牛顿如果穿越到现在,能看懂相对论和量子力学吗?
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爆炸吧知識
今天要講給大家講一個從朋友BOSS那里聽來的故事,而故事的主人公就是赫赫有名的牛頓大神。
話說那一天,BOSS在牛頓的蘋果樹下思考人生。
突然牛頓就從蘋果樹下的棺材里爬了出來,棺材板怎么壓都壓不住。
于是牛爵爺復活了,為了感謝牛爵爺為人類做出的貢獻,發揮他的聰明才智,國家經研究決定,就由BOSS帶牛頓在現代學習生活,領略現代科學的偉大。
第一天
“牛爵爺,感謝您為人類文明作出的貢獻,現在就由我來帶您看看物理學給人類帶來的偉大成就吧。”
“恩,恩,很有意思很有意思!”牛頓把玩著一臺筆記本電腦,露出驚為天人的表情。
“爵爺,您對力學和數學的貢獻可以說前無古人后無來者,唯一區別比較大的就是在您過世之后,電學有了很大的發展,電力和磁力被證明是密切相關的。不過這是在您過世100年后發生的事情了。”
"唉,看來我是跟不上這個時代了,有數學教材嗎?給我看看。"
“這個....”BOSS面露難色,“我們學的高等數學教材,其實就是您發明的微積分,可惜我不太擅長。”
第七天
“小伙子啊,你這本高等數學我看完了,理論真的非常優雅啊,關于無窮小量的解釋真是讓我豁然開朗,極限的定義簡直是美妙極了。我們那個時候都是用級數,麻煩死了........”
“是嘛。”BOSS抹了抹額頭上的汗,牛爵爺的智商簡直是太暴力,想當年高數簡直是噩夢啊。
“但是我就不明白了,為什么我的理論要用萊布尼茨的符號系統,我告訴你,微積分是我發明的,他不過是剽竊了我的成果罷了,把他拉出來,我要和他決斗。”
“爵爺息怒,這用了幾百年了,我也沒有辦法”我一邊勸著牛頓,開始輸入代碼。
“算了,這就是你上次說的計算機嗎,很有意思,發明它的人真是天才,我們那個時候一直想搞個差分機,可是到頭來搞機械的也沒作出什么成就。”
半個月后
“這幾天我已經把線性代數,實變復變,泛函分析都看完了,沒你們說的那么難啊,實變函數我學兩遍就會了,學完泛函以后心里暖洋洋,數學物理方程我也看完了”
“牛爵爺,你你......”BOSS目瞪口呆。
“你這是什么,我看了一下好像是一段計算空氣流動的代碼。”牛頓盯著我的電腦,“這東西真厲害,那時候我發現了微積分和萬有引力,想算算天體運行,可是計算量太大簡直麻煩死了,好像這東西幾分鐘就能算出來。”
“是是是”BOSS點著頭。
“你這里代碼有問題啊,你這是可壓縮流體流動,應該是橢圓型方程,最好用有限體積法,不應該用有限差分法啊”牛頓看了一眼BOSS的代碼說道。
“牛爵爺,我真hold不住你了,您去看看電學和熱力學把,那是您死后100年的科學,科學的海洋那么大何必在力學上死磕呢?”
兩個月后
“沒想到啊,沒想到,僅僅100年時間科學就發展到這么高的地步,原來電場與磁場關系這么緊密。”
“是啊,爵爺,您擅長的光學,其實光就是一種電磁波啊”
“什么,可是光的折射和反射說明光是粒子啊,這個似乎有點矛盾啊。不過應該還有很深刻的原因,因為這個理論也非常嚴謹和自恰。這個世界真是人才輩出啊,那個叫麥克斯韋的年輕人真是天才啊,此人學術水平不在我之下。”
“來來來,你電腦借我一下,我算個磁場”
又過了一個月
“熱力學也很棒,邏輯很嚴謹,就是數學上沒有什么高深的,我覺得有了這些知識,自然界所有的現象都可以解釋了,但這個體系有點莫名其妙的違和感。”
“物理大廈已經落成,所剩只是一些修飾工作。這美麗而晴朗的天空卻被兩朵烏云籠罩了,“第一朵烏云出現在光的波動理論上,”“第二朵烏云出現在關于能量均分的麥克斯韋-玻爾茲曼理論上。”
“小子厲害了,你說的很精辟啊。我的直覺告訴我,我們似乎說的是一個東西。”
“這是開爾文勛爵說的。1900年的事情,距離您的時代約200年。”
頭頂兩朵烏云的開爾文勛爵
“首先,我覺得麥克斯韋方程組在不同參考系下變換會出現不同的形式,這和我的運動三定律都不一樣。總覺得不太對,不過如果把光速認為是恒定值,就能解決這個問題,不過這會導致很多荒謬的結果,比如說高速運動的時候似乎不同參考系的時間不一樣。”
“這個是洛侖茲變換,您可以百度一下相對論。”
洛倫茲變換
“還有就是我們的世界有沒有可能是離散的,比如說能量和運動有沒有可能取一些離散值。”
“這個”BOSS冒出了冷汗,不禁想試一試牛頓的實力,于是給了個提示,“爵爺,您最近學習的比較多,有個黑體輻射的問題是比較偏門的知識,你看看或許會有很多感想。”
再來一個月
“我說的沒錯了,和我想的一模一樣,沒想到運動速度加快時間變短這種事情竟然真的存在。”
“這個,我們已經用實驗證明了。”
鐘慢現象
“沒想到,連萬有引力也可以納入到這個體系中,好像叫什么廣義相對論。
黑體輻射問題我也看了,我又看了些資料,解釋的非常好,量子化的概念雖然在數學上不太美觀,但確實是自洽的,這個世界在微觀程度上竟然出現了離散特征,簡直不可思議。
對原子結構的解釋也非常完美。還有那個貓的問題我想了很久,有了很多哲學上的思考,我覺得這個世界沒有上帝也是可以運行的,你們好像信個唯物主義的什么東西,能給我們講講嗎?”
“這個我不太了解,你找找我們學院團委薛老師,他教這個。”
距離牛頓復活已經半年了
那一天,BOSS正在電腦前忙著計算。
“小伙子,別忙了,我覺得你這個東西技術含量太低,以后計算會有瓶頸的。”
“別瞎說,我這8核CPU,固態硬盤還搭載了690戰術核顯卡,很強大的。”
“不是的,我是說這種計算機結構效率很低,我看了看現代的文獻,我覺得有更好的計算及結構,記得上次我們說的量子力學嗎?我覺得可以用量子態糾纏作為計算單元,50個比特計算能力就可以吊打你們全世界的計算機。
算法我已經想好,就看你們工程能力能不能搞定了。”
說完,牛頓大神就背著手飄然而去。只留下BOSS呆滯在原地......
為什么,為什么人類之間的差距竟然這么大。
明明是17世紀的“老人家”,竟然短短半年時間就補上了這400多年缺的課?我無敵的牛爵爺啊,您老人家真不愧是大神啊!
當時BOSS和超模君講到這里的時候,一臉欲哭無淚的表情,讓人看了都忍不住有點兒心疼。
唉,誰還沒被大神打擊過信心呢?超模君只能默默的遞上了T-SHIRT x 數學家文化藝術系列里的牛頓大神T恤。
求牛頓大神護體
穿上多少能蹭到點大神的光環,打起精神繼續努力吧!奔涌吧,后浪~
作者:法式滾筒YEboss ?畢業于里昂第一大學物理化學與催化化學專業,主要從事化工過程強化設備及工藝的開發,流體力學計算模擬等工作。先后主持微通道反應器,噴射式氣液反應器,撞擊式萃取器等設備的研發工作。
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總結
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