Saturday, February 14, 2015

相对论刚体 风险、杠杆和信用, 金融系统内在滋生的风险,本质上是杠杆比过度的问题; 企业的信用, 企业要有现金流; 你有信用,我才杠杆, 透支就是杠杆。银行的存贷比,就是一种杠杆比例

黄奇帆:在全市金融工作会上的讲话



刚刚过去的2014年,重庆经济有六七个主要指标都处在全国前列。比如GDP增长率,工业增加值增长率,工业利润增长率,进出口增长率,商业零售增长率;还包括一些专业领域的指标,比如机场旅客吞吐量的增长率,汽车生产量的增长率,笔记本电脑的增长率,等等。这些重要指标,支撑了重庆经济持续健康稳定向好的发展,符合国家提出的追求效益、追求质量、调优结构的要求。  
取得这样的成绩,金融战线功不可没,实属难能可贵,值得倍加珍惜。去年,重庆金融工作成效显著,新增了5600多亿的社会融资,占到全国15万亿新增融资额的1/30。作为经济总量占全国的1/40、人口也占全国1/40的重庆,金融资金的供应能力达到1/30,对重庆经济强劲发展是一个很重要的支撑。与此同时,重庆的不良资产率大体上只有全国平均水平的1/3,不管是银行业、信托业、小贷担保业、网络金融业,各种门类的金融机构,重庆都是全国不良资产率最低的地方之一。这说明重庆金融是健康的,良性的。  
今天,我从三个角度谈一些看法:一是关于金融的定位。金融要为实体经济服务,为结构调整服务,为改革开放服务,为国家的战略方针服务。二是关于金融防风险。金融的风险主要来自三个方面:金融服务的对象,也就是产业发展要防风险,金融自身也要防风险,还要防范非金融的各种社会活动冲击金融业的风险。三是重庆未来几年金融行业的发展目标,要建设长江上游金融中心,建设内陆的国际化金融中心。  
一、关于金融的定位  
首先,说说金融的本质。就是三句话:一是为有钱人理财,为缺钱人融资;二是信用、信用、信用,杠杆、杠杆、杠杆,风险、风险、风险,实际上就三个词“信用”、“杠杆”、“风险”;三是金融不是单纯的卡拉OK、自拉自唱的行业,它是为实体经济服务的,金融如果不为实体经济服务,就没有灵魂,就是毫无意义的泡沫。在这个意义上,金融业就是服务业。  
具体来讲,第一个特点,为有钱人理财,为缺钱人融资。银行是干什么的?一方面,老百姓有钱存在银行里;另一方面,企业需要钱,银行就是在之间起着桥梁,起到中介和服务作用。保险是干什么的?保险实际上是人在健康、安全的时候,有余钱买了保险,发生生病、死亡等意外突发事件的时候拿来救急,这个过程是人自己给自己的一个平衡,当这笔钱放在保险公司,又可以为企业融资提供资金来源。证券市场更是如此,老百姓冒一定的风险投资买股票,取得回报,不管是赚的企业利润分配,还是股价差价,总之是为有钱人理财的一个桥梁。租赁也一样,一个企业没钱一次性投资10亿,就要借债,如果通过租赁,把一次性的巨额投资转化为日常的租赁费用,那么投资资本和资金就转化为租赁公司的资金,而企业不出这笔钱,摊入运行成本,运行成本增加以后,少交一点所得税,或者产生各种各样的效益。这也一样起到为需要钱的人融资的作用。在座的都是金融业专家、ld,都明白这个金融的定位。我们有十几个金融品种,不管是直接金融系统的资本市场发债券、发股票,还是间接的金融系统商业银行或者非银行金融系统,都是各种理财方式、中介方式,本质上就是为有钱人理财,为缺钱人融资。  
金融的第二个本质,是信用、杠杆、风险。首先是信用。没有信用就没有金融,信用是金融的立身之本,是金融的生命线。金融的生命线,一种体现在是金融企业本身的生命线,金融企业本身要有信用;一种体现在与金融机构借钱的企业也要有信用;还有一种体现在老百姓在你这儿存款、投资的过程中,各种中介服务类的企业当然也要有信用。信用从哪儿来呢?对非金融企业来说,你跟金融单位融资,没有信用就无法融资,任何在这个问题上投机取巧的人,最终一定会受到惩罚。说我不要信用也能融资都是胡扯,离开金融本源的任何理论都是不成立的,这个本源就是两个字——“信用”,是金融安身立命之本。企业的信用在哪儿呢?第一,企业要有现金流,你向银行借1亿,银行就要审核这个企业每天、每月、每季度、每年现金流怎么样,现金流比利润还重要,哪怕利润很高,如果某一个月资金链断了,把你弄得崩盘了,后边哪怕有暴利,你已经死了,也没有用。所以,资本市场上考核企业的第一个信用就是分析财务报表里的现金流。第二,要讲企业的利润,我们说一年有1亿利润,10倍市盈率,股票市场价格可以值10亿,增长很高,市盈率30倍、50倍还有人愿意买,是买它的未来,因为利润增长很快,买了以后,过三年、五年,高增长率会把这个市盈率从30倍又降到10倍,我买的股票就赚钱了,总之和回报率有关。第三,和抵押物有关,如果回报率、现金流不大讲得清,但这个企业很重要,担保公司愿意为他担保,或者某个第三方企业帮他担保,担保物是充实的,银行当然可以照贷无误,如果万一企业不行,担保公司、第三方企业赔,只要这个事铁板钉钉,也是可以的,也是一种信用。第四,就是企业的高管人员,企业的经理是一个世界有名、中国有名、区域有名的非常实诚的优秀企业家,如果遇上金融危机,遇上特殊困难,暂时遇到困难,凭他个人信用的含金量,大家可以帮忙。另外企业的品牌等一些无形资产也是有价值的。  
这些都是一些金融学的常识,但人们往往不按常识做事。我们有时候说现在大数据分析,不管怎么分析,如果看不到企业的现金流,看不到企业的资本回报率,看不到企业的第三方担保,看不到企业非常实际的一些信用物,大数据分析就能把几百万、几千万借出去?我觉得这也会很荒唐的。我的意思说什么呢?如果直接了解企业这些相关数据当然最好,如果用大数据,网络的方法间接地、确切地了解企业的这些数据,也是一样的效果。但是,如果说大数据分析的结果是不需要有资本回报,不需要有现金流概念,不需要有担保物,也不需要有其他的信用物,那大数据就是赌博。所以,金融的本源其实并不复杂,如果一套说法说得把金融ABC给丢了,它哪怕再复杂再高端,也别信。金融的衍生工具也一样,有许多许多的衍生工具,但是不管什么衍生工具,总是能看到信用几个基本特征的痕迹,如果全部抛弃了,还原不了,根本搞不清了,那就是泡沫。美国2008年的金融危机就是这样,次贷产品本来是房地产商卖房子,不需要抵押物,零首付,不受制约,房价就会涨,涨了大家都赚钱。一旦这样的房子坏账,没有抵押物,全是银行背账,银行风险就大了,但银行不是想办法把次贷变成正常贷款,从抵押物上做文章,而是把这个次贷卖到股票市场,变成了CDS债券,这个CDS债券杠杆比到了1:40,雷曼兄弟公司40亿美元购买了1600亿美元的CDS。如果这个债券涨10%,他就赚400%,40亿美元变成160亿美元,如果跌10%,就立马崩盘了。总之,考核数据分析或者品种转换的根由,就是信用物。没有信用的一切金融都是假金融、伪金融,在重庆决不让它发展,这是常识。   
第二个就是杠杆。金融的特点就是杠杆,没有杠杆就没有金融。为什么要信用?因为信用是杠杆的基础,你有信用,我才杠杆,如果什么事都是1:1的,我拿100块给你,你就我给100块的货物,大家一手交钱,一手交货,就不需要信用了。一旦有信用,就有透支,透支就是杠杆。银行的存贷比,就是一种杠杆比例。有10亿注册资本,可以搞100亿贷款,资本充足率1:10,也是个杠杆比。租赁公司如果有50亿资本,可以搞500亿租赁,也是1:10的杠杆。搞期货一般是1:20的杠杆,5块钱的资金可以做100块钱的投资,如果做远期交易,1:5的杠杆,100块钱的交易付20%,半年以后货物到了再付剩余的,这中间也有个透支,是1:5。最近,股票市场搞融资融券,也是个杠杆比,你有100万的股票,跟证券公司可以融资也罢,融券也罢,借给你一定比例的透支,总之没有比例就没有金融。虽然这也是金融课堂的ABC,但是一切的金融风险都是背离了这些基本原理而所致的,所以这些基本原理要当真经来念,不管是行长还是科员,这个真经要天天念、月月念、年年念。所有的金融风险都是杠杆比过高造成的,没有杠杆比就没有金融,但杠杆比过高就产生风险。刚才我用了信用、信用、信用,杠杆、杠杆、杠杆,风险、风险、风险三个叠加词,就是用最土的方法引起大家的高度重视。一切金融的创新都是想方法把杠杆放大,一级杠杆1:3,二级杠杆再来一个1:3,整体系统叠加就变1:9,如果有三级、四级就更上去了,每一级都在策划杠杆比,一切金融危机的本质就是杠杆比放大,真正的智慧就是设计一个风险比较小的、有一定信用基础的、可靠的、不容易坏账的杠杆比,那才是智慧,是金融的精髓。  
我们说过分的杠杆比是一切坏账、一切风险、一切金融危机的来源,坏账是讲具体的一个企业,风险是这个系统体系发生的事,危机就是延伸到一个地区,一个国家,乃至整个世界的事。所有的这些,都和杠杆比、和风险没控制好有关系。解决金融危机的全部办法也就是三个字:“去杠杆”,不管是国家级的去杠杆,还是某个行业的去杠杆,还是某个企业的去杠杆,实质就这么简单。  
这是金融的第二个本质,风险、杠杆和信用。这三件事是互动的,信用高的风险当然就低,杠杆比一般也不会太高;杠杆比高的信用就会降低,风险也就比较高。金融专家、企业的创新都是围绕这三件事在运转,最关键的是要把握好一个度。  
第三个本质,金融的要义是为实体经济服务。记得邓小平老人家当年视察浦东,也就是1991年1月14号,大年初四,他说了一句话:“金融很重要,金融是现代经济的核心。金融搞好了,一招棋活,全盘皆活。上海过去是货币自由兑换的地方,今后也要这样搞,中国的金融要在世界上有地位,首先要从上海搞起。”这段话讲了三层意思:一是金融和各个行业的关系,一招棋活全盘皆活,是个中心。二是上海过去是货币自由兑换,以后也要这么搞,当时金融是管制的,贸易项下也不能自由兑换,老人家已经想到以后贸易项下自由兑换,今后要这么干。三是,当时人们认为北京是金融中心,上海不值一谈。老人家说中国的金融要从上海搞起,上海才真正敢把金融中心作为自己的奋斗目标。  
金融是现代经济的核心,这个核心是怎么形成的?要为实体经济服务,如果不为实体经济服务,这个中心就变成以自我为中心,就会异化为一个卡拉OK、自拉自唱、虚无缥渺的东西。金融只有在为实体经济服务的过程中,围绕着实体经济运转的过程中,才能成为中心。对此,w*s同志在当国务院副zl时曾说过,“百业兴,则金融兴;百业稳,则金融稳”,这两句话应该是金融界的戒律。我讲这段话,是让大家理解金融的本源,金融的三个要义。你哪怕成了大银行的老总,这段话也应该温故而知新,每当我们发生任何金融风险,无论是金融危机,还是一个企业破产倒闭,或者一个P2P跑路的时候,你都可以从这三个特征值里找到问题的本源。第三,要支持实体经济、工商企业特别是“三农”、小微企业发展。去年国务院专门发了支持小微企业、支持“三农”、支持实体经济的文件,国务院督查组还专门来重庆进行了督查。总体看,督查组认为重庆按照国务院要求做得比较到位。  
第四,要为调结构服务。“6+1”支柱产业要升级换代。电子信息产业几年时间做到了2亿台件的终端产品,生产量已经是全国之最。汽车去年生产了262万辆,也实现了全国排名第一。这些支柱产业升级换代的资金融通当然应该支持。重庆的支柱产业发展,我们是按照三种集群的理念来推进:第一种是产业链上游、中游、下游关联企业,整机厂、零部件厂、原材料厂一体化形成集群;第二种是同类型产品、同类型企业扎堆运作;第三种是生产******业和制造业企业形成集群互动。这三种集群背后体现的支柱产业,融通要给予支持。  
第五,凡是有利于重庆产业创新的,不管是工业创新,还是服务业创新,应多予以支持。我们现在讲的十大战略性新兴产业,其中集成电路、液晶面板、物联网、机器人、纳米新材料这五大类和现代信息活动有关,还有五大类包括页岩气、综合化工材料、新能源汽车、环保产业、生物医药。这十个方面去年是600多亿产值,今年预计1500亿,可以翻番的,我们希望五六年以后到1万亿。这不叫浪漫,是看得见,摸得着的。比如液晶面板,去年京东方330亿投下去,今年半年多时间可以做200亿产值,明年就是四五百亿。服务业领域,包括跨境电子商务、大数据、云计算类型的企业,或者是平行贸易、保税商品展示销售,实际上是欧洲等国外商品重庆卖,打破原来的商业进货渠道,通过保税区实行平行贸易,使得价格比国内的专卖店便宜,这是个创新,里边有许多企业是新冒出来的,也需要融资。  
二、金融业要防范好三类风险  
金融业防风险,最重要的是三个风险:第一个,是非金融的产业出毛病、产能过剩,但和金融系统有借贷关系,坏账冲击金融机构。第二个,是金融系统自身出毛病,自己不谨慎、行为不端或者经营有误造成了危机。第三个,既不是实体经济也不是金融系统出问题,而是社会上的地下钱庄、高利贷、乱集资冲击了经济,连带金融系统陪葬。这三类风险,都是zf、社会和各类金融机构要防范的。  
第一类是产能过剩。市场经济天然会创造产能过剩,因为市场经济中利润高的行业,大家会模仿跟进,供求平衡以后还会有惯性,就会产生过剩。过剩不可怕,市场竞争的优胜劣汰就是淘汰过剩的动力,良性的过剩是10%—15%,市场经济中每年有10%—15%企业发生倒闭,是优秀企业把差的企业挤掉了,别大惊小怪,这很正常。但只要过剩超过30%,全社会利润归零,到了40%几乎不会有企业能盈利。再优秀的企业也会跟着赔本,就会产生系统性风险。这是市场经济铁的法则。我经常听到有企业家说,即使有30%的过剩,只要我资本实力强、技术好、有经营能力,就有办法让这30%的过剩转给别的企业,自己能100%畅销,甚至还能提价,抱有这种“老子天下第一”的思想,最终是会惨亏的。  
工业领域,钢铁就是这样,现在10亿吨的产能,需求只有6亿多吨,产能过剩50%,所以全行业亏损。水泥、风力发电、光伏电池、有色金属、电解铝、氧化铝等十几个工业品也都过剩了。重庆2013年工业利润增长42%,去年又涨35%,效益比较好,固然有产品符合市场需求的因素,但很重要的原因是没有产生过剩。全国钢铁十年前1亿吨,现在10亿吨,重庆这十年没有增加1吨钢铁产能,还是600万吨。煤炭,十年前全国18亿吨,现在涨到40多亿吨,实际生产的有30多亿吨,重庆还是4000万吨没增加。如果在这些领域有产能过剩,就会产生大量亏损,抵消掉现在的许多利润。所以,按党zy、国务院的调控方针老老实实、实实在在、认认真真地干,超前谋划不会吃亏。大家一定要相信经济规律,要有理性思维。  
城市发展也有产能过剩。土地供应上,一个地方每平方公里城市建成区一般应该容纳1万人,100平方公里就是100万人,这样产城融合就比较繁荣。但如果一个地方只有50万人,土地开发了100平方公里,这城市不管造得多么繁华,晚上一定是空城、鬼城、死城,这就是过剩。所以,这十多年,我们始终坚持每平方公里1万人这一条基本规律。工业园区发展也有一个经验标准,每平方公里要有100亿产值,有1000亿产值就10平方公里,3000亿产值就30平方公里,不能拿30平方公里搞了500亿产值,那是糟蹋土地。这种过剩的不景气会像瘟疫,让所有来考察的企业吓得落荒而逃,最终害人害己,决不允许这么干。  
城市发展中,有六个类型要防止过剩。一是住宅。人均40平方米足矣。如果城市未来最终人口在1000万,住宅需要4亿平米,多了就过剩。有的地方人均80平米,肯定是泡沫一堆。二是写字楼。一个基本的经验,差不多2万GDP1平米。搞多了写字楼,最后不会有人办公。三是商铺。大体上,大都市2万零售额需要1平米商铺,区县城级差地租低,1万零售额1平米商铺。如果5000亿零售额,有1亿平米的商铺,供过于求,毛利付房租都不够,一定赔本。四是贸易市场。各个省模仿浙江义乌搞几个不是不可以,但义乌全国就一个,如果每个县都想搞一个小义乌,一搞就是几十万上百万平米,肯定门可罗雀。五是会展中心。一个千万人口的大都市有几十万平米会展中心是合理的,但是如果地市州和区县城搞几十万平方米的会展中心,那肯定会过剩,有的地方一搞还搞几个,每个都十几二十万平米,不可能有那么多展场来配置。六是城市综合体。如果一个城市建20个综合体,每个区县里都建两三个,一个区县才十几万人,哪有那么多消费?肯定也会产生泡沫。房地产资金消耗量大,一旦过剩,坏账都是金融系统的。有时候银行怕房地产商翘辫子,为了规避风险,把本来应该再贷给房地产商的钱收走不还,房地产商只能转向高利贷,很快就会翘辫子,这种击鼓传花也会造成不稳定。  
总之,对于金融系统来说,对产能过剩不能被动应付,应该有三种角度预测。第一是zf和研究机构,应该对这个地区的产能有客观的、理性的预测,提示和预警各类企业不要卷到过剩产业中去,然后拿出一些政策措施,有效地遏止过剩产能的蔓延。二是企业,该审时度势地分析自己所处的行业是过剩还是不过剩,过剩了就别一根筋地往里挤,要转向别的行业调整结构,别飞蛾扑火,珍惜自己的发展成果。zf只能算是第三方指导,企业可是实打实地把自己的血本赔光了,不划算。三是银行,不管是有zf指导,还是有企业预防,银行作为资金提供者,都应该有行业分析,要像投资银行分析股市、IPO上市企业尽职调查那样。如果银行都分析不了产能状况,那就是书呆子。金融为实体经济服务,你的服务对象搞不清,那还搞什么金融服务啊?这是第一类防风险,就是产能过剩怎么防,实际上就是“zf预测性指导、企业自身加强防范、银行给予帮助”。第二类是金融机构自身风险。金融机构的风险,本质上就是信用、杠杆、风险没控制好。杠杆比太高,最终就导致金融风险。2008年美国次贷危机发生后,“两房”按揭贷款从零首付变成了零按揭,由于两年零按揭,美国房地产走下坡路了。所以,奥巴马向美国国会报告,说零首付是次贷的原因,零按揭又把房产商憋死,能不能首付50%,还有50%按揭,2011年美国国会同意了。这几年,美国房地产又有所复苏,这就是杠杆比的合理利用。  
目前,金融系统内在滋生的风险,本质上是杠杆比过度的问题。具体表现有几个:一是整个信用风险继续上升,实体经济资金使用效益下降,杠杆程度上升。以前,一般一个地方GDP增长1块钱,要新增3块钱左右的融资。去年,全国GDP每增长1块钱,新增融资在3块多,还比较合理。但有的地方高达5块、6块、7块,就是说新增融资1000亿,GDP只增长两三百亿,这个杠杆比肯定有毛病。重庆还好,新增了2000多亿GDP,新增融资量5600亿,杠杆比是2.8块钱左右。二是产能过剩行业的金融风险集中暴露。去年以来,产能过剩行业的风险暴露、贷款积压,导致M2和M1整个资金周转速度都放缓,除120万亿的M2,M1接近40万亿,这是真正的资金,M1周转慢,比重就越来越大。三是地方zf债务清理带来的金融风险。对银行而言,地方zf债务清理的过程,会涉及金融系统各种各样的转账,杠杆比也是不一样的。在企业间市场和银行间市场发的债券,这是直接融资,比较清晰。这两种之外的债务,就是非标债务,其实是一笔糊涂账,包括信贷资产、信托贷款、委托贷款、存兑汇票、信用证、应收帐款、社会凭证以及再回购条款的股权性融资。虽然股权不是债务,但是过几年连本带息的固定回报收回,其实最终还是债务。还有,近一两年各种非标业务虽然形式翻新,但本质没变,比如银行将自有资金放贷、理财资金投资非标,最后变成银行存款,就稀里糊涂规避了监管,这个过程中金融杠杆比提高了,特别是非标准债务领域风险控制的流程内审不规范了。金融企业去杠杆、实体经济去杠杆,本质上是由银行、非银行金融机构以及直接金融系统一起操作。操作过程中,杠杆比高了,风险大了,但是利润利益的确多,不出风险侥幸赚暴利也是可能的,但人一有侥幸思想,就会不可控制地陷入进去,最后出事就在这个地方,我们要特别当心。从这个意义上讲,金融系统是最好的预测师,理应站出来提醒纠偏。  
第三类风险,既不是来自企业,也不是来自金融单位,完全属于非法金融活动造成的金融风险。主要包括这几个方面:第一种就是高息揽储乱集资,这种高息揽储不是小贷公司等经过“一行三会”允许的、有规范要求、有杠杆比调控要求的,而是社会上的一种瞎搞,后果不比杀人放火轻。zf以及公安、“一行三会”都要高度重视这个事。一旦在哪个区县发生,成千上万的老百姓卷进去,最后找不到事主就找zf。第二种就是民间的“老鼠会”、传销活动。第三种是民间的典当行、地下钱庄,高利贷公司。第四种就是不规范的P2P。今天《中国证券报》上的信息指出,P2P“类银行”模式遭疑了,从主要做小微贷款转为大额贷款项目,并开始大量起用银行从业人员,在风控手段上也逐步向银行靠拢。由于这种业务实际上没有真正的控制手段,所以就在上个月,全国的P2P问题平台达到69家,月发生率为3.9%。所以大家别以为P2P是创新,如果没有规范,宁可不创新。本人虽然很多事情都比较开放,但是在风险防控上属于保守型。2013年4月份,市工商局一个简报说沿海有三个P2P公司到重庆注册,当作新型金融机构落户重庆,作为成绩报给我。我看后,觉得这件事有很大风险,专门批了一段话,大致意思是重庆在P2P公司有关政策没有规范之前,一个都不许注册,别跟风就是雨,如果创新带来巨大的风险就要小心,这不叫创新,而是绝对的冒险,是不懂金融的本质。  
市zf作出明确规定以后,工商局最近做了一个很好的事,建立了五条防范风险的措施,非常到位,是真正动脑筋了。第一条,建立注册登记预警机制,实施投资资格限制措施。在工商登记注册系统中开发建设分析监控软件,通过系统识别与警示提醒,对同一个主体投资企业数量过多、某地投资者集中投资一个行业、某行业数量增长过快等异常情况进行识别和提示,加强事中事后监管的针对性,建立黑名单管理制度。第二条,加强网络情报监测力度,及时将涉嫌违法信息移送相关部门。依托工商情报信息工作平台,建立搜索非法金融活动数据模型,对全市网站、论坛、博客、微博进行24小时搜索监测,抓取分析网络上与非法金融活动相关的情报信息。第三条,主动开展拉网式清理整顿,及时发现涉嫌非法集资行为。对全市以个人名义开办的投资及投资咨询类市场主体,特别是外地人员在我市开办的,由各区县工商监管干部逐户上门排查并登记造册。建立排查台账销号制度。第四条,强化投资咨询类广告监管,及时清查取缔违法广告。对出现“无风险”、“高回报率”等内容的广告一律依法取缔。第五条,实施面对面行政指导,督促企业诚信自律。今天我很大篇幅讲这个,就是要提醒大家注意,要通过日常管理把好前道关,抓好预防体系,不要事后诸葛亮,几百万、几千万都被卷走了,再来处理就晚了。 三、重庆金融业发展的目标  
重庆市委、市zf考虑金融业发展的目标,就是市第四次党代会确定的2017年建成长江上游地区的金融中心。到2020年,我们希望不仅是国内的一个区域金融中心,也是一个和国际经贸交往有关联的金融中心。2020年以后,要跨越两个台阶:一个是建成国内的区域性金融中心,一个是国际国内都能够形成的一个区域中心。中心总有一些定性、定量的指标,大体上考虑了以下八个。  
一是金融机构众多。机构很少,规模很小,与金融中心不匹配。整个重庆有1200多个金融机构,去年增加了200个。目前,包括银行、保险、证券各种品种的外资金融机构200多家、中西部第一,其中外资银行有17家,也是中西部第一,这方面的量还要继续增加。  
二是金融规模增大。比如银行贷款余额去年过了2万亿,现在银行贷款和GDP比例是1.8:1。一般来讲,金融中心的银行贷款余额和GDP的比例至少2:1,像上海银行贷款余额和上海市GDP的比例差不多2:1,北京也差不多2:1,一般各省的银行贷款余额和GDP比例是1:1,再落后一点的地方,往往GDP100亿,银行贷款余额只有50亿,他的钱都被别的地方用了,地方越穷,钱越到外边去。重庆目前有一定的领先作用,但这个量还会继续发展,银行贷款增长率高于GDP增长率,到2017年可能变成2:1,甚至还高些。这时候,不是说银行贷款都用在重庆,重庆企业会在重庆借钱用到西南地区,形成金融辐射。同时,一般来讲,贷款多的地方存款一定多,届时存款可能和GDP是3:1。重庆这么一点GDP哪来那么多存款?就是将其他地方的存款拉过来。这个指标反映了金融的集聚和辐射力。  
三是金融业增加值占GDP的比重提高到10%。2013年重庆是8.4%,去年是8.6%,我们希望继续增长,到2017年达到9%以上,2020年10%以上。上海因为有证券交易所,金融GDP占比达到12%。北京有各大金融机构总部,金融GDP占比也高些,达到14%左右。重庆没有这些条件,自身金融体系发展如果能到10%,将是非常了不起的事情。  
四是服务功能齐全。应该尽可能地“全牌照”。所谓“全牌照”,就是“一行三会”有的各种机构牌照,我们都争取。比如,国家规定证券公司可以有10块牌照,西南证券就应该争取10块。如果一个商业银行除了放贷以外,还可以搞银行租赁,我们就争取租赁牌照。去年我们已经增加了12块牌照,批准了8个金融机构。这十年,每年初我都会认真看“一行三会”的年度报告,主要看增加了什么新的改革创新,它们的改革创新都表现为牌照。实际上,每年“一行三会”都会推出三四种崭新的金融牌照。对地方zf来说,将牌照争取到手,让用牌照的企业运转起来,这就是地方zf金融改革的要义所在。因为任何一种牌照的功能发挥,就是一种创新,就是人才和智慧的密集型改革。所以,你不要在审批上自己搞什么游戏规则,而是下最大功夫地争取牌照。去年,我们年初看了“一行三会”的报告,算了一下有12块可以拿。功夫不负有心人,各个部门一起努力,去年真是搞了12块,今年当然还会有一些新的。比如信用卡,WTO规定,2015年8月前,中国信用卡机构要对国际信用卡公司开放。从2000年签WTO协议至今15年了,中国信用卡公司就是银联一家垄断,还没有新的机构。今年8月份外资要进来,假如国家开放三块,本来银联在上海,北京搞一块、广东搞一块,重庆在西部嘛,是不是应该搞一个,找个外资公司合资。国家有的牌照重庆基本都有,那重庆就是全方位、全功能的金融中心。  
五是宏观社会融资结构优化。融资上,今后银行保持在45%,直接融资经过今后几年股票发行注册制的发展、各种私募基金、股权投资基金、定向增发的发展,比例可以扩大到35%,非银行金融机构控制在20%,形成45:35:20的结构。我相信,那时重庆的融资体系会更加健康。各个门类的不良率继续保持现在的状态,在全国相对较低。  
六是国民经济资产证券化率争取达到100%。这个指标,就是股票市值与GDP之比,去年为43%,比上年涨了9个百分点。当然,这和股市从2000多点变3000多点有关。再过三年,如果股市继续上涨,即使我们什么也不做,证券化率也会提高。如果再推动各类企业海外上市、国内上市。没有搞股票发行注册制的时候,我们有一个目标,就是争取到100个以上上市企业,现在有50多个,要再翻一番。有了股票发行注册制,搞150个有什么不可能呢?总之,国民经济证券化率要力争100%,2017年达不到,2020年必须达到。  
七是金融市场体系完善。过去,我们有七八个要素市场发展得很好。去年建了两个,交易门类有35个品种了,交易量9000多亿。今年准备再建两个。总之,要把要素市场体系能够搞好,三年内如果翻一番变2万亿,也是完全有可能的。  
八是金融系统的开放。金融业也有个开放问题,主要是资金链跟着开放脉络提供服务,当下的重庆主抓五个:第一是加工贸易离岸结算。加工贸易产品流动是个离岸系统。产品从外边进来,加工好又销到全世界,中间结算是离岸的。去年重庆离岸金融结算800多亿美元,希望到2017年能增长到1500亿美元。同时,现在这个结算的税收在重庆,但重庆的公司没有参与,是香港汇丰、渣打、花旗三个分行在帮助结算。我们已经和惠普提出要求,还是这三个银行结算,但必须转给渣打、汇丰、花旗的重庆分行,他们没有意见,在哪儿做都一样。但对重庆来说,相当于这三个外资银行的人才和效益都放在这里了。今后几个月,我们要研究怎么操作到位。第二是跨境人民币结算。过去,我国大量的进出口贸易是一般贸易,有外汇和人民币兑换的结算,这不是离岸的,是在岸的。现在可以做跨境人民币结算,去年全国做了3.5万亿,重庆做了1600亿,是全国的4.5%左右,在中西部省区市中最多。以后重庆有2000亿美元、1万多亿人民币的进出口,跨境人民币结算从去年1600亿增长到2020年3000亿也可以的。帮助企业搞跨境人民币结算,可以降低百分之一点几的结算成本,如果有1000亿结算,可以帮企业省十几亿,这一块大家要注意。第三是人员进出境消费当然会结算,靠什么结算?就是刚才说的信用卡。今年要争取把新增的信用卡清算公司总部注册重庆,方便老百姓进出境消费。第四是跨境电子商务结算,就是靠跨境第三方支付牌照结算。这个牌照现在全国发了20多块,重庆有4块。四家牌照就可以帮100个、1000个电子商务公司结算。抓这个工作,等于你挖黄金,我给你提供水桶、铁锹,赚工具的钱。第五是保税物流结算。这一点要向上海学习,上海外高桥保税区10平方公里,保税物流的进出口1000亿美元,占全市进出口的1/5。重庆现在有“1+3”四个保税区,也有20多平方公里,我们哪怕发挥外高桥1/3的功能,300亿美元的保税物流,这种既不是一般贸易业务,也不是离岸贸易业务,要做起来。这五种类型的资金链的结算,重庆企业可以都拿到手里。大体上说,如果能把这五块和国内外打交道的资金链做到位,重庆成为一个跨境开放的、和金融结算高度联系的国际化金融中心,就不是说空话了。我们不去做资本交易的中心,也没有想过作金融总部中心,那是北京、上海的事。在国际上,纽约是世界资本的总部、结算的中心,香港是亚洲的资本中心、总部中心和结算中心,新加坡虽然总部并不算多,股票市场也没有典型意义,但离岸金融结算、跨境结算是亚洲最发达的,一年结算几万亿美元。从这个意义上讲,我们要向新加坡学习,成为结算类金融中心。



【探讨】相对论中的“刚体”_相对论吧_百度贴吧

tieba.baidu.com/p/1810706956
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熟悉狭义相对论的朋友会很快指出,这正说明了经典力学中的刚体概念跟狭相是不相容 .... 在1905年后的若干年中,许多物理学家都试图建立相对论框架下的刚体运动 ...
  • 大學物理相關內容討論:相對論問題的一個理論個案

    www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=10385
    還能使用狹義相對論來處理嗎? 2. ... 一樣長的竹竿"這部份在物理雙月刊也有一篇文章篇名為"又是狹義相對論的問題" ... 理想剛體是不能在相對論之中存在的.
  • 剛體- 維基百科,自由的百科全書 - Wikipedia

    zh.wikipedia.org/zh-hk/刚体
    根據相對論,這種物體不可能實際存在,但物體通常可以假定為完美剛體,前提是必須滿足運動速度遠小於光速的條件。 在古典力學裡,剛體通常被視為連續質量分佈 ...
  • 狭义相对论里的刚体 - 豆瓣

    www.douban.com/group/topic/7443547/
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    2009年7月29日 - 关于旋转系里面时空结构改变的解释里面,很经典的是一片二维的刚体,绕一根垂直于它表面的定轴旋转。那么以轴和刚体的交点为原点任选一个 ...
  • 物理縱橫 - 第 112 頁 - Google 圖書結果

    https://books.google.com.hk/books?isbn=9629960168 - 轉為繁體網頁
    鄭啟明、王永雄合著 - 2005 - ‎Physics
    雖然鑽石很硬,但並非無窮硬,因此不能算作是剛體剛體是無限硬的東西。然而,讀者可能從未想過,原來剛體這觀念是不符合狭義相對論的!讓我們想像有一支剛體鉛筆。
  • 科学网—狭义相对论中参照系与坐标系的特点与其时空度规 ...

    blog.sciencenet.cn/blog-71626-445621.html
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    2011年5月19日 - 2、在牛顿力学中,可以引进刚体的概念,可以假定标架是刚体;在狭义相对论中,由于有'运动尺缩'效应,不可以引进刚体的概念,不可以假定标架是 ...
  • 相对论中刚体定义不明确| 死理性派小组| 果壳网科技有意思

    www.guokr.com/post/126837/
    轉為繁體網頁
    2012年3月25日 - 刚体等距条件失效2.伴随而来的d((r_ij)^2)/dt=0条件失效3.速度不再是矢量空间中的元素so,重新定义好"刚体"的概念是讨论任何"半经典"相对论问题 ...
  • 大学物理课件(刚提到相对论)刚体到相对论下载 - 动感下载

    mesky.net/downz/tckcchi
    轉為繁體網頁
    很好的大学物理老师使用的课件,很有帮助,看一下吧。。。。。。
  • 假设有一个足够长(以光年为单位)的刚体轻质杠杆,在一端施 ...

    www.zhihu.com/question/21870604
    轉為繁體網頁
    再后来才知道原来化学还涉及到量子的,中学老师怎么可能解析到。 回到楼主问题,楼主假设了个不受相对论约束的问题,又要求用相对论角度去思考,那就是以子之 ...
  • THE DESTINY THEORY OF RELATIVITY (II):

    https://books.google.com.hk/books?isbn=1936040972 - 轉為繁體網頁
    CHU GOU - 2014 - ‎Juvenile Nonfiction
    如果现实世界真的是“刚体”构成的话,那么经典力学的确是完美无缺的;它是天上掉 ... 在上个世纪初期,爱因斯坦在广义相对论中就已经把万有引力等效为物质时空结构 ...


  • 我想起了开车等绿灯通行的时候,红灯一灭,最前面的车起步要时间.它后面的车看到前面的车起步了,它才能起步走.这样又有一个反应时间.一直下去....可以看到红绿灯前面车流的速度是很慢的.比车速度要慢多了.


    (继续相对论中的刚性)

    例子一:匀加速直线运动下的波恩刚性。

    考虑一根与x轴平行摆放的细杆(我们不妨认为它就跟x轴的某一段重合,或者说就是x轴的一段)。我们希望让这个杆子沿x轴从静止开始向右(x轴的正向)做加速运动,并且同时保持波恩刚性。通过前面的讨论我们已经知道如果只是在右端拉或是左端推都会让杆子发生形变,并且这个形变会以音速传递到另一端,而在形变传到之前另一端还是静止的。所以这个过程不可能让杆子具有波恩刚性(因为有一端仍然适用静止参照系的度规,而形变的杆子在静止系中的长度显然已经改变)。

    利用同样的推理过程,我们可以看出唯一可能让杆子在运动中具有波恩刚性的办法,是对杆子上每一个点同时加速!波恩选了个最简单的做法,就是让每点做匀加速运动(准确地说,是具有恒定“固有加速度”(proper acceleration)的运动,所谓固有加速度是随动系中测得的加速度。以下的匀加速都是指固有加速度不变,但这个细节对大家理解问题没有影响)。

    波恩从最简单的情形出发,首先考虑x轴上单个质点向右作匀加速运动的世界线。他发现跟牛顿力学中类似,这条世界线也是一条圆锥曲线,但牛顿力学中得到的是一条抛物线,而在闵氏时空中得到的是一条双曲线。于是波恩就把这样的匀加速运动取名为“双曲运动”(hyperbolic motion)。波恩还发现,假设加速度为a,当他把坐标原点取在质点左边(1/a)个单位的位置上时,这个方程有很简单的表达式(以下我们都调整单位使得光速c = 1),就是 x^2 – t^2 = 1/a^2 (这里 x^2 表示x平方)。这是个以1/a为半长轴,以光锥 t = x
    为渐近线的双曲线。如果对杆子上每点我们都用该点到原点距离的倒数作为加速度,那么我们会得到如下图所示的曲线族(看到这个曲线族熟悉的人估计马上想到Rindler坐标):


    (图的来源是http://mathpages.com/home/kmath422/kmath422.htm

    巧妙的是,任取一条双曲线,并且在这双曲线上任取一点,代表该点的随动坐标系的直线正好经过原点(图中的直线族)!而前面的双曲线方程左边正好成了随动系中该点到原点的长度的平方,所以每个质点在运动过程中到原点的距离在各自的随动系中没有变,都是加速度的倒数1/a!这说明从任何一个质点的随动系看,杆子的长度都没有变过,所以这符合波恩刚性的要求!上面图中的红色部分就是杆子的世界线在加速中的不同位置。

    好了,用口语代替数学公式的活儿干完了。如果你已经完全迷糊的话,下面是总结:如果把一根细杆放在原点右方的x轴上,然后让每点以x坐标的倒数为加速度做匀加速运动,我们就会得到一个波恩刚性运动。它的特点是,越靠近杆子右端,加速度越小;越靠近左端,加速度越大。就是说,左边必须用更大的加速度追赶右边才能保持距离不变。并且杆子左端趋向于原点时,需要的加速度会趋于无穷大!

    所以一旦杆子右端的加速度确定,原点的位置就确定了(往左移1/a,这也说明坐标系的选取没有特殊性,只是简化计算而已),而这也给杆子长度加了限制,因为左端不可能到达原点。所以棍子长度不能超过右端加速度的倒数。这是波恩刚性给匀加速运动的细杆所加的限制。
    (继续相对论中的刚性)

    例子一:匀加速直线运动下的波恩刚性。

    考虑一根与x轴平行摆放的细杆(我们不妨认为它就跟x轴的某一段重合,或者说就是x轴的一段)。我们希望让这个杆子沿x轴从静止开始向右(x轴的正向)做加速运动,并且同时保持波恩刚性。通过前面的讨论我们已经知道如果只是在右端拉或是左端推都会让杆子发生形变,并且这个形变会以音速传递到另一端,而在形变传到之前另一端还是静止的。所以这个过程不可能让杆子具有波恩刚性(因为有一端仍然适用静止参照系的度规,而形变的杆子在静止系中的长度显然已经改变)。

    利用同样的推理过程,我们可以看出唯一可能让杆子在运动中具有波恩刚性的办法,是对杆子上每一个点同时加速!波恩选了个最简单的做法,就是让每点做匀加速运动(准确地说,是具有恒定“固有加速度”(proper acceleration)的运动,所谓固有加速度是随动系中测得的加速度。以下的匀加速都是指固有加速度不变,但这个细节对大家理解问题没有影响)。

    波恩从最简单的情形出发,首先考虑x轴上单个质点向右作匀加速运动的世界线。他发现跟牛顿力学中类似,这条世界线也是一条圆锥曲线,但牛顿力学中得到的是一条抛物线,而在闵氏时空中得到的是一条双曲线。于是波恩就把这样的匀加速运动取名为“双曲运动”(hyperbolic motion)。波恩还发现,假设加速度为a,当他把坐标原点取在质点左边(1/a)个单位的位置上时,这个方程有很简单的表达式(以下我们都调整单位使得光速c = 1),就是 x^2 – t^2 = 1/a^2 (这里 x^2 表示x平方)。这是个以1/a为半长轴,以光锥 t = x
    为渐近线的双曲线。如果对杆子上每点我们都用该点到原点距离的倒数作为加速度,那么我们会得到如下图所示的曲线族(看到这个曲线族熟悉的人估计马上想到Rindler坐标):


    (图的来源是http://mathpages.com/home/kmath422/kmath422.htm

    巧妙的是,任取一条双曲线,并且在这双曲线上任取一点,代表该点的随动坐标系的直线正好经过原点(图中的直线族)!而前面的双曲线方程左边正好成了随动系中该点到原点的长度的平方,所以每个质点在运动过程中到原点的距离在各自的随动系中没有变,都是加速度的倒数1/a!这说明从任何一个质点的随动系看,杆子的长度都没有变过,所以这符合波恩刚性的要求!上面图中的红色部分就是杆子的世界线在加速中的不同位置。

    好了,用口语代替数学公式的活儿干完了。如果你已经完全迷糊的话,下面是总结:如果把一根细杆放在原点右方的x轴上,然后让每点以x坐标的倒数为加速度做匀加速运动,我们就会得到一个波恩刚性运动。它的特点是,越靠近杆子右端,加速度越小;越靠近左端,加速度越大。就是说,左边必须用更大的加速度追赶右边才能保持距离不变。并且杆子左端趋向于原点时,需要的加速度会趋于无穷大!

    所以一旦杆子右端的加速度确定,原点的位置就确定了(往左移1/a,这也说明坐标系的选取没有特殊性,只是简化计算而已),而这也给杆子长度加了限制,因为左端不可能到达原点。所以棍子长度不能超过右端加速度的倒数。这是波恩刚性给匀加速运动的细杆所加的限制。



    对上面例子的几点补充:

    1.上面叙述的过程被我戏剧化了一点:)波恩在他1909年的文章里是先用一个参数方程给出了上面的匀加速运动轨迹,然后平淡地说了句“让我们消去参数p”就给出了上面的双曲线方程。

    2.原点的选取是个很自然的过程,因为它是双曲线的两条渐近线的交点。

    3.如果有个观者A坐在例子中匀加速的杆子上,另有个观者B则静止在原点,那么从A看B会出现一个奇怪的景象:尽管在拼命加速离开原点,但在A看来他/她跟B之间的距离却是恒定的!也就是说,A所选取的加速度的大小要正好把自己加速到一个合适的速度,使得自己跟B的距离(话说这个也依赖于加速度的选取!)由于尺缩效应而始终不变!从这里我们也可以体会到为什么这个波恩刚性是个看来自然,却限制很大的条件。

    4.另外从这里我们可以窥见一点刚性条件为什么是个非线性微分方程的原因:在这里方程简单地表现为A到B(原点)的距离为常数(对固有时求导当然就为零)。但这个距离不是闵空间本身的度规(那样的话就直接是x坐标了!),而是闵空间的度规在随动系上的诱导度规(就是固有长度),这个诱导度规非线性地依赖于质点的速度(要乘上洛仑兹因子,所以会出现导数的平方项)!

    5.(这个有趣的想法来自上面引用的那个世界线图片的mathpages网页)上面的例子引发我们思考一个可以称为“深刻”的问题,就是惯性的本源。这个问题恐怕无数物理学家都考虑过,其中牛顿,马赫,爱因斯坦大概是大家最熟悉的。而如果分析上面例子中的加速作用,就会发现尽管杆子的各点之间保持了距离不变,但由于各点加速度不同,在经过同样的固有时间后,各点的速度并不相同,也就是说,在它们的随动系中时间流逝的速度各不相同!这可以理解为物体从闵氏时空继承的几何性质(诱导度规的又一种说法)对加速运动的一种抗拒(或者说惯性!):要么各点之间距离改变,要么各点之间时间不同步,总之无法两全。要想距离不变,时间同步,只有在一个各点引力梯度完全相同的引力场中做自由落体运动。而这时各点固有加速度为零,所以局部地每点都处于惯性运动中。

    下一个例子打算介绍贝尔飞船佯谬。这是大家熟悉的素材,但我们会从刚性的角度作一点分析。





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    回复:【探讨】相对论中的“刚体”


    (继续相对论中的刚性)

    此时大家都意识到问题的关键是对做加速运动的物体如何定义刚性。就是说与其说在定义刚体,不如说是在定义刚性运动。最先做出尝试的是爱因斯坦本人,但他只考虑了非常特殊的情况,并且没有完全解决问题。1909年波恩首先给出了被大家普遍接受的刚性概念。

    (下面的定义相对抽象,大家包涵点,这样的地方不会很多)波恩的做法是,考虑动体上的每一点的运动轨迹,用固有时(proper time,这个词是从@坂上中微子 那里刚学的)把轨迹曲线参量化,这些参量化后的运动轨迹就构成了4维时空中的一个流(current),或者用我们熟悉的说法就是所有轨迹上每点的切矢量构成了一个矢量场。对一条轨迹上的每个点,他再考虑跟切向正交的子空间,然后考虑闵氏度规在子空间上诱导的度规(induced metric)。波恩的刚性要求就是,这个诱导度规关于固有时这个参量的导数处处为零。

    好了说了一大堆,大家恐怕已经不耐烦了。我们赶紧回头看看波恩到底想说什么。不严谨但直观的说法就是,一个运动物体要满足波恩刚性,那么对物体上每一个点每一个瞬间,从它的随动参照系看这个点到其它点的距离一直保持不变。

    这听起来似乎是个很自然的定义。但是后来人们发现它对物体的运动是有很强的限制的。我们今天先看一个简单的例子,以后再来介绍一些相对复杂些的情况(比如埃伦费斯特(Paul Ehrenfest)佯谬)。最后如果大家有兴趣我们会介绍一个刻画波恩刚性的赫格洛茨-诺特定理(Herglotz-Noether theorem)。


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    • 34楼
    • 2012-08-26 23:41
      • wolfking97恩对第三段的解释补充一句:换句话说,如果你跟你的朋友坐在两个不同的点上,那么在运动过程中你们发觉彼此的距离一直不变。
        2012-8-26 08:51回复
      • 坂上中微子我现在应该可以确定,我和波恩的想法是完全一致的(至少从你所叙述出来的那些看来,还有没有其他的我就不清楚了)
        2012-8-27 04:08回复
      • 坂上中微子与轨迹切向正交的子空间上的诱导度规,对固有时的导数为零——这与我说的“经过同样长的固有时,四维间隔保持一定”是等价的说法。
        2012-8-27 04:11回复
      • fishwoodok回复 坂上中微子 :“考虑动体上的每一点的运动轨迹,”---这不是你说的“时空结构”~~~目前我看还是有差异的。
        2012-8-27 04:20回复
      • 坂上中微子回复 fishwoodok :当然不是……我前面就说,我那个想法实际上偏题了。
        2012-8-27 04:21回复
        • fishwoodok回复 坂上中微子 :最起码是good idea,该表扬的~~
          2012-8-27 04:29回复
        • 坂上中微子回复 fishwoodok :
          2012-8-27 04:33回复
        • wolfking97回复 坂上中微子 :恩我不确定的,就是你是否只考虑正交子空间上的度量还是整个的。前者对应的是Killing运动,后者才是波恩的刚性运动。前面那个微分方程是线性的,因为求导对象就是闵氏度量,后面那个是非线性的,因为诱导度量本身又是动体轨迹的函数。
          2012-8-27 06:27回复
        • wolfking97回复 wolfking97 :前面的“前者”跟“后者”搞反了!对整个度规求导是Killing motion。我感觉你已经认识到两者区别了,只是没有在前面明确表述。
          2012-8-27 06:30回复
        • 坂上中微子回复 wolfking97 :诱导度规是轨迹的函数——这是显然的,但不意味着有非线性的问题,因为它对轨迹没有动力学反馈。(不过我怎么忽然感觉我可能对诱导度规这个东西可能理解得不对呢= =)
          2012-8-27 06:33回复
      • 还有7条回复,点击查看


      好贴不能不顶

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      • 35楼
      • 2012-08-27 19:05

        前来顶贴

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        • 36楼
        • 2012-08-27 19:38

          但是后来人们发现它对物体的运动是有很强的限制的
          -------------------------------------------------------
          静待下文。因为我还没想象出一个好的场景来验证,年纪不饶人啊~~~

          收起回复
          • 37楼
          • 2012-08-27 19:46
            • wolfking97哈哈看来是一转一个主意的人。我的第一个例子就是一根棍子沿长度方向做匀加速直线运动,但这个匀加速只是每点自己是“匀”的,不同点加速度必须不同才能保持刚性,并且是领先部分加速度小,落后部分加速度大。我猜到这里你能想到问题所在。
              2012-8-27 06:35回复
            • wolfking97回复 wolfking97 :要上班去了。下午回来争取写出来。主要是讲法要通俗易懂,不想太多计算,所以反复斟酌。也许应该把薇娘那篇讲同步加速的抄过来:)
              2012-8-27 06:38回复
            • fishwoodok看到42楼你的新帖了,O(∩_∩)O谢谢
              2012-8-28 03:03回复
            •  


            学习了

            回复
            • 38楼
            • 2012-08-27 20:26

              刚体这玩意要是真正存在………………假设有一个一光年长的棍子,这个棍子是刚体。如果你拿着棍子的一边。另一个人站在棍子的另一边,当你有足够大的力时,将棍子向另一边挪动一点距离,一光年长的另一边会顷刻感受到你在戳他。因为棍子是刚体嘛。但是,他感受到的是你从一光年外给棍子的能量,而能量在一瞬间就传到了一光年外,明显做了超光速运动。这不符合相对论的基本思想。这是个悖论题,所以刚体是悖论。

              收起回复
              • 39楼
              • 2012-08-28 07:12
                • wolfking97这个帖子就是你的问题的讨论中派生出来的。建议从头读一下,如何认为有问题可以向我提出来,我会考虑的。
                  2012-8-27 18:14回复
                • 00老芋头00回复 wolfking97 :啊……不好意思……木有看前面的……
                  2012-8-27 18:16回复
                •  


                我想起了开车等绿灯通行的时候,红灯一灭,最前面的车起步要时间.它后面的车看到前面的车起步了,它才能起步走.这样又有一个反应时间.一直下去....可以看到红绿灯前面车流的速度是很慢的.比车速度要慢多了.

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                • 41楼
                • 2012-08-28 09:20

                  (继续相对论中的刚性)

                  例子一:匀加速直线运动下的波恩刚性。

                  考虑一根与x轴平行摆放的细杆(我们不妨认为它就跟x轴的某一段重合,或者说就是x轴的一段)。我们希望让这个杆子沿x轴从静止开始向右(x轴的正向)做加速运动,并且同时保持波恩刚性。通过前面的讨论我们已经知道如果只是在右端拉或是左端推都会让杆子发生形变,并且这个形变会以音速传递到另一端,而在形变传到之前另一端还是静止的。所以这个过程不可能让杆子具有波恩刚性(因为有一端仍然适用静止参照系的度规,而形变的杆子在静止系中的长度显然已经改变)。

                  利用同样的推理过程,我们可以看出唯一可能让杆子在运动中具有波恩刚性的办法,是对杆子上每一个点同时加速!波恩选了个最简单的做法,就是让每点做匀加速运动(准确地说,是具有恒定“固有加速度”(proper acceleration)的运动,所谓固有加速度是随动系中测得的加速度。以下的匀加速都是指固有加速度不变,但这个细节对大家理解问题没有影响)。

                  波恩从最简单的情形出发,首先考虑x轴上单个质点向右作匀加速运动的世界线。他发现跟牛顿力学中类似,这条世界线也是一条圆锥曲线,但牛顿力学中得到的是一条抛物线,而在闵氏时空中得到的是一条双曲线。于是波恩就把这样的匀加速运动取名为“双曲运动”(hyperbolic motion)。波恩还发现,假设加速度为a,当他把坐标原点取在质点左边(1/a)个单位的位置上时,这个方程有很简单的表达式(以下我们都调整单位使得光速c = 1),就是 x^2 – t^2 = 1/a^2 (这里 x^2 表示x平方)。这是个以1/a为半长轴,以光锥 t = x
                  为渐近线的双曲线。如果对杆子上每点我们都用该点到原点距离的倒数作为加速度,那么我们会得到如下图所示的曲线族(看到这个曲线族熟悉的人估计马上想到Rindler坐标):


                  (图的来源是http://mathpages.com/home/kmath422/kmath422.htm

                  巧妙的是,任取一条双曲线,并且在这双曲线上任取一点,代表该点的随动坐标系的直线正好经过原点(图中的直线族)!而前面的双曲线方程左边正好成了随动系中该点到原点的长度的平方,所以每个质点在运动过程中到原点的距离在各自的随动系中没有变,都是加速度的倒数1/a!这说明从任何一个质点的随动系看,杆子的长度都没有变过,所以这符合波恩刚性的要求!上面图中的红色部分就是杆子的世界线在加速中的不同位置。

                  好了,用口语代替数学公式的活儿干完了。如果你已经完全迷糊的话,下面是总结:如果把一根细杆放在原点右方的x轴上,然后让每点以x坐标的倒数为加速度做匀加速运动,我们就会得到一个波恩刚性运动。它的特点是,越靠近杆子右端,加速度越小;越靠近左端,加速度越大。就是说,左边必须用更大的加速度追赶右边才能保持距离不变。并且杆子左端趋向于原点时,需要的加速度会趋于无穷大!

                  所以一旦杆子右端的加速度确定,原点的位置就确定了(往左移1/a,这也说明坐标系的选取没有特殊性,只是简化计算而已),而这也给杆子长度加了限制,因为左端不可能到达原点。所以棍子长度不能超过右端加速度的倒数。这是波恩刚性给匀加速运动的细杆所加的限制。

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                  • 42楼
                  • 2012-08-28 17:52
                    • fishwoodok借助数学工具,作出如此奇妙的构思,太有才了!
                      2012-8-28 03:02回复
                    • fishwoodok回复 fishwoodok :这会儿我想起了“规划”二字,事实上做规划是一件很难的事情。波恩的规划做得太妙了。
                      2012-8-28 03:05回复
                    • 坂上中微子顶,顺便贴出我以前那篇讨论这个问题的贴: http://tieba.baidu.com/p/1754051279
                      2012-8-28 03:11回复
                    • wolfking97回复 坂上中微子 :那个帖子讲得挺好的。跟这里描述的其实都是波恩刚性,只不过没用具体公式,可能对初学者反而容易理解。那里唯一模糊一点的是先提到了“让棍子的各个部分同步感受到一股相同的加速度”,下面又说后端要有更大的加速追赶前端,可能有个别细心的会觉得困惑。我是看到后面就忘了前面。
                      2012-8-28 09:54回复
                    • 坂上中微子回复 wolfking97 :所以我特意指明了“感受到一股相同的加速度”的确切含义,如果细心,在看完后面的论述也就明白了。
                      2012-8-28 21:33回复
                      • 坂上中微子本来我这个思路也只不过是简单的把三维中的刚体“两点距离不变”这一定义中的三维概念代之以四维,唯一有那么点技术含量的只是找了固有时这一四维标量作为参量,没想到误打误撞和波恩不谋而合
                        2012-8-28 21:36回复
                      • 坂上中微子所以我很想知道的是波恩刚性在这个定义之上,究竟还有什么实际意义啊数学性质啊什么的,这个我思考起来有点力不从心。
                        2012-8-28 21:37回复
                      • wolfking97回复 坂上中微子 :这个还真不知道。
                        2012-8-29 01:11回复
                      • uukoo原来最早研究这种加速的是波恩,科普了
                        2012-8-29 18:09回复
                    • 还有4条回复,点击查看



                    对上面例子的几点补充:

                    1.上面叙述的过程被我戏剧化了一点:)波恩在他1909年的文章里是先用一个参数方程给出了上面的匀加速运动轨迹,然后平淡地说了句“让我们消去参数p”就给出了上面的双曲线方程。

                    2.原点的选取是个很自然的过程,因为它是双曲线的两条渐近线的交点。

                    3.如果有个观者A坐在例子中匀加速的杆子上,另有个观者B则静止在原点,那么从A看B会出现一个奇怪的景象:尽管在拼命加速离开原点,但在A看来他/她跟B之间的距离却是恒定的!也就是说,A所选取的加速度的大小要正好把自己加速到一个合适的速度,使得自己跟B的距离(话说这个也依赖于加速度的选取!)由于尺缩效应而始终不变!从这里我们也可以体会到为什么这个波恩刚性是个看来自然,却限制很大的条件。

                    4.另外从这里我们可以窥见一点刚性条件为什么是个非线性微分方程的原因:在这里方程简单地表现为A到B(原点)的距离为常数(对固有时求导当然就为零)。但这个距离不是闵空间本身的度规(那样的话就直接是x坐标了!),而是闵空间的度规在随动系上的诱导度规(就是固有长度),这个诱导度规非线性地依赖于质点的速度(要乘上洛仑兹因子,所以会出现导数的平方项)!

                    5.(这个有趣的想法来自上面引用的那个世界线图片的mathpages网页)上面的例子引发我们思考一个可以称为“深刻”的问题,就是惯性的本源。这个问题恐怕无数物理学家都考虑过,其中牛顿,马赫,爱因斯坦大概是大家最熟悉的。而如果分析上面例子中的加速作用,就会发现尽管杆子的各点之间保持了距离不变,但由于各点加速度不同,在经过同样的固有时间后,各点的速度并不相同,也就是说,在它们的随动系中时间流逝的速度各不相同!这可以理解为物体从闵氏时空继承的几何性质(诱导度规的又一种说法)对加速运动的一种抗拒(或者说惯性!):要么各点之间距离改变,要么各点之间时间不同步,总之无法两全。要想距离不变,时间同步,只有在一个各点引力梯度完全相同的引力场中做自由落体运动。而这时各点固有加速度为零,所以局部地每点都处于惯性运动中。

                    下一个例子打算介绍贝尔飞船佯谬。这是大家熟悉的素材,但我们会从刚性的角度作一点分析。


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                    • 43楼
                    • 2012-08-29 15:33
                      • 从千奇百怪的相变现象说起——于渌院士讲座

                        磁铁如果烧一烧,把温度弄的很高以后就不能吸铁了


                        "对于序参量为标量情形(如超导相变中库珀对数目),一般来说序参量不可为负数;若序参量为矢量(如铁电相变中电极化强度、铁磁相变中磁化强度)或张量(如铁弹相变中自发应变),序参量可以为负数,但这只是说序参量的空间取向不一样,并没有实质性的差别。对于一级相变,在居里点处,序参量出现突变(即由零变为一有限数值或由一有限数值变为零);对于二级相变,在居里点处序参量为零,在附近是连续变化的。若发生三相的相变,就如同你举的例子(水,由低温到高温),序参量的对称度是依次降低的,因为序参量的对称性是相变过程中体系丢失的对称性(一般是由高温到低温)的一种反映。"


                        从一个相变到另外一个相。首先需要把相变现象分类一下,温度、体积、压力这些东西的函数,如果在相变点,函数本身是连续的,但是切线的斜率是不连续的,一阶导数,比如体积、容量有跃变,叫做第一类相变。如果斜率本身在这儿也是连续的,只是取变不连续,有了跃变,这种东西就叫第二类相变,超导、超流、磁居里点,或者气居里点叫做第二类相变。   序参量,液体和气体的密度差,或者在铁磁体里的自发磁化强度,是不连续相变的变化,而连续相变是连续的变化。   还有一个概念叫做对称破缺,温度比较高的时候对称比较低还是比较高?温度比较高的时候一般对称比较高,温度比较低的时候对称比较低。什么叫对称破缺?举个例子,有一个自旋,可以向上,也可以向下,就有一个向上、向下的对称。如果自旋是确定的向上或者向下,就没有对称。对称元素的减少就叫做对称元素的破缺。正方形的图,画的点表示可以通过对称的操作连起来,这个点跟这个点在这个线上反射一下,这个点和这个点是在这个线上反射一下,一看是正方形的,有8个对称元素。如果我们想一想,伸长一下,变成长方形以后,只有两个反射,一个相对于这根线的,一个相对于这根线的,从8个对称元素变成了4个对称元素,这个时候就叫对称破缺。   液体和气体的相变,液体和气体原来可以分开密度差,就是序参量。到了临界点以上液体和气体就不能分了。比如铁磁体有一个自发分化,或者向上,或者向下,这时是不对称的。到了高温下以后就没有自发的磁化,上下的对称就恢复了。还要考虑连续的对称,自旋如果可以在平面上转,指定一个特定的方向,这个东西就是所谓连续对称的破缺。   


                        怎么描述相变?有一个最简单的理论,就是所谓平均场理论。平均场的理论,顾名思义,因为粒子和粒子之间有很强的相互作用,现在怎么简化?看定一个粒子,这个粒子受到其它粒子的相互作用以后,把它平均一下,看到这个粒子在平均场受到什么样的相互作用。范德瓦耳斯的状态方程是最早的平均场理论,后来还有很多很多。1937年朗道提出二位相变的普遍理论。朗道的平均场理论,拿一个具体的例子说明,单独的铁磁体,磁的强化强度只能向上或者向下,现在是向上的,这是一个假定,是可以展开,二次方或者四次方,有一个系数,是温度的函数,A是一个正数,B也是一个正数。曲线在高于Tc的时候和低于Tc的时候是不一样的,高于Tc的时候,最小值就是Mo,如果低于Tc的时候就有不等于0的点。按照平均场理论算出来,β等于二分之一,算出磁场的关系,在临界点上是这样的关系,可以算出平常说的磁化率,和T的相对温度之间有一个关系,指数是1。还可以算比热,从低温到高温的时候有一个跃变,本身是一个常数。拿这个曲线转一圈,最低能量可能在某一个位置上。多次发明的平均场理论,即使朗道这么大的物理学家,就没有认识到这是一回事,在物理书里这两个是分开写的,说明人的认识有一个过程。   相变里涨落和关联,有一个磁矩上下折腾,平均下来以后,宏观的磁矩,还可以求出所谓的关联函数,关联函数在通常情况下是指数衰减,衰减的指数本身是随着温度的变化,也有一个临界点,是二分之一。真正在临界点上,随着波长本身也有发散,为什么会在临界点,发现临界乳光的现象,说明涨落非常非常厉害。   整个这件事情本身,这个体系本身在快要到临界点的时候互相关联起来了,不约而同的结体,虽然粒子和粒子之间的相互作用是比较近的距离,但是在快要到临界点的时候互相有关系的粒子运动会变得越来越多,而且这样一个长度的尺度叫做关联长度,就变得非常非常长了,真正在二位相变的时候是趋向于无穷的。


                        从千奇百怪的相变现象说起——于渌院士讲座
                        已有 2238 次阅读 2010-12-6 16:26 |个人分类:未分类|系统分类:科普集锦|关键词:相变现象
                        各位老师,各位同学,早上好。今天很高兴有机会跟大家讨论一些比较基本的问题。一下回想到差不多50多年前的中学生时代,又慢慢找到那个感觉了。这是很好的机会给大家讲一讲。从千奇百怪的相变现象说起,要说一件事情,说的是什么事情呢?最后大家就明白了。   从最简单的事情说起,从一滴水说起,这是日常生活大家非常熟悉的事情,水是大家最熟悉的事情。一滴水有多少分子很容易算的出来,两毫米直径的水分子,算一下它的体积,乘上加长,除上18,差不多是10的20次方分子。这么一滴水里面有非常多的学问,当然从日常生活当中大家都有经验,烧开水的时候,在现在的气压下烧一百度开了,有蒸气,蒸气到上面以后形成彩盈。同样一滴水在摄氏零度的时候结成冰,冰的晶体是非常非常漂亮的,这是从网上找到的,有一本书,是由一千多张冰的晶体的照片。平常大家不太容易看到,如果到春天的时候,冰化了以后再结晶,那个晶体就是非常非常漂亮的,拿显微镜看是这样的。我为什么讲这个事情呢?这么简单的事情里孕育着一个问题,仔细想想,为什么10的23次方的水分子,单个的水分子结构不变,相互作用也不变,为什么这么巨量的分子,会不约而同的从一个相变到另外一个相。新的相在老的相当中如何孕育、如何形成的?大家如果没想过的话,我建议这是一个值得想的问题。不要说10的23次方,就是100个人如果有秩序的从一个门走出去,需要大家自觉的遵守纪律才行。挤公共汽车,20多个人,脑袋都快挤破了。为什么10的23次方分子,可以那么具体的、不约而同的、很默契的做这件事情?不知道大家同意不同意,这是一个值得思考的问题。   水是非常复杂的。冰和水的相图,如果把中间的最小块放大,冰的不同的相,三维的图,相当于气体的状态,这是液体的状态即使我们最熟悉的物质——水和冰,有非常非常复杂的东西值得研究。这个相图里有些部分还不是非常确定。   最简单的事情是气体,所谓理想的气体,气体的分子比较稀薄,互相之间没有相互作用。有一个体积和压力的相图剖线。气体的压力和温度的相图,这不是普通的气体。气体有一个理想气体的状态方程,压力乘上体积,等于n乘上R,R是气体常数,等于NaK,1.38乘上10的负23次方焦耳/度。这是理想的气体。   实际的气体不是这样的方程,实际的气体方程,19世纪一个著名的荷兰物理学家,叫范德瓦耳斯,他在1873年做的报告里提出一个范德瓦耳斯方程,叫现实气体方程,方程很简单,考虑了两件简单的,V减掉NaB,把分子的体积排除掉,有一个内压力,是负的,在比较远的地方有一个吸引力,相当于负的压力,把这两个考虑修正以后,就是这个相图,实际上和相当多的气体相当符合,是现实气体。   临界点,相图的曲线,温度和压力曲线,现在做一件事情,这边是液体,这边是气体,从液体加温,到了相面的线上,加热以后温度不继续升,这时有一个挥发的热量,问一个问题,这个相面线究竟到什么地方结束呢?是无止境的走下去还是怎么样?结果是19世纪的时候,英国的物理学家安德鲁斯说不会的,这个线会在一个点上嘎然而止,突然停住了,这个点本身起了一个名字,当时做实验是用二氧化碳做的,在31摄氏度附近的时候,液体和气体的密度差消失了,所以这个点就叫临界点。看起来是孤孤凌凌的一个点,这个点本身非常重要,是我们今天要讨论的重点。这个点是什么意思呢?有了这个点以后,液体和气体的差别是相对的,不是非常绝对的。这么看是液体的状态,可以让体系绕过来,就绕到气体的状态,有这么一个临界点的存在。   临界点有非常妙的现象,有所谓的临界乳光,这个实验是怎么做的呢?就是找一个封着的试管,让密度正好处在临界的状态,打一个激光束打在上面,就发现有一个量子,在成像的地方发现非常非常复杂的花纹,反映的是什么呢?在临界点的时候,有点比水开锅沸腾的时候还要更折腾,这就是临界乳光现象。这是实验物理学家送给我的照片,不太清楚,说明了临界乳光的现象,这个现象是怎么回事呢?封了一个瓶子,这个瓶子是二氧化碳,基本上处在临界密度,这里放了三个球,三个球的密度,一个正好是临界密度,一个比临界密度稍稍高一点点,一个比临界密度稍稍低一点点,当温度高于临界温度的时候,是气体的状态,球处在三个不同位置。把温度稍微降一点以后,但还没有降到临界温度的时候,就发现中间的球掉下来了,还没有到临界点的时候就掉下来了。再降的时候就已经降到临界点以下了,这时就出现了气体和液体的分界面,上面的球也掉下来了。再降低温度以后,底下的球,因为液体的密度更高,球的密度只是比临界点的密度稍微高一点点,所以三个球都浮上来了。为什么在临界点上面一点点的球掉下来了?就是因为折腾的很厉害,用物理的话讲涨落非常厉害,所以在那里待不住了,这是非常偶然的原因掉下来了。   再举一个例子,是铁磁相变,这是老祖宗最早用的,用于指南针,这是一个铁瓷器,为什么能指南?就是在地磁场当中有指定的指向,但是我们原来并不知道,那块磁铁如果烧一烧,把温度弄的很高以后就不能吸铁了,这件事情其实在19世纪才发现的,如果画一个卡通图,有一些小铁磁,在转变温度以下都排好了,到转变温度以后就不排了。看这个相图,温度和磁场,铁磁体,叫居里点,是老居里自己发现的。一个磁铁有一个自发的强化强度,和温度有关系,放在外磁场里可以看出磁化强度和磁场的关系。如果在转变温度以下,居里温度以下就走这条线,如果在转变温度以上就没有磁性了,就走这条线了。   不光有铁磁体,除了铁磁体,小的陀螺是这么排列的,看一看这两件事情,气体和液体的临界点和铁磁的相变本身是非常像的,我故意把它画出来。20世纪初,人们意识到这两件事情实际上是一回事。还有更多更多的相变,手机的彩屏用的就是液晶显示,笔记本电脑也是液晶显示。液晶分子本身大体有两类,一类是棒状的,一类是圆盘状的,非常漂亮的是所谓向列型的液晶表面的照片。向列型的液晶示意图,基本上是棒子液晶,液晶是介乎于液体和晶体之间,顾名思义,位置是无序的,但是方向有一定的序,指向磁,虽然有一点弯弯曲曲的,但基本上的取向是往上,叫做所谓向列型的液晶。胆甾型的液晶,就是手机和计算机屏幕上用的。有一个选择的方向,是转的,叫胆甾型液晶。近晶型液晶,顾名思义,跟晶体非常近,位置有时是一层一层的,在每一层内部位置还是无序的,不是排好的,但是层和层之间是这样的,是垂直的排法,还有斜着的排法。   现在讲的还是比较典型的相变的例子。现在还在讨论一些系统,粒子本身的运动规律已经不能够用平常我们熟悉的经典的牛顿力学描述,这就是所谓的量子现象。当粒子变得非常非常小以后,粒子的运动规律已经跟牛顿力学不一样,牛顿力学的粒子是可以认的,眼睛可以盯着粒子,看着粒子怎么走。到了微观的粒子以后,粒子和粒子是不能区分的。不能区分的粒子分两种,一种是所谓的费米子,每一个状态里最多只能容纳一个粒子。另外一种叫做所谓玻色粒子,每一个状态里可以容纳很多很多粒子。现在纪念爱因斯坦发表论文的一百周年。我讲一讲爱因斯坦和Bose的故事,这个故事发生在1924年,玻色是出生在原来的印度,现在属于孟加拉的城市,当时是非常年轻的达卡大学的讲师。1924年已经是量子论开始建立一段时间了,她写了一篇文章投到英国的杂志,杂志叫做《哲学》杂志,把六页的文章寄给了爱因斯坦,这个文章说的是什么呢?如果假定光也是粒子的话,就可以推导出来普朗克的辐射定律。爱因斯坦是大家,对年轻人非常非常体恤,爱因斯坦一下意识到重要性,自己翻成了德文发表了,当时玻色想的是把光子是没有质量的,爱因斯坦把它推广到是有一个有质量的粒子,如果是有质量的玻色子,就会出现一个现象,叫做玻色-爱因斯坦凝聚。   玻色没有留过学,就是自己土生土长出来的,但是学习成绩一直非常优秀,百分制,他得了110分,太优了。后来他成名以后,虽然他做了这么多重要的工作,在印度还是不能得到承认,只是一个副教授。后来实在没有办法,又给爱因斯坦写了一封信,能不能给我写推荐信,帮助我提升一下,爱因斯坦非常惊讶,说你做了这么重要的事情,还不是教授,所以爱因斯坦真的给他写了推荐信,后来被提升成教授。他这个人非常专心做学问,有点风趣的笑话,大的物理学家尼士波去达卡大学讲演,玻色是主持人,坐在那儿听,著名科学家挂黑板了,推不出来,玻色教授你能不能帮帮忙,那时大家发现他的眼睛是闭着的,突然站起来了,在黑板上写,把这个问题解决了,等解决完了以后,他又坐回自己的座位半眯着,这当然是他个人的习惯,但说明他基本上是自学成才的,在这样的环境下还是可以做出非常有创意的工作。   这就是玻色-爱因斯坦凝聚,通常气体凝聚成液体,气体的分子,在真正的坐标空间里凝出来了,而这个地方说的玻色-爱因斯坦凝聚,在速度的空间里,分子都掉到最低的能量上去了。现在用的办法是激光冷却,还有叫做分子逃逸的办法,让温度降下来。为什么爱因斯坦预言了效应,1925年预言了,过了整整70年以后才实现了,因为温度要求非常精密,基本上是亿分之几度。当时模拟出来的卡通,最后的冷却是靠什么冷却的?让气体速度快的分子跑掉,剩下的那部分气体的温度降下来了,温度降下来以后,密度也就低了,这个地方画了两个温度计,一个是真正的温度,一个是玻色-爱因斯坦凝聚的温度,真正的温度降到这儿的密度的时候,突然冒出一个尖峰出来。因为这件事情,三位得了2001年诺贝尔物理奖,实验最早在Eric A.Cornelle三个人做的。   气体的玻色-爱因斯坦凝聚真正观测到是在1995年,而实际上类似于玻色-爱因斯坦凝聚的现象,实际上在30年代的时候就被观测到了。发现的人是当时苏联著名的物理学家,叫Kapitsa,他原来在英国的瑞瑟夫实验室工作,后来苏联把整个实验室买回到苏联工作。这个现象叫做液态的超流,把水倒在水杯里,水是出不来的,如果把氦冷到绝对温度2.16度以下,氦会从杯子上爬下来,放一段时间以后杯子空了,原因是什么呢?因为氦跟气之间没有摩擦力,没有阻力,会走下来,这个现象本身叫做超流。是Kapitsa在1938年发现的,发现以后并不清楚这个现象是玻色-爱因斯坦凝聚。那时Kapitsa利用这个发现做了一个事情帮助了他的朋友,非常著名的理论物理学家,是当代最伟大的理论物理学家,当时他有一点麻烦,被关在牢里,Kapitsa专门给斯大林写了一个报告,我现在发现了新的现象,这个现象本身上没有别人能够解释,只有Landan是可以解释这个现象的。果然他真的被放出来了,不负期望,11年发表了两篇文章,解释超流的现象,他们两位分别在78年和62年获得了诺贝尔奖。   另外一件事情发生的更早,原来也不知道跟玻色-爱因斯坦凝聚有关系。1908年荷兰的Kamerlingh Onnes把氦变成液体化,在1913年发生汞是超导的,除了没有电子流以外,很重要的一件事情,完全抗磁,跟磁铁的吸性是相反的,这是一块超导体,这上面是一块磁铁,磁铁是浮在上面的,因为磁力线被完全排斥掉了。1911年发现了超导,一直到1957年由三个人建立了一个理论解释了。1911年发现的超导,1913年得了诺贝尔奖。   氦3的同位素也有超流的现象,跟超导类似。这个现象是1971年,当时做博士论文的年轻学生,叫Osheroff在康奈尔大学发现的,等了很多年以后在实验上才发现,但是他们意识到是一个新的现象。这个现象真正证明是超流的决定性理论,是英国理论物理学家,现在在美国是Leggett提出的理论。氦3的超流并不是原来所设想的理论。   我为什么讲这个事情呢?说了半天的相变,从一个相变到另外一个相。首先需要把相变现象分类一下,温度、体积、压力这些东西的函数,如果在相变点,函数本身是连续的,但是切线的斜率是不连续的,一阶导数,比如体积、容量有跃变,叫做第一类相变。如果斜率本身在这儿也是连续的,只是取变不连续,有了跃变,这种东西就叫第二类相变,超导、超流、磁居里点,或者气居里点叫做第二类相变。   序参量,液体和气体的密度差,或者在铁磁体里的自发磁化强度,是不连续相变的变化,而连续相变是连续的变化。   还有一个概念叫做对称破缺,温度比较高的时候对称比较低还是比较高?温度比较高的时候一般对称比较高,温度比较低的时候对称比较低。什么叫对称破缺?举个例子,有一个自旋,可以向上,也可以向下,就有一个向上、向下的对称。如果自旋是确定的向上或者向下,就没有对称。对称元素的减少就叫做对称元素的破缺。正方形的图,画的点表示可以通过对称的操作连起来,这个点跟这个点在这个线上反射一下,这个点和这个点是在这个线上反射一下,一看是正方形的,有8个对称元素。如果我们想一想,伸长一下,变成长方形以后,只有两个反射,一个相对于这根线的,一个相对于这根线的,从8个对称元素变成了4个对称元素,这个时候就叫对称破缺。   液体和气体的相变,液体和气体原来可以分开密度差,就是序参量。到了临界点以上液体和气体就不能分了。比如铁磁体有一个自发分化,或者向上,或者向下,这时是不对称的。到了高温下以后就没有自发的磁化,上下的对称就恢复了。还要考虑连续的对称,自旋如果可以在平面上转,指定一个特定的方向,这个东西就是所谓连续对称的破缺。   怎么描述相变?有一个最简单的理论,就是所谓平均场理论。平均场的理论,顾名思义,因为粒子和粒子之间有很强的相互作用,现在怎么简化?看定一个粒子,这个粒子受到其它粒子的相互作用以后,把它平均一下,看到这个粒子在平均场受到什么样的相互作用。范德瓦耳斯的状态方程是最早的平均场理论,后来还有很多很多。1937年朗道提出二位相变的普遍理论。朗道的平均场理论,拿一个具体的例子说明,单独的铁磁体,磁的强化强度只能向上或者向下,现在是向上的,这是一个假定,是可以展开,二次方或者四次方,有一个系数,是温度的函数,A是一个正数,B也是一个正数。曲线在高于Tc的时候和低于Tc的时候是不一样的,高于Tc的时候,最小值就是Mo,如果低于Tc的时候就有不等于0的点。按照平均场理论算出来,β等于二分之一,算出磁场的关系,在临界点上是这样的关系,可以算出平常说的磁化率,和T的相对温度之间有一个关系,指数是1。还可以算比热,从低温到高温的时候有一个跃变,本身是一个常数。拿这个曲线转一圈,最低能量可能在某一个位置上。多次发明的平均场理论,即使朗道这么大的物理学家,就没有认识到这是一回事,在物理书里这两个是分开写的,说明人的认识有一个过程。   相变里涨落和关联,有一个磁矩上下折腾,平均下来以后,宏观的磁矩,还可以求出所谓的关联函数,关联函数在通常情况下是指数衰减,衰减的指数本身是随着温度的变化,也有一个临界点,是二分之一。真正在临界点上,随着波长本身也有发散,为什么会在临界点,发现临界乳光的现象,说明涨落非常非常厉害。   整个这件事情本身,这个体系本身在快要到临界点的时候互相关联起来了,不约而同的结体,虽然粒子和粒子之间的相互作用是比较近的距离,但是在快要到临界点的时候互相有关系的粒子运动会变得越来越多,而且这样一个长度的尺度叫做关联长度,就变得非常非常长了,真正在二位相变的时候是趋向于无穷的。这是一个卡通图,拿自旋的东西看的,作为一个例子,整个图上如果只拿一个显微镜,发现自旋向上的区域和向下的区域是互相套着的,是你中有我,我中有你。   平均场理论看起来非常简单,但是非常可气,跟实验不符合,而且是非常非常明显,不是是模棱两可的。比如临界指数算出来应该是二分之一,而实验上看到的是三分之一。r是1,三分之四,更重要的是1944年是Onsager,是荷兰的物理学家,他找到了二维的Ising模型严格解,发现比热对数发散,是对平均场理论最大的挑战。有了现在新的理论以后才发现这个平均场理论要到四维以上的空间才对,我们生活在三维,是不对的。这大概是20世纪60年代的情况。这以后人们不能停止,必须要继续追求,来研究这一现象,那个时候人们注意到一个非常有意思的,虽然平均场的理论是不对的,但是如果用平均场里满足的所谓标度的假定,把磁场和磁化强度和变化温度,这是磁的体系,这是气变的体系,这么标度以后,都可以放在同一条线上,不是没有规律可循,还是有规律可循的。所谓标度变化,就是一个尺度的变化,拿一个自旋的粒子来讲,比如考虑一个自旋的团数,有两个向上,一个向下,我们按照少数服从多数,把这个自旋的团数用一个向上的自旋代替,做一个尺度的变化,这个尺度变化以后就会做相应的变化,可以推出所谓的标度律,发现六个临界指数里,实际上只有两个是独立的,这是从经验里归纳出来的,做了一个假定。   真正解决了这个问题的是原来研究量子场粒子物理的物理学家Kenneth,发明了临界现象的重正化群理论,因为这个得了1982年的诺贝尔物理奖。简单的意思是考虑不同尺度的掌握,先把短的小距离的尺度的掌握处理掉,然后再考虑有限尺度,比较大的尺度的掌握,最后给出一个算法能够算。   现在用一个卡通图说明一下,意思是在整个理论的框架里,在所谓参量的空间里描述。这个图像非常像一个马鞍。马鞍有一个鞍点,看鞍点附近有两种不同的方向,一种是这个方向,另外是有点正交的,是这个方向,如果球在这个方向,就可以往下滑,如果越走越远,叫做有关参量,如果越走越近,叫做无关参量,刚刚所说的标度率,就表示只有两个是有关参量。很多很多不同体系都表现出来同样的性质,叫做普适性,同样一个不动点,鞍点控制整个空间的。临界指数依赖空间的维数,依赖内部的数目和长短。   这个理论本身对不对,必须依靠实验来检验。平均场的理论跟实验室不符合,重正化群的理论跟实验符合不符合呢?这是最新的实验结果,用重正化理论计算出来的临界指数,这是最近在太空的实验里,在没有重力影响的情况之下做的实验,温差从10的负2到10的负9,七个数量级的范围之内,这个试验点和曲线符合的非常非常之好,在理论和实验的误差,而且实验走在理论前面,实验的误差小一些,完全符合。这个计算里没有任何可以调节的参数,应该承认这是理论物理的威力,真正懂得了这个现象,可以从理论上把这个数据算出来,可以到小数点以后第三位,是完全一致的。这件事情本身在物理学里有非常非常重要的影响。   对宇宙有两种不同的看法,一种看法叫做还原论,是很多物理学家非常赞同的,我们作为学物理的来说,非常欣赏。一切都归结为最基本的组成部分和决定它们行为的最基本的规律,可以建立包罗万象的“大统一理论”。大家知道原子是由原子核和电子构成的,原子核是由中子和质子构成的,中子和质子是由夸克构成的,它们之间的相互作用决定的。爱因斯坦晚年时的梦想,建立一个大统一的理论,就可以建立了一个包罗万象的,无所不包的理论。这是一种看法。   另外一种看法叫做呈展论,这个名词的翻译还没有确定,暂时翻译成“呈展论”,叫做Emergence,客观的世界是分层次的,每个层次都有自己的基本规律。重要的是承认这个客观的事实,理解这些现象是如何形成的。   Plilip 4.Anderson在1972年写了一篇文章,中文翻译过来是“多了就是不一样”,说白了的话有很深刻的含义,“将万事万物还原成简单的基本规律的能力,并不蕴含着从这些规律出发重建宇宙的能力。”“面对尺度与复杂性的双重困难,重建论的假定就崩溃了。由基本粒子构成的巨大的和复杂的集聚体的行为,并不能依据少数粒子的性质做简单外推就能理解。正好相反,在复杂性的每一个层次之中,都会呈现全新的性质,而要理解这些新行为需要做的研究,就其基础性而言,毫不逊色”。   可以把我们研究的科学大体分成几个类别,有一个X科学,X科学研究的对象是元件,由Y科学描述的。比如我们是搞凝聚态物理或者多体物理的,由微观粒子物理描述的。化学研究的对象,凝聚态、多体物理的描述,同样有这么多层次。但是大家注意一点,每一个新的层次的科学规律,并不是所谓上一个层次规律的简单的应用。狄拉克是非常著名的物理学家,他在20年代末知道了氢分子的理论,在化学里最重要的事情就是要了解化学件。有了氢分子理论以后就明确了共架件是怎么回事,他说化学已经没事可做了,就是化学已经走到头了。可是他马上又说了一句话,确定的方程太复杂了,没法去解决,把问题只是归结成没法解决。这不是简单的没法去解的问题,而是有新的规律。 相变和临界现象是呈展论最好的例证。对称破缺、平均场理论的失败,关联长度的发散,相变的孕育,标度律和普适性,重正化群的应用和实验检验,我们做事情要先了解规律,从现实出发归纳出基本规律,然后找出描述基本规律的,这中间当然要做一些假定。相变理论突破以后有很大的影响,超导理论有很大的影响。   粒子物理里所谓Higgs机制。粒子物理整个的图谱,如果没有的话,从相变理论到对称破缺这个概念,就不可能有。什么会加速大爆炸,必须运用相变的观念。物理各个部门本身,实际上是非常密切的联系在一起,这是符合物理年的精神。我是做凝聚态物理的,凝聚态跟统计物理跟其它有非常密切的关系,和天体演化、量子态的调控以及其它技术的关系。相变和临界现象是这个领域里的一个现象。   彭桓武最近特别强调爱因斯坦的两段话,“纯粹的逻辑思维不能给我们关于经验世界的知识。一切关于实在的知识,都是从经验开始,又终结于经验。”我做个注解,“对相变和临界现象认识的突破来自于精确的实验,与平均场理论的尖锐矛盾”!   “我们现在特别清楚地领会到,那些相信理论是从经验中归纳出来的理论家是多么错误呀。甚至伟大的牛顿也不能摆脱这种错误”。牛顿当时说了一句话“我不做假设”,实际上是不对的,牛顿三大定律本身实际上是假设。我们现在说的相变和临界现象重正化群理论并不是从简单的实验现象归纳出来的。   20年前我和郝柏林写了一本书,“边缘奇迹:相变和临界现象”,陈晓松同志也参加了。这个书把我今天讲的一部分内容包括了,概括出来。谢谢大家。 转自:http://www.sciencetimes.com.cn/m/Print.aspx?id=206544


                        雪花花瓣间是如何传递信息的

                        hanyupinyin

                        来自: hanyupinyin 2009-03-11 15:39:46

                        43人 喜欢
                        • Everett

                          Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2009-03-12 13:19:10

                          雪花花瓣本身没有传递信息的能力,是液体声子的量子关联(玻色凝聚),传递了六角的信息。
                            
                          水(液体)是由水分子构成的。与气体不同的是,液体分子之间有很多相互作用。错综复杂的相互作用,使得任何一个水分子都不能独立地行动。一个水分子的运动,必定带动周围的水分子运动。这样,如果你去用一定的能量去激发一个水分子,你不会得到一个加速运动的水分子,那个被激发的说分子会立刻将其能量传递给周围的分子。最后,激发能将以水波的方式在液体中传播。这种波动在量子力学里就称为液体中的声子。
                            
                          就像光子一样,声子既是波也是粒子,有自己的能量和动量。一般来说,零动量的声子具有最低的能量;动量越大,能量也越高。声子也喜欢占据能量低的状态,因此液体中的大部分声子都在零动量附近,这就是长波极限下的水波。
                            
                          但是,声子的能量对动量的依赖关系并不是一成不变的。某个动量的声子到底有多少能量,这与液体分子之间的相互作用,以及系统的温度有关。当系统的温度降低的时候,具有某些特定动量的声子的能量就会开始下降,甚至会降低到比零动量声子的能量还低的地步。这就是声子的软化。发生软化的那些状态的动量,称为软化动量,它们具体是多少,完全取决于液体分子相互作用的细节特性。确定成分的液体,就具有确定的软化动量。液体中声子的软化标志着液体凝固的开始。如果软化声子的能量比零动量的能量还低,那么声子就会向发生软化的那个状态上转移,以求获得更低的能量。
                            
                          而另一方面,声子又是玻色子。玻色子就是自旋为整数的粒子。它们有个特点,就是喜欢凑热闹,喜欢在一起做同一件事,而且是越多越好。因此,如果一些声子发现了软化的状态,并且占据上去,其他声子都会纷纷效仿,最后导致整个液体中的大部分声子都凝聚到同一个软化动量的状态上去。这种现象,就是声子的玻色凝聚。这样液体中将出现宏观数量的动量相同的声子。声子是液体中的密度波,相同动量的声子具有相同的波长。大量相同波长的密度波在液体中出现,就使得液体分子按照其波长形成周期性阵列,这就是结晶。按照Landau的相变理论,声子的凝聚自发破缺了液体的平移和旋转对称性,导致了晶体的出现。
                            
                            为什么每一次将水凝固,都会产生六角的结构?这就是因为,每次降温,水都是中六角结构的那个动量上开始软化的。一旦小冰晶形成,在它上面新凝固的水也会凝固到相同的结构上面去。这就是因为,已经凝固的液体内部包含着大量的凝聚在软化动量上的声子。这些声子会在周围尚未凝固的水中,也诱导出相同动量的声子,参与到它们共同的凝聚中去。因此,当新附着上来的水凝固的时候,其晶体结构将与小冰晶保持相同的六角形。
                        • 愤怒的葡萄

                          愤怒的葡萄 (嘬) 2009-03-12 15:12:26

                          我要再次膜拜一下组长。
                        • steven 2009-03-12 15:24:20

                          听课听课
                        • 流水弦歌

                          流水弦歌 (I pray for the life) 2009-03-12 15:28:11

                          太强了,这篇要推荐一下,尽管有点云山雾罩的说。
                        • hanyupinyin

                          hanyupinyin 2009-03-12 16:44:55

                          还不是很懂,第一次降温雪花的形状就决定了吗?此雪花的声子影响附近的雪花吗?
                        • 和平超人

                          和平超人 2009-03-13 00:53:05

                          膜拜组长。。。
                        • 地壳引力

                          地壳引力 (世界是自洽的......) 2009-03-13 15:07:05

                          是否分形?
                        • Everett

                          Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2009-03-13 19:57:32

                          是分形。所有的DLA都是分形。
                        • [已注销] 2010-08-08 10:56:45

                          这……一头雾水了。

                          ---------------------------------------------------------------------------------
                          因此液体中的大部分声子都在零动量附近,这就是长波极限下的水波。

                          当系统的温度降低的时候,具有某些特定动量的声子的能量就会开始下降,甚至会降低到比零动量声子的能量还低的地步。这就是声子的软化。
                          ---------------------------------------------------------------------------------

                          = =?
                        • Everett

                          Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2010-08-08 11:14:33

                          哇,Lynne同学翻出了一年前的老贴……
                        • Everett

                          Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2010-08-09 17:41:29

                          @Lynne

                          你知道声子是什么吧……
                        • Everett

                          Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2010-08-09 17:41:54

                          声子就是机械波的量子。
                        • [已注销] 2010-08-09 19:51:18

                          我想问的是,长波极限下的水波就是基态声子的聚集么?无法理解。玻色子会聚集。但我觉得水波是一种宏观现象,即使量子化,也应该对应n数无限大的态。这里的水波是指宏观的水波么?

                          系统温度降低时为什么具有“特定”动量的声子能量开始下降?那个声子能量降低是从能均分定理来 温度降低 对应振动频率降低 于是基态能量也跟着降低 么?(这里的零动量就是基态动量吧)当然声子能量跟分子力神马的有关因此具有方向性这个可以理解虽然具体我不清楚。“甚至会降低到比零动量声子的能量还低的地步”这个零动量声子是在哪个温度下的?相对什么而言的呀?
                        • aimomo 2010-08-09 21:06:01

                          我想,lz说的可能与几年前印度一个小组做的一个铜棒模拟鱼群的实验有关,信息的传递究竟是一种神马意思这个现象值得研究。
                        • aimomo 2010-08-09 21:06:37

                          lz也可能没关
                        • [已注销] 2010-08-09 22:48:32

                          Everett讲得好清晰...= =

                          @Lynne
                          嗯.水波是宏观数量的声子.
                          系统的原激发能谱可以由声子格林函数的极点给出.哈密顿量中有非简谐项,也就是声子间有相互作用,体现为声子的自能.温度的降低到某个值时,某特定动量上原激发能量居然为零,也就是“甚至会降低到比零动量声子的能量还低的地步”,系统将发生相变.
                          个人粗浅的可能误导的理解是,低温下某些动量的声子间存在很强的散射,因此这些身居吃香动量的声子获得较大的自能.在临界温度,这些动量的声子间的零能散射长度是发散的.而高温下声子的相干性会被热涨落破坏.这些特殊动量的声子之间没散射几回就会被散射到其他动量上而丧失了优越性.
                        • [已注销] 2010-08-09 23:48:19

                          水波这个在以前一个贴里E大也给了说明http://www.douban.com/group/topic/11550434/?start=0&remove=ok

                          我贴在这吧:

                          2010-05-29 10:33:32 Everett
                          2010-05-25 10:48:41 Exile_oi (读课本,其他全部扔掉)
                          水波量子化有意义么。。
                          =============
                          水波量子应该是一种声子。特别是表面波(就是池塘里的那种),可以按实标量场来量子化。不过重力波(就是海啸那种)也许很难简单地量子化,我估计会是一个强耦合的非谐理论。

                          2010-05-29 10:36:18 [已注销]
                          E大@
                          那量子化后和我们现实世界水波的运动情况有什么联系?

                          2010-05-31 01:50:58 Everett
                          @x7x7
                          我们现实世界的水波应该理解成水波量子的相干态。
                          而且我们日常生活的温标远远高于水波量子的能标,所以水波量子基本上服从玻尔兹曼统计,而且很容易退相干。

                          我不是做凝聚态的,我现在已经头大了。
                        • <bra|ket>

                          <bra|ket> 2010-08-09 23:53:26

                          E大连DLA都会。。膜拜啊。。。

                          雪花的形状可以用DLA来解释,是由于分子random walk的结果,数学模型已经做得很成功了。

                          详情可以参考之里:
                          http://classes.yale.edu/fractals/panorama/physics/dla/snow/snow.html

                          p.s. 才发现,DLA的创造者Sander是物理系的。。
                        • [已注销] 2010-08-10 00:43:12

                          Fϵng88 的资料中有段挺有用;

                          From a small seed, tiny bulges form in the six directions preferred by the crystal.

                          These grow into needle-shaped arms, the arms in turn develop bulges from which side branches grow, the side branches themselves sprout tiny side branches, and so on.

                          The specific branch thickness and spacing are very sensitive to small changes in temperature, humidity, and pressure.

                          Since these conditions are almost constant over the size of a snowflake, its six branches grow in a nearly identical fashion.

                          The atmosphere in a snow cloud is turbulent over the scale of meters, so each flake takes a different route through the cloud and encounters different sequences of conditions for its growth.

                          If we knew how to read it, each snowflake contains a record of the sequence of conditions through which it grew.

                          特别第四段,解释了楼主的问题。
                          虽然不够基本,没触及雪花生长的本质吧……
                        • Everett

                          Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2010-08-10 00:51:08

                          这里的水波就是液体中的密度波,而且没有暗示说是宏观的。微观的水波量子就是声子,对应轻微的密度涨落。声子凝聚以后才变成宏观的密度波,比如我们可以看到的那种。从微扰论理解,声子的能量是因为声子的相互作用而降低的,比如有个自能修正之类的。而且这个能量其实是自由能,所以也可以认为是因为某些动量的声子携带的熵比较大,所以自由能低。
                        • Everett

                          Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2010-08-10 00:56:19

                          简单的DLA可以长出雪花,不过很难控制是六角的雪花。如果加上一点长程关联,也许就能长出六角形的。
                        • [已注销] 2010-08-10 02:56:02

                          哦,关于振动量子数n我自己想错了,不好意思。
                          软化,经π± 和E大解释,有一点明白了。13楼理解有误
                          E大解释水为什么结晶成六角形挺好的,只是有些细节的地方不明白。经常困在细节中不可自拔。
                        • [已注销] 2010-08-10 09:00:42

                          不要轻信π±.π±是在自身对这个问题并不清楚的情况下尝试解释的.
                          其实非谐项的效果很复杂.包括声子数不守恒的过程.也许那些过程对声子自能的贡献才是重要的.
                        • [已注销] 2010-08-10 11:10:15

                          我只大概知道那个软化是怎么出来的就行了。我搜了下声子软化(phonon softening)居然没有概念解释,全是文献,在家看不了,而且我想要更加基本的解释,书基本没带。无论如何,谢谢了。
                        • <bra|ket>

                          <bra|ket> 2010-08-10 11:20:03

                          2010-08-10 00:56:19 Everett

                          简单的DLA可以长出雪花,不过很难控制是六角的雪花。如果加上一点长程关联,也许就能长出六角形的。

                          ------------------------------------------------------------------------------------

                          DLA的雪花模型可以参考以下:
                          http://iopscience.iop.org/0305-4470/20/17/010

                          当然,他们用的不是简单的DLA,并且,表面张力也考虑了。

                          至于本质,嘻嘻,就是diffusion limited
                        • Everett

                          Everett (╮(╯▽╰)╭ ~(= ̄ U  ̄=)~) 2010-08-10 12:12:21

                          哦,谢谢楼上的文献
                        • 无为

                          无为 (原点) 2012-06-23 15:27:12

                          学习学习
                        • E=MC^2

                          E=MC^2 2012-07-01 00:02:23

                          我听过一个什么佛教传说,说什么对花还是水还是雪花唱歌和讲悲哀的故事开出来的花还是什么就会不一样,大致是这么一个故事,其中故事讲的是雪花还是水我不记得了,这个和声音影响液体声子的量子关联有关系么,我老婆就信佛教,每天都很迷信,老给我讲什么神话,神传说之类的,烦死了

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