1
上帝的牌局
上帝、牛頓、愛因斯坦、玻爾組成牌局。
牛頓說:我發(fā)現(xiàn)了力學(xué)定律和萬有引力,洞悉了宇宙之秘。
上帝笑而不語,看了看愛因斯坦一眼。
愛因斯坦心領(lǐng)神會:你的時(shí)間模型有問題,相對論才是。
上帝依然不語,只是將手中的牌再洗了一遍。
玻爾對愛因斯坦翻個(gè)白眼:宇宙的奧秘藏于微觀世界。
上帝點(diǎn)了點(diǎn)頭,但對玻爾這個(gè)牌友似乎不大滿意。
愛因斯坦看玻爾不懂事,踢了一腳他的凳子:你下,讓楊振寧上。
上帝、牛頓、愛因斯坦、楊振寧組成新牌局。
2
粒子模型與大統(tǒng)一理論
尋找“大統(tǒng)一理論”,無數(shù)大神夢想。
可惜大道難尋,云山霧罩,玄奧難測。
構(gòu)建“大統(tǒng)一理論”著手點(diǎn)是統(tǒng)一四種自然力,必須從最基礎(chǔ)的粒子作用開始研究。
由于微觀粒子之間僅存在四種相互作用力,萬有引力、電磁力、強(qiáng)相互作用力(強(qiáng)核力)、弱相互作用力(弱核力)。
理論上宇宙間所有現(xiàn)象,包括十維空間都可以用這四種作用力來解釋。
楊振寧開創(chuàng)的標(biāo)準(zhǔn)模型提供了一種全新視角,模型包括61種基本粒子,4種基本性質(zhì),物理上帝隱藏其后,設(shè)計(jì)了一場宇宙牌局。
大部分粒子只有質(zhì)量、電荷、自旋三者中的1個(gè)、2個(gè),最多3個(gè),唯有夸克還有第四種色荷。每一種基本性質(zhì)或性質(zhì)的疊加對應(yīng)一種基本相互作用。于是,不同的粒子就有不同的相互作用,而夸克因?yàn)閾碛兴姆N基本性質(zhì),因此也具備四種相互作用。
這些粒子、性質(zhì)、相互作用,其實(shí)與我們玩的撲克并沒有本質(zhì)區(qū)別,只是上帝的撲克更高級、更深邃,其數(shù)理奧秘更復(fù)雜。
盡管如此,人類的低階撲克和上帝的高階撲克之間,我們?nèi)匀豢梢哉业较嗨浦帯?/p>
?萬有引力與撲克牌的順子
萬有引力是長程作用力,它的強(qiáng)度按照距離二階連續(xù)遞減,而且與粒子的電荷、自旋、色荷無關(guān)。
而撲克牌的一條龍恰恰類似,是一種長程的連續(xù)的規(guī)則,與花色無關(guān),差別是一條龍按照自然數(shù)一階連續(xù)遞增。
?電磁相互作用與撲克牌的連對
電磁力也是長程作用力,不過比起萬有引力要短很多。電磁力源于電荷,有電必有磁,有磁必有電,電磁往往成對出現(xiàn)。
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撲克牌的連對的恰恰類似,而且也是長程作用力。
毫無疑問,描述電磁相互作用的麥克斯韋方程組遠(yuǎn)比撲克連對的數(shù)學(xué)原理復(fù)雜,但方程組仍然像撲克連對一樣對稱、簡潔,極其優(yōu)美。這是人類智慧的象征。
?強(qiáng)相互作用與撲克的四炸
強(qiáng)核力是短程作用力,范圍很短,它源于色荷,必須三種夸克顏色同時(shí)搭配,一個(gè)帶有色荷的小膠子在三個(gè)夸克之間傳遞強(qiáng)相互作用,力量十分強(qiáng)。
撲克的四炸十分類似,撲克的炸必須同樣的數(shù)字,4種花色齊全,才能變成一個(gè)炸。而且是短程作用,只能在單個(gè)數(shù)字中,但是力量十分強(qiáng)大,能夠壓過順子和連對。
?弱核力與撲克牌的三帶一
弱核力是幾種基本性質(zhì)疊加產(chǎn)生的基本作用力,它是短程的,而且強(qiáng)度比較弱,中子衰變成質(zhì)子和電子的作用力。
中子衰變成質(zhì)子,放射出電子
三種不同花色但數(shù)字相同的牌,可以帶出一張雜牌。
除了以上較為貼近的類比,還有:
?夸克禁閉與游戲的保密規(guī)則
夸克受色荷的強(qiáng)相互作用被禁閉在質(zhì)子和中子中,無法單獨(dú)存在。強(qiáng)行拉開被禁閉的夸克不可能成功,因?yàn)樽⑷氲淖杂赡軙辉锌淇宋眨瑢?dǎo)致生出新的夸克,結(jié)成新的質(zhì)子或中子。
撲克牌的保密規(guī)則。牌沒有打出來之前,玩家只能互相猜測對方的牌,只有當(dāng)牌按照幾種規(guī)則打出來時(shí),才能確定一個(gè)組合里的牌是什么。偷看牌是違規(guī)的行為。
?宇宙信息守恒
信息守恒定律包含了熵增定律,質(zhì)能守恒定律以及香農(nóng)定律。信息是不會被毀滅的,信息本身不會憑空產(chǎn)生,所以也不會憑空消失,但是信息的狀態(tài)有可能發(fā)生改變。信息守恒定律是量子力學(xué)的基本定律之一,更是物理學(xué)的一個(gè)鐵律。
?熵增與出牌無序化
宇宙的物質(zhì)和能量總體上不可遏制地趨向于無序和混亂狀態(tài),牌局從開始到結(jié)束,也是一個(gè)從有序逐漸走向無序的過程,直到最后洗牌階段,徹底無序化。
?生命是負(fù)熵
薛定諤在《生命是什么?》中對生命的下過一個(gè)物理學(xué)定義:生命能夠局部地逆熵。牌局也如此,一場牌局開始,抓完牌之后,玩家都要把混亂無序的牌按照基本規(guī)則組合起來,準(zhǔn)備出手,但是整個(gè)牌局仍然會隨時(shí)間走向無序狀態(tài),走到牌局結(jié)束。
?黑洞爆炸與新一局
做一個(gè)簡單的猜測,黑洞輻射和爆炸也許就是一個(gè)整體上逆轉(zhuǎn)熵增的機(jī)制或規(guī)則,我們看不見黑洞里的任何東西,所有被黑洞吸進(jìn)的物質(zhì)都丟失了之前的信息。當(dāng)它們從黑洞中再次爆炸出來,一切重新開始。
就像洗完牌之后把牌收攏、翻轉(zhuǎn)過來用背面壓住正面,開始下一輪牌局。
3
生命是不是上帝手里的撲克牌?
霍金在《大設(shè)計(jì)》中說:“眾多的宇宙從無中創(chuàng)生。它們的創(chuàng)生不需要某種超自然的存在或上帝的干預(yù)。毋寧說,這些多重宇宙從物理定律自然地發(fā)生。它們是科學(xué)的預(yù)言。”
而“人類只是最初宇宙量子漲落的產(chǎn)物”,僅此而已。
霍金拒絕用上帝的大設(shè)計(jì)來解釋任何宇宙的創(chuàng)生現(xiàn)象,所謂的神創(chuàng)世,也就是微觀世界的重新組合而已,既不需要宗教嘰嘰呱呱,也不需要哲學(xué)無病呻吟。
霍金把他的黑洞輻射公式把熱力學(xué)的溫度變量T、量子力學(xué)的普朗克常量h、電動力學(xué)的常量光速c、廣義相對論的萬有引力常數(shù)G寫進(jìn)了一個(gè)等式里面。
這意味著什么?霍金輻射公式連接了物理學(xué)四個(gè)基礎(chǔ)分支:熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)力學(xué)、電動力學(xué)、量子力學(xué)、廣義相對論!
這個(gè)公式硬邦邦地扒開了宇宙大一統(tǒng)的門縫,從這個(gè)門縫里漏出的微光激勵(lì)著所有物理學(xué)家的信心:宇宙確實(shí)是統(tǒng)一的。
目前,標(biāo)準(zhǔn)模型的規(guī)范場論已經(jīng)把電磁作用、強(qiáng)相互作用、弱相互作用三大基本作用力統(tǒng)一起來。
規(guī)范場的的核心方程,是楊振寧和他的學(xué)生米爾斯寫出來的。
而M理論已經(jīng)從數(shù)學(xué)上將規(guī)范場和引力場基本統(tǒng)一起來。愛因斯坦曾經(jīng)嘗試又放棄的“統(tǒng)一場”理論,在后繼者愛德華·威騰手中,實(shí)現(xiàn)成11維的超級復(fù)雜的數(shù)學(xué)。
如果將來有一天,M理論(弦論)被實(shí)驗(yàn)、觀測證明,或僅僅部分證明,就足以終結(jié)物理學(xué)的進(jìn)化。
但我們?nèi)匀豢梢宰穯枺沂菑哪睦飦淼模?strong>弦會不會仍然是上帝的一手撲克牌?上帝是否真的把宇宙當(dāng)成他的一場又一場的牌局游戲?
我們這群撲克牌怎么可能知道呢?
我們這些凡夫俗子,沒有資格參與上帝牌局。
但總有一些人,他們希望找出游戲規(guī)則,與上帝對弈。
他們是科學(xué)史上最偉大的斗士,具有真理之眼。
他們抽絲剝繭,找出一個(gè)個(gè)公式,試圖洞悉宇宙之秘。
這54個(gè)人組成了一副撲克,悄悄演繹著上帝的創(chuàng)世牌局。
雖然我們沒有能力參與牌局,但可以擁有這樣一副撲克。
在這副撲克里,我們將感知人類榮耀。
聲明一下:它不是用來玩的,應(yīng)該供奉于書櫥之上。
?頂?級?創(chuàng)?意?撲?克
經(jīng)典與優(yōu)雅碰撞
理性與美感交織
集智慧與奢華于一身
《量子撲克5.0》致敬楊振寧版
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