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理查德費(fèi)曼傳標(biāo)注

2022-12-12 22:16 作者:阿強(qiáng)憨憨  | 我要投稿

費(fèi)曼與阿琳的愛情故事。


費(fèi)曼像寫下費(fèi)馬大定律的人,而戴森像證明費(fèi)馬大定律的人。

愛因斯坦,費(fèi)曼,伽羅瓦的相同點(diǎn),他們上學(xué)的時(shí)候并不要求所有的科目都優(yōu)秀,只把自己感興趣的學(xué)科及格就好。把剩余的時(shí)間和精力花費(fèi)在自己更加感興趣的事物上。


如果你能用幾種不同的方式將同一件事,完整地描述出來,卻不能立刻意識(shí)到這些描述指的是同一件事,那這件事很可能是很簡單的。有些已知的理論可以用不同的物理思想去表述,如果他們做出的科學(xué)預(yù)測是完全等價(jià)的,那么這些表述在科學(xué)上就是不可區(qū)分的。

然而,當(dāng)我們?cè)噲D以此為基礎(chǔ)向未知領(lǐng)域擴(kuò)展時(shí),在心理上,這些表述之間仍然有別。

這是因?yàn)?,根?jù)不同的物理思想,我們?cè)谠噲D理解未知事物時(shí)提出的可能修正的類型也不同。



最小作用量原理闡述的是先計(jì)算在任何時(shí)刻、路徑、每一點(diǎn)上物體動(dòng)能與勢能的差值,進(jìn)而將這一差值沿路徑相加,如果某一條路徑上的這一差值累計(jì)量小于物體延期,他可能路徑運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的積累量。這條路徑就是物體的真實(shí)運(yùn)動(dòng)路徑。換句話說,運(yùn)動(dòng)中的物體將會(huì)調(diào)整自己的運(yùn)動(dòng),使其動(dòng)能與勢能在平均意義上盡可能相近。


然而,拉格朗日對(duì)物理學(xué)的最大貢獻(xiàn),可能在于它重構(gòu)了運(yùn)動(dòng)定律。牛頓定律把物體的運(yùn)動(dòng)與物體所受的合力聯(lián)系在了一起,但是拉格朗日試圖證明,如果我們引入作用量,又稱拉格朗日量。始作用量最小的那條路徑,就是物體的真實(shí)運(yùn)動(dòng)路徑。而這一推導(dǎo)過程與牛頓定律是等價(jià)的。求最小值的過程需要使用微積分,其數(shù)學(xué)描述與牛頓定律完全不同。

然而,在費(fèi)曼看來,這兩種表述在數(shù)學(xué)上是等價(jià)的,盡管他們?cè)谛睦砩襄娜挥袆e。


值得一提的是,費(fèi)曼和維爾頓試圖將量子力學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)方程薛定諤方程與愛因斯坦的狹義相對(duì)論結(jié)合起來,以確定氫原子中的電子能級(jí)。這樣做的結(jié)果是,他們重新發(fā)現(xiàn)了一個(gè)已經(jīng)廣為人知的方程。克萊因戈登方程。



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觀察者效應(yīng)。

如果電子的行為對(duì)測量十分敏感,也就是說測量改變了電子所處的狀態(tài),那么我們會(huì)得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這類實(shí)驗(yàn)中最著名的一個(gè)采用了像帶有兩條狹縫的墻壁發(fā)射電子的辦法。

墻壁后面是一個(gè)閃爍平,像老式真空管電視機(jī)的屏幕一樣,當(dāng)有電子撞擊閃爍,平時(shí)被撞擊處就會(huì)閃亮起來。如果在電子離開電子園到他們撞上閃爍屏的這段時(shí)間內(nèi),我們不進(jìn)行任何測量,我們也無法分辨出每個(gè)電子經(jīng)過了哪條縫隙。我們只會(huì)在后面的閃爍屏上看到明暗相間的條紋圖案。光或聲波通過兩縫裝置后形成的那種干涉圖案一樣。說得更形象一點(diǎn),這種圖案類似于兩股水流交匯時(shí)所產(chǎn)生的起伏與平靜相間的圖案。令人吃驚的是在任何時(shí)候,即使我們每次像雙縫發(fā)射一個(gè)電子,這種圖案仍會(huì)出現(xiàn)。因此,這一圖案說明,從某種程度上說,電子會(huì)同時(shí)穿過雙縫,然后與自己發(fā)生干涉。乍看之下,這好像說明不了什么,于是我們略對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了一點(diǎn)點(diǎn)改動(dòng)。我們?cè)诿織l狹縫中各安裝了一個(gè)不會(huì)影響電子束的電子探測器,在向雙縫發(fā)射電子?,F(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn),任何時(shí)候,當(dāng)一個(gè)電子通過狹縫的時(shí)候,由且僅有一個(gè)電子探測器會(huì)發(fā)出信號(hào)。這樣我們就可以確定每個(gè)電子實(shí)際上經(jīng)過,且只經(jīng)過了一條確定的夾縫。

更重要的是,我們可以確定是哪一條狹縫。至此,一切順利,然而接下來,由量子力學(xué)產(chǎn)生的麻煩來了。在對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了上述看似無妨的修改之后,如果我們檢查閃爍瓶上的圖案,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)此時(shí)的圖案完全不同于安裝探測器之前的圖案。此時(shí)的圖案更像是我們用槍向雙縫墻后的屏幕上射擊子彈所留下的圖案。換句話說,閃爍屏上對(duì)應(yīng)于狹縫的位置上會(huì)留下兩個(gè)亮點(diǎn),其他區(qū)域卻是漆黑一片。所以,無論你喜歡與否,電子與其他量子物體的行為對(duì)于經(jīng)典物理學(xué)而言,如同戲法。他們可以同時(shí)處在不同的狀態(tài),只要我們?cè)谶^程中不去觀察他們。


有時(shí)候,在某一科學(xué)領(lǐng)域完全行不通的一些想法,最終可能成為另一領(lǐng)域的破冰利器。

我們將會(huì)看到,理查德費(fèi)曼,在電動(dòng)力學(xué)荒原上長途跋涉的過程中也伴隨著類似的事情。


如果你遇到了一個(gè)問題,為了真正檢驗(yàn)這一問題,你不能對(duì)真正的檢驗(yàn)這件事置之不理,你一定要算出一個(gè)數(shù)來。如果你不能踏踏實(shí)實(shí)地得出一個(gè)數(shù)值來,那么你與真正的答案之間便相去甚遠(yuǎn)。因此,貝特的態(tài)度永遠(yuǎn)是要把理論用起來。想知道理論是否有效,就要應(yīng)用理論。


量子計(jì)算機(jī)可以破解密鑰。


你的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力是什么?


物理思維的一點(diǎn),他們喜歡站在外星人的觀點(diǎn),看我們?nèi)绾谓忉屢恍┦挛铮热缛绾谓o外星人解釋右是什么。這是站得最高的位置了??吹靡彩亲钸h(yuǎn)的。


理查德費(fèi)曼傳標(biāo)注的評(píng)論 (共 條)

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