Sunday, February 3, 2013

能量仍然守恒,只不过从相消干涉处转移到相涨干涉处。物质波转移了就是物质转移了,这就是量子力学的乾坤挪移大法,用干涉效应把物质从一个地方移到另一个地方,这就是Lorentz 力的起源,原来电荷好好的走直线,可是由于磁场的存在,它的物质波的相位会发生一个改变,干涉效应就使得它被挪移到偏离直线的旁边去。因此什么是电磁场,电磁场就是能造成电荷改变相位的那个东西。好了什么是改变相位的群,那就是U(1),这就是为什么说电磁场是U(1)的

广义自由场
Generalized Free Field

整个事情是这样的。组长在豆瓣说漏了PRL的文章内容,我找到那篇文章,找到第一作者的名字的拼音,搜索出他的中文名,在人人上找到这个人。由此完成了对物理组组长的人肉搜索

学习,要永不满足!
看过程然学长的日志《答老马点名》,感触颇深。尤其“大家都因为喜欢物理而走到一起,又由于一些刻骨铭心的经历而决定留下”那句。庆锋和我走到了一起,却很有可能不留下,所以我的心久久不能安宁。使我留下来搞物理的经历很多,在以前的日志中介绍很多了,这里不再重复,只谈谈最近的感悟。
我觉得,理论物理中有很多激动人心的东西,但你由于种种原因而没有接触到。首先分析这种种原因有哪些,其次介绍理论物理中激动人心的东西。

1.为什么你接触不到那些激动人心的问题呢?应该有很多原因,比如燕大的工科环境使你逐渐背离了理科等,但我觉得更可能是因为应试教育的影响。你大一时还常看《霍金精品集》,后来越来越不关心前沿问题了,总以自己不懂为由推辞。实际上,尤亦庄学长对那些问题的回答只要有高中水平就能看懂。我想起了中国教育与美国教育的区别,这一点可以从面对前沿讲座时的表现看出来。中国学生过于强调基础扎实而不重视发散思维与创新,不关心与自己能力不太相符的“big problem”。实际上,正是这些前沿问题最能激发我们对于物理的兴趣
从五年级起,我养成一个“高攀”习惯。五年级看六年级数学,六年级看七年级的,七年级看八年级的,八年级买了一本《高中数理化公式定理大全》。写到这,必须提一提赵春晖。那时他对数学特别痴迷,初中就接触过微积分初步,高中时看高等数学、线性代数等,擅长用竞赛的方法解普通问题。这种做法深深影响了我。我也试着看大学物理,把竞赛的方法用到普通问题上。这样的好处是思路很宽,所以那时常常能高人一筹,因而自信心得到很大发展。当然,那时心态主要不是高人一筹,而是强烈的求知欲。我对于知识有一种痴心,甚至贪婪、疯狂的渴望。这个习惯一直保留至今,所以我一直在关心物理前沿。而越是关心那些“big problem”,对物理兴趣越浓。好奇心是针对于神秘现象和未知世界的。所以,我觉得你经常把自己禁锢在课程那个小圈子里,对物理的兴趣会衰减。高尔基有句话说,“我扑在书籍上,就像饥饿的人扑在面包上一样”,你体验过这是什么感觉吗?
2.理论物理中有哪些激动人心的问题呢?一个是那些前沿问题,另一是我学过而你没有学到得课程,比如四大力学。你因为不是物理系的,所以接触不到这些课程。这些课程中有很多激动人心的东西。比如,你知道电子波干涉实验吗?你知道热寂吗?
关注一些考试不会考到的课外知识很有必要。你看过费曼物理讲义吗?你经常看那些传统教材,结果就禁锢在里面,看不到外面的精彩世界。我中学时养成的另一个习惯是,看书时专门看那些大多书上没有、只在某些特别的书上才有的东西。比如,电子作用在自身上的力(费曼,第二卷28章电磁质量),不带电的中子为什么比带电的质子重?两个平行运动的电子之间有没有磁力呢?你知道光子静质量与平方反比率的关系吗?
你就满足于那些简单课程?你知道工科学生与理科的区别吗?理科总要追问为什么,而工科满足于会应用就行了。而一旦追问,就会一直进行下去,也许今天的问题要追溯到古希腊时代,天体的问题要追溯到原子核内部!
前沿问题到底有多么激动人心呢?举个例子:我问尤学长电磁场为什么是U(1)的?他回答如下:
你问电磁场为什么是U(1)之前应该先问,电磁场是什么?电磁场就是电场+磁场。那么你要继续问,电场是什么,磁场是什么?请注意,我很强调物理是一门实验科学,所以我希望你在思考任何问题的时候都能从实验出发。所以上面两个问题应该被翻译成:怎么用实验表明电场和磁场的存在,及其强度。那么就是要放测试电荷。电荷的在电磁场中的运动方式和自由空间中的匀速直线运动是不一样的。好了,这就是电磁场的定义。比较极端的说法是,电磁场什么都不是,它的全部意义就是去改变测试电荷运动方式,观察到这种改变,就是观察到电磁场。好了什么叫做电磁场是U(1)的,那就是说,物理学家给物质运动方式的所有可能发生的改变都编好号了,而且居然全部都是U群,有U(1),SU(2), SU(3)….电磁场是U(1),就是说电磁场就是那个能够使电荷的运动按照U(1)那种方式的变化的东西。什么叫做按照U(1)的方式变化?那就要问题,电磁场中的电荷到底和没有电磁场的电荷有什么区别。举出一个例子来。那么比如说,磁场中的运动电荷会受Lorentz力,轨道会弯曲。任何时候,只要你见到一个东西它居然不走直线,而是走着走着就弯了,你就说,啊,我看到了磁场。比如地球上有地转偏向力,也就是Coriolis力,北半球水流会左偏,这就是磁场,但这不是地磁场,而是一种更广意义上的虚拟磁场。再比如说,陀螺你放手以后不会直接倒下来,它会进动。本应该倾倒,却不倾倒反而拐个弯进动,这就同样属于走着走着就弯了,这也是磁场。好了,为什么一个东西会走着走着就走弯了呢?这就是相位在作怪。这里我要开始解释Lorentz力的起源。你要去想象这个问题,就知道它是很深刻的。书本上告诉你有Lorentz力,但是却不告诉你为什么有,Lorentz力的机理是什么。Lorentz力的微观机理就是物质波的干涉效应!波的干涉,知道吧。波的干涉有什么现象,有的地方会相消,有的地方会相涨。波是携带能量的,波一会儿消没了,一会儿又涨出来,那能量不守恒吗。不是的,能量仍然守恒,只不过从相消干涉处转移到相涨干涉处。物质波转移了就是物质转移了,这就是量子力学的乾坤挪移大法,用干涉效应把物质从一个地方移到另一个地方,这就是Lorentz 力的起源,原来电荷好好的走直线,可是由于磁场的存在,它的物质波的相位会发生一个改变,干涉效应就使得它被挪移到偏离直线的旁边去。因此什么是电磁场,电磁场就是能造成电荷改变相位的那个东西。好了什么是改变相位的群,那就是U(1),这就是为什么说电磁场是U(1)的。
怎么样?他告诉我的这些概念够神奇吧?像这样的问题有很多。比如刚才提到的“光子静质量与平方反比率”的关系。还有很多很多。
“大家都因为喜欢物理而走到一起,又由于一些刻骨铭心的经历而决定留下”,我想,你缺乏的正是这些刻骨铭心的经历——对问题的讨论。自从大二时,你就不愿意去“物理讨论会”了,大一刚建这个会的时候你是多么虔诚啊!转专业后,你有多长时间花在物理上?时间是无情的,哪怕再深的感情也会被它冲淡!
遇到难题是件好事,因为它总会激起好奇心,从而引领我们迷恋上某个研究领域,然后再也不愿意离开这个领域了……如果你还没有泯灭求知欲并且偏爱的是刨根问底、追究为什么的理科而不是满足于只知道是什么、会应用就行了的工科的话

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