探索量子力学 —— 也许是冥冥中的因果关系

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昨天和老公一起踩林间小路,带上我家狗儿子,我们走了9英里路,按照1英里大约为1.6公里,全程走下来也大概有14.4公里长。那么长的路,除了停下来拍秋叶,偶尔吼吼狗儿子不要跑太远,就是东聊西聊了。

本意是想记录我们散步时聊的一个话题——量子力学。可想到碰巧读文章的人,或许感到奇怪,​怎么会想聊这个生僻话题,那直接关联是我在一周前开始读刘慈欣写的《三体》,里面涉及不少和量子力学有关的内容。​

为什么想和老公聊起呢?

因为每次欧洲的粒子碰撞机有新的突破,他都会特兴奋的和我描述下。我知道他一直有跟进这方面研究的内容。还是几年前,他就推荐我读《Deep down things》,2004年加州大学的物理教授写的一本粒子物理的著作。刚刚Google了一下,目前还没有中文译本。

当时因为自己博士都忙不过来,就没太在意。直到上周读《三体》,一股劲读了第一本书的前半部分,我强迫着自己先放下来,补点量子力学 / 粒子物理的知识,哪怕能边读背景知识,再边读小说也行。

于是,前几天我问老公,有哪本好书能推荐吗?

他提起了《Deep down things》,告诉我是本紫色封皮的书。

我在书柜上翻,怎么也找不着;在书籍杂物箱里翻,也找不着。求助老公,结果,他在我的背包里找到了。原来,两个月前我们野外出行那会,我带上了那本书,一直都在背包里。当时我也问他,推荐一本对你影响比较大的书给我读读。书是带上了,可野外出行几乎一点儿空闲的时间都没有,竟然也就忘记了。

01

不知道大家读《三体》,对哪部分内容最感兴趣?我呢,是书中提到的质子对撞、宇宙射线、物质和反物质这些内容。于是有了前面提到的《Deep down things》。

我爱问“为什么”,这个“毛病”似乎随年岁加增了。昨天边走边自问的是,我是什么时候开始对量子力学感兴趣的?

我的专业都和理论物理似乎搭不太着边,我是做环境工程的,大学时的物理课是结构力学。充其量就是牛顿力学和基本数学的结合;我的研究也是宏观的,是外在的形态结构,不管内在的分子作用。

记得05年,和辛松歆和林嘉伟搭伙做数学建模,后来我们三人坐着火车去南京,当时好像是松歆在读《时间简史》,边读边发出赞叹加惊讶的声音,那时我也并不在意。

大概可以把因为自身喜欢的因素撇开了。那还得是遇到老公。他是学地质的,必定要学Geophysics(地球物理学),他的专业和基础物理得比我更接近些。

我们结婚后不久,我发现每当电视播Futurama(中文译名:飞出个未来),他都会看。起初我觉得这就是一部制造粗糙的外国动画片;画风画质和年轻时看的日本动画片根本没法比。后来他说服我,和他一起从第一集开始看起,再做评论。

我的确错了。Futurama已成为我最喜爱的动画片,无论从天马行空的想象力或是人物之间的人文关怀,都胜出任何一部我看过的动画片。里面还有不少的时空旅行、也出现平行宇宙。可能就是从那个时候开始感兴趣的。

02

兴趣归兴趣,不一定会促成我想去读文字。可偏偏,几个月前,我介绍老公美版的知乎网站——Quora。『这里作了修改』他第一个提问的问题是涉及这方面的,为什么放射性元素会不稳定?有兴趣读到问题回答的朋友可以点击问题,读到原问题的提问和回答。

也是知乎,让他萌发写一本由简到难的科普书的念头,可写到“粒子物理”这块就中止了下来,估计知识积累不够,由写书又变成读书。因为这一事件,他后来接连写不同题材的书,这是后话了。

回到《Deep down things》,我读得也慢,每天两三页的;不得不说,作者英文表述能力真棒!能看出他尽量地想把书写得通俗些,比如告诉读者,本书没有高深的数学,用到的只是几何图形的抽象数学;读者大概只要能看懂大小比例就行。讲到mass(质量)一词,也会补充和读者说,如果对这个词语不熟悉,将它理解为weight(重量)就行。

书是讲基本粒子,书的章节围绕宇宙中的四种力——重力、电磁力、弱核作用力和强核作用力——展开的。我也没有特别严谨地分开来用粒子物理(particle physics)和量子力学(quantum mechanics) 这两个词。量子力学是研究粒子的基础,不是物理学专业的我就把这两个词交替着用了。

03

“读它又是为什么?”

又是我在自问了。似乎归根到底,是内在的好奇心驱使;或者就用东方哲学,冥冥中有个因果关系,遇到了老公,就触发了这样的好奇。

其它不怎么冥冥的好奇,我想对能量的产生有更多的理解,像电磁能量这些的;我想读读抽象数学是怎么一回事,它又是怎么被量子物理使用的;我也想能更好地理解相对论,总觉得是似懂非懂之状态;感叹下生物体竟是由那么小的粒子组成的,有些地不可思议(纳米是10的-9次方米,原子的宽度是纳米的百分之一,原子核的宽度是纳米的千万分子一,超出了能直观理解的范围);还有就是探索下粒子物理和哲学了。

转述几天前读到的一位物理教授对时空旅行的看法。“我希望人类永远都回不到过去。如果能回到过去,对我来说,是挺可怕的事情。那将证明自由意志(free will)是不存在的,一切都是必然的决定性的后果。我更倾向自由意识的存在,我认为,今天不同的选择会对明天产生不同的结果,一切都不该是注定的。”

"文末福利" —— 我家狗儿子的照片



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