已超越一切篇章所能记述。他的名字属于科学,也属于文明。我们要铭记的,不仅是他在物理学上的丰碑,更是那份谦逊与温度。 杨老师,永别了!
1️⃣黄纪苏译文《爱因斯坦的梦》连载 作者:阿兰・莱特曼 引子 远方某座带拱廊的钟楼刚刚响过了六次。有位青年蜷伏在桌前。他一早就来到办公室,此前又曾经历了一次大的震荡。他头发乱蓬蓬,裤子也太肥,手里攥着二十张皱巴巴的稿纸,那是他关于时间的新理论,准备今天寄给德国物理学杂志的。 城市的轻声碎语飘然而来。奶瓶磕碰了石头,马克特街的商店拉下遮阳篷,菜车缓缓行过街道,附近公寓里男女低声说话。 屋里渗进些微曙色,办公桌显得朦胧柔和,像挺大的一只动物睡着。除了青年的桌子摊满翻开的书籍,其它十二张橡木桌子上都井井有条地摆放着前一天的文件。职员们两小时之后来上班时,就知道先做什么。不过此时此刻,桌上的文件、墙角的钟以及门边秘书的凳子都还隐没在冥暗之中。此时此刻,只能看见青年蜷伏的身影和模糊的书桌。 据墙上那只看不见的钟,这会儿是六点十分。时间一分分流过,又不断有物赋形。这边现出一个铜纸篓。那边墙上冒出一个挂历。这儿一张全家像、一盒曲别针、一瓶墨水、一支钢笔。那儿一台打字机、椅上一件叠好的夹克。又过了一阵,满屋的书架浮出四壁的夜色。架上放着专利册子。有一项专利介绍某种新型钻机齿轮,其曲齿的设计可以减少摩擦。另一项讲的是种变压器,在供电变化的情况下能保持电压恒定。还有一种打字机,它的低速联动杆能够消除噪音。这间屋子充满了实用的思想。 外面阿尔卑斯山的峰峦开始在旭日中熠熠生辉。现在是六月下旬。阿勒河边一个船夫装好小艇,离了岸,顺阿勒街直下盖勃巷,去送夏季的苹果和浆果。一个面包师傅来到马克巷的店里,生着炉子,开始往面里加酵母。两个恋人相拥在努代克桥上,凝视桥下河水,充满渴望。一个男子站在雪夫劳勃街的阳台上,打量着粉红的天空。一个失眠的女人在克拉姆胡同溜溜达达,朝黝黑的拱廊里伸头探脑,读半明半暗中的招贴。 在斯帕雪街这狭长的办公室、这充满实用思想的地方,年轻的专利员依然蜷伏在桌前的椅子里。四月中旬以来的几个月里,他做了不少关于时间的梦。这些梦左右了他的研究,消耗了他的心力,使他恍然不知醒着睡着。好在梦已做完。他在许多个夜晚想象了时间的许多种可能的性质,其中一种看来是不可抵挡。不是别的性质不可能,别的性质也许存在于别的世界里。 年轻人在椅中移动了一下,等着打字员的到来,他轻轻哼起贝多芬的月光奏鸣曲。