梦——无尽的星空

和我小时候想的很多问题一样啊

20# bearcat
　　人生苦短，一个人终其一生也不一定能在一个领域成为最权威的专家，何况人的求知欲无限呢？而且当你对一个问题了解得越深处，反正失去了那个神秘感，到头来其实终还是不知道它究竟是什么，而提问也就停止了……在标准大气压下水温达到１００度时为什么会沸腾而汽化呢？控制物质形态的温度又是什么？有些问题科学只是肯定却永远不能给出更本质的答案，我们也不觉这是一个问题……我不想做某一科目的专家，我想知道所有问题的答案，所以我看很多科普书，但不喜看那些生涩难懂的专业书籍。
　　我想很多人都就该有过这样的经历吧：看着一个复杂的文字，当你不去想他念什么和具有的含义时，有一刻你会突然发觉它变得很陌生，似乎你从来没学过这个字，虽然你每天都在用那个字，现在甚至会怀疑自己能否写出它来。还有大多数繁体字，我们虽然能轻易的读出来，却不一定可以写出来，你能说你已完全掌握了这个繁体字么？其实你只是“觉得”认识了而已。世上很多事物都是这样的，当你不去认为你看到的事物是自己所熟知时，你会发现一个未知的东西。有时候我会突然感觉这个世界到处都充满了神秘和新鲜的事物，为什么很多人都没有这种感觉呢？为什么小孩子总认为世界是神秘的，而长大以后有我们不懂的问题更多了，而那神秘感却不见了？世界永远是神秘的，只是不要用我们的所知去埋没她，这样我们才有提出更多问题。
　　存在那么多我用一生也无法完全了解的问题，我们注定要糊涂一世吧。

——牧夫论坛真是不同凡响呵，不但有思想深邃的哲人，而且还有情感细腻的诗人...

高中生有如此大的阅读量（自然科学），佩服！特别对于女生，更为难得。LZ在这方面的阅读量恐怕在我的2倍以上。

同意熊的观点，创新，特别是纯理论方面，感性很重要，有时候一个新的、伟大的发现完全靠的是感觉或灵感。但是我同样认为，对纯理论研究，理性同样重要。在打坚实的理论基础时，不易过于感性，需要培养严密的逻辑四维。

我想也许绝大多数科学家最早都是由科普读物而产生对科学的极大兴趣的，但有了一定的理论基础后，我发现，一般科普读物中都有大量不当甚至是错误的概念，这一方面可能是作者的水平，一方面可能是日常语言本身的局限性，很难清楚的表达方程式所表现的内容。如霍金的《时间简史》，里面也包含不当的表述。

一般日常语言表达思想比较模糊，而方程式一般很精确。对科学精确的理解还需专业的方程式。如LZ8L所述，电子能级跃迁伴随着光子的吸收或发射，不存在半个光子之说，是整数个光子是必然的，一般情况下，一个跃迁吸收或发射一个光子（应该没记错）。

其他的，熊说的够多了，我不再多弄斧了。

22# 紫月霓裳
正如那个圆周的比喻，往往我们知道的越多，神秘感反而不见减少，反而会增加。
学的越多，才越会发现自己的浅薄，才越能够进一步刺激好奇心。所谓学海无涯正是如此。

学习的目的不是成为“专家”，更不是想真的弄懂什么事情。因为我前面的帖子也说到了，真正的问题是没有答案的。
学习的目的是进一步的思考。
思考是有层次的。阅读了科普读物之后，你就能够开始思考很多问题；但是阅读了专业文献之后，你才能够开始把原来的问题升华到另一个层次去思考。
或者说，通过不断的学习，你可以不断的理解老问题，然后产生新的问题，刺激你去思考。

看得出来，你喜欢思考问题。
但是，如果你仅仅把学习停留在科普的级别上，你的问题就仅会停留在这个层次上无法理解。也不会有新的、更有味道的问题出现在你的头脑中。

你提到小孩子有很强的好奇心，而成年人没有。的确。可是为什么呢？
熊认为，小孩子刚刚接触世界，什么都是未知的，所以会提出各种问题，显示出极强的好奇心。而成年人已经熟悉了这个世界，在“了解”这个层面上讲，已经没有什么未知的东西了，所以看起来好奇心就消失了。
那么，保持好奇心的方法至少有一种：多接触从来没有接触过的知识和事实。如果这样做，好奇心会被重新刺激出来，你就会有更多的问题和更多的思考。

可是一个严重的问题是，人有一个共同的特点：对未知的东西除了好奇，还有恐惧。而且这种恐惧还会不断通过潜意识影响人的爱憎和判断，导致人不愿意接触未知的东西。
你曾被数学的复杂击败了一次或几次，于是觉得数学面目可憎，然后就不喜欢学，这样数学对你来说是一种未知的东西，人对未知的东西又有恐惧，恐惧又带来憎恶的感觉，你就会觉得数学越发面目可憎了，于是继续反感数学，继续……
这样的恶性循环在很多人身上不断的发生和发展。如果不走出这个怪圈，你就不会接触到很多未知的领域（因为那些领域的语言是数学），你的好奇心也终有一天会被越来越熟悉的生活所磨灭，成为了你眼中的“成年人”。

所以，一个聪明的人，要跳出这样的怪圈，要保持自己敏锐的头脑，就必须挑战自己，挑战对未知的恐惧。
数学不是天才的游戏，实际上，数学是勇敢者的游戏。

所以，还是那个建议：欢迎你跳出来，勇敢的迎接纯理科的深入学习。

24# positron
不小心惊动positron版， 我并不是否定理性与逻辑思维的重要性喔，不过感性与理性是看待问题的两个面吧，比如为什么别人不能发现广义相对论呢？只有像爱因斯坦这样同时利用感性的思维与理性推导才能发现广义相对论。而量子力学的本质同样不是逻辑思维可以理解的理论，为什么所有事物在微观上都转化以波函数的方式存在？很多理论物理学家也承认微观世界就是这样子，她并不是以理性的大脑能够理解的方式运转的。

24# positron  
而量子力学的本质同样不是逻辑思维可以理解的理论，为什么所有事物在微观上都转化以波函数的方式存在？很多理论物理学家也承认微观世界就是这样子，她并不是以理性的大脑能够理解的方式运转的。
紫月霓裳 发表于 2009-4-8 18:05

                               
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红字的部分是谁说的？科普书吧，那这就是你不求甚解的问题了。

十几年前，熊以类似的问题问张景波：世界上的东西的运动都是以波函数的形式用随机的概率去解释吗？他直接告诉我，这是个伪问题，因为目前理论物理的主流理解并不是波函数（那只是一个单粒子近似而已），用来描述那些微观行为的数学模型是“态矢量”。
至于什么是“态矢量”，直到大约十年之后我才慢慢的理解。
当然，你也可以把“波函数”简单的替换成“态矢量”，重新的问这个问题。不过，这样的话，你知道你在问什么吗？

其实，熊从一些比较深入的知识（仅比你略多学过一点而已）出发，可以看到你的问题中大部分都是伪问题。如果你学的更多些，你会自己发现这点，然后会问出更有水平的问题。
嗯，也许这么说你不会服气，那就举个例子来说：
“电子”不是说那儿有个东西叫电子，“波函数”也不是说空间中就弥漫着一个概率分布，这些理解是科普级别的理解。
实际上，“电子”、“波函数”都是数学模型，根本不是实际的“东西”，也不是什么“存在形式”，它们只是人类解释和预测世界的一种数学技巧而已，不具备任何“客观实在”的含义。
当你把这里面的数学和逻辑的东西吃透，你就会发现，真正的问题不在这里，而在另外的地方。

红字的部分是谁说的？科普书吧，那这就是你不求甚解的问题了。

十几年前，熊以类似的问题问张景波：世界上的东西的运动都是以波函数的形式用随机的概率去解释吗？他直接告诉我，这是个伪问题，因为目前理论物理的 ...
bearcat 发表于 2009-4-8 21:26

                               
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请教熊哥哥两个真正的问题吧：
　　记得从前看一本书《光与物质的奇异性》中描述个光子经过镜面反射的现象，在微观尺度光子会沿所有可能的方向传播，好像是用矩阵算法计算光子沿不同路径至最终反射方向的概率吧，比如假设入射角为４５度，其中９５％以上光子其反射角也会是４５度，而有个别光子会反射至其它方向，而且遍布在任何可能的方向上。那么只挑选出那个反射至可能性极小方向上的光子来看，是什么决定它反射至那个方向呢？一个无美的解释是多宇宙理论，就是说单个光子在任何时候都会走过所有可能的路径而并不是我们所见的那一个路径。而我们之所以看不到它走入其它路径是因为时空存在着第五个维度，它与我们四维时空垂直方向存在，那个光子所走过的所有路径都存在于那无数个平行宇宙中。你是否相信这个理论呢？另外除此之外你认为还有其它更好的解释么？

　　还有一个就是利用粒子半衰期做的实验，在一般情况下在一定时间内一种粒子会有一半左右衰变为另一种粒子，而当把这些粒子放入一个完全封闭的容器时（去掉观察者），经过相同的时间同样的粒子却只有个别粒子发生了衰变。这又是为什么呢？物质衰变难道真的与我们的意识相关么？
　　这些都是从科普书上看到的，而且是一两年前看的，细节记不清了，可能有描述不对的地方，不过大概意思是这样吧。熊哥哥是物理专业的，自然比我懂得多了，请问以你更资深的视角看来这两个实验更本质的问题在哪里呢？

24# positron  
为什么所有事物在微观上都转化以波函数的方式存在？ ...
紫月霓裳 发表于 2009-4-8 18:05

如果有科普书中这么写，那这本书基本上可以仍垃圾桶了。如果要这么说，那海森伯还要说“所有事物在微观上都转化以矩阵形式存在”呢。

不是说微观粒子以波函数或其他什么形式存在，而是波函数可以描述微观粒子，如求解氢原子的薛定谔方程，可以得到电子能级，结果和试验结果符合的很好。而量子力学还有其他表述，如矩阵力学、路径积分。

至于什么是波函数，概率诠释认为波函数的模平方代表概率密度。如果说微观粒子以概率形式存在，要靠谱的多。

量子力学只能解释很浅的东西，或者说只能求解一些问题，描述一些过程，无法解释粒子的存在（产生、湮灭），进一步的解释需要用量子场论。量子场论将粒子看作是各种场的激发，如规范场、矢量场、标量场等，分别对应规范粒子、矢量粒子、标量粒子等。正如熊所说，这些都是一定的数学模型，你可以用其他的模型解释这些东西，例如弦。

至于这些模型表达了什么意思，这是更深层次的问题，可以赋予它们一定是物理意义，或者你可以上升到哲学高度，但这就可以仁者见仁智者见智了。对我个人而言，我喜欢称其为方程式的物理意义， 而尽量避免用哲学这个词。

另外，惊动我这话，大可不必。我和熊应该说是同行，他感兴趣的东西我也感兴趣，这很正常。

前一个问题：

多宇宙的说法在主流学界没有市场，实际上，深入的理论工作者不会认为这是个问题。
原因很简单，问题的概念有错，自然问题就不成立。
“一个光子”、“那个光子”……这样的概念在量子场论被理解之后就不存在了。或者说，这些是科普级别的概念，是不严密的、甚至是不合理的概念。

纯逻辑的去想，你怎么分离出一个光子？你怎么区分这个光子和那个光子？
也许你读的科普读物中提到了“微观粒子的全同性”这个性质，这可以作为一个思考的前提。实际上，这个性质暗示着“‘一个粒子’的概念是个不合理的概念”。我们只能说“场的性质可以在某些情况下用单粒子近似来处理”，而说“实际上存在那个作为近似模型的单粒子”是错误的。

那么，“追踪一个粒子的轨迹”就更不合理了。
实际上，物理学只需要从能够观测到的东西出发，我们没有必要也不可能追踪一个不存在的东西的轨迹。那么，这个问题实际上是伪问题。

因为很多拙劣的科普作者只深入的学习过牛顿力学（也许还没那么深入），所以他们的语言是基于牛顿力学的。实际上，真正要理解微观世界，我们需要另外一种语言体系，目前这个语言是量子场论。

当然，表达量子场论的更基础的语言是数学（其实牛顿力学也是，不过是数学的不同分支）。
也许我们可以用普通的汉语表达出微观体系的一部分性质，但是你要注意，我们的汉语中所有概念和“言外之意”都是基于现实生活中熟悉的事物的，所以对于我们完全不熟悉的微观世界，汉语（当然，英语也不会更好）有些力不从心，有些东西难以表达。
当你开始品尝到（场论）数学的味道的时候，你会发现，基于数学语言去品味物理学要比基于自然语言要更清晰明了。


后一个问题：

其实这个问题在熊看来也是类似的毛病，出发点就不对。

还记得“真空中的球形鸡”的笑话吗？不知道就去google一下。
物理学的研究往往是希望把研究对象尽可能的简化，所有的系统都最好是孤立系统。显然的，把这种简化模型直接拿过来放在一个复杂的环境中，肯定是要出毛病的。
你提的这个（这类）问题其实是故意模糊了孤立系统和开放系统的概念（就是说测量活动是放在系统内还是系统外的问题），当然会得到奇怪的结果。所以，这个问题不是个问题，而是个结论：研究量子态的坍缩必须在非局域的开放系统中研究。

这个结论早就是科学界的共识了，但是很可惜，无数没有能力理解这个本质的科普作家还在玄之又玄的拿来胡写——他们自己都不知道自己在写什么。其实这玩意儿跟什么唯心主义唯物主义完全不沾边！

顺便说，在较复杂的系统中研究量子态的坍缩，是个在数学上很难的事情。目前很多研究量子信息方向，包括纠缠态等现象的人在做这方面的初步研究。
要彻底的理解“坍缩”，需要深入的了解他们的工作。嗯，熊不是做这个方向的，不敢乱说了。

22# 紫月霓裳
正如那个圆周的比喻，往往我们知道的越多，神秘感反而不见减少，反而会增加。
学的越多，才越会发现自己的浅薄，才越能够进一步刺激好奇心。所谓学海无涯正是如此。

学习的目的不是成为“专家”，更 ...
bearcat 发表于 2009-4-8 12:07

                               
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　　熊哥哥总是勉励我一心向学喔，是恐我入了旁门吧。
　　对于数学我是真的乏力呀，不怕大家笑话，我初一期中考试数学就是５６分……  虽然后来慢慢努力补回来了，不过直至现在高数考试也只在及格线边缘，可能真的是天份不够吧，不是每个人都能做得数学家的……

32# 紫月霓裳

高数考试？
你已经上了大学了吗？呵呵，学什么专业啊？
我记得你去年还是高中生的啊。

31# bearcat
　　原来这些量子力学上的疑难在熊哥哥眼中都化作了伪问题，虽然你打了半天字恐有与牛抚琴之嫌 ，不过听起来似乎没有问题了……不知有没有最新的量子科普专门讲解波函数坍塌与量子纠缠态呢？

33# bearcat
不是呀，我们的数学老师是副校长，还在我们课程里安排了一部分高数内容，不知怎么搞的，头疼呢。

成绩不是什么严重的问题。

说实话，熊高中第一次数学摸底考试只有59分，当时倒数第二名是80多分……几个月后的期中考试在班里得第二名时，被班主任拉到办公室逼问是不是作弊了……

熊本科和研究生阶段大部分课程都在及格线上晃悠，还有一门数学课不小心挂了。
当然，这与熊的学习习惯有关：熊基本不去上课——这个你别跟熊学！

熊的观点：
很多课程光靠听课是不够的，尤其是数学课，非得用到的时候才能够深刻理解。
熊是在做物理问题的时候遇到数学问题，然后再自己重新学数学，这时候才发现数学的很多本质的东西。
熊在《群论2》课挂掉之后问导师：“您当年是怎么学群论的？”。他说：“我当年没学过群论……那种东西，需要的时候随便看看就会了嘛。”——现在想想，还真是这么回事。

所以你也可以试着学一些物理，比如四大力学（如果你已经上大学了，无论什么专业），你会发现在学习物理的过程中，通过查找一些数学书，你就会自然而然的学懂数学。

31# bearcat  
　　原来这些量子力学上的疑难在熊哥哥眼中都化作了伪问题，虽然你打了半天字恐有与牛抚琴之嫌 ，不过听起来似乎没有问题了……不知有没有最新的量子科普专门讲解波函数坍塌与量子纠缠 ...
紫月霓裳 发表于 2009-4-9 14:16

                               
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别太好高骛远，一步一步踏实的来。
理论物理学的科普几乎是不可能的任务：在（数学）语言的限制下，懂行的往往都是茶壶煮饺子——道不出来。

实际上，“听起来似乎没有问题了”，（值得思考的）问题还很多、甚至更多，可是很难在论坛上用自然语言说清楚。

33# bearcat  
不是呀，我们的数学老师是副校长，还在我们课程里安排了一部分高数内容，不知怎么搞的，头疼呢。
紫月霓裳 发表于 2009-4-9 14:20

                               
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哦，这样啊。
忽略这个课程就是了，反正高考也不考。而且最关键的是：熊不相信高中数学老师能讲明白高数。
不是我小看他们，而是数学课必须和其他应用数学的课程配套讲授才有意义：居高临下形而上的讲极限、微分……很难把精髓讲出来。

嗯，所以呢，如果你要学好高数也不难，只要你自己有配套的课程就好啦～
我的建议，随便找本物理学的书自学一下，嗯，任何一本《力学》教材就好。也许赵凯华、罗蔚茵的《新概念力学》是这类教材中讲授比较通俗易懂的（但也是稍微另类的。所以选部分感兴趣的章节看即可，尤其是前几章，全学懂目前不太现实），各大书店均有销售。
在力学的框架下，有了实际的应用，涉及到的数学方法就自然的有了背景，也就看出了它的意义。
具体来说，一般的力学教材中会涉及到：微积分、矢量计算、解析几何等数学分支，而这些内容都不超过《高等数学》的范围。

嗯，总之，学习《力学》会大大的帮助你学习《高等数学》。

呵呵，许久没来，看到老朋友们讨论热情很高涨..................进来打个招呼、凑凑热闹，大家继续哈