格致

Max Tegmark　文 Shea 译

如果你认为量子物理是普适的真理，那你就应该相信有平行宇宙。

几乎我所有的同事都知道它，但是却几乎没有人这正读过它。2007年为了庆祝其问世50周年，修·埃弗雷特（Hugh Everett）博士论文的手稿被刊登在了新书《多重世界解释下的量子力学》中。我依然记得当我在伯克利研究生院后面的小书店里找到这本书的时候是多么的兴奋，一直到现在我都认为这是我读过的写得的最才华横溢的书之一。

聊一聊我所知道的两个青年物理才俊求婚的故事。

一个是北大97物理的才子Fang，06年10月他Stanford毕业后在HP做研究的
时候，和现在已经是他太太的她出游黄石后贴出了14张风景照。仔细的选择
照片的名字，使首字母为“WILLYOUMARRYME”。室友在反复提示后茫然
不知，而她一下就看出来了！

另一个是我系新近毕业的凝聚态试验物理学家Jeff。去年6月，他在一个美国
硬币quarter大小的蓝宝石薄片上，用黄金写下两人名字和日期，用白银画下
两人大头照，再用他掌握的纳米技术刻下了“Marry Me Jessica ”，整个宽
不到四分之一头发，用电子显微镜才能看到。遗憾的是，吉尼斯世界记录
对此不感兴趣，所以他们只能自称这是世界上最小的求婚书！

火箭目前已经20连胜位列西部第二，也许只有星期一的湖人才有可能阻止他们。连胜在一个成熟的联赛中是很有意思的现象，长期以来人们就知道连胜或者连败都不是偶然的，这两个过程都具有"自激励"特征：当一个队已经连胜N场，这个连胜会激励他们去取得第N+1场胜利，也就是说下一场获胜的概率增加了。根据这个理论，如果火箭下一场赢山猫取得21连胜，那么他们在星期一对湖人的比赛中获胜的概率将会大大高于两队平时对阵的胜负统计。

关于连胜，有什么特别的数学么？

物理学家一贯关心任何有意思的事件。波士顿大学物理系的 Sidney Redner (http://physics.bu.edu/~redner/) 最近连续做了关于美国棒球联赛中连胜和排名的数学分析，下一场报告将于3月31日在Santa Fe研究所举行。以下是报告摘要：

Seminar Abstract

Monday, March 31, 2008 • 12:15 PM • Medium Conference Room, SFI

Sidney Redner Boston University

Understanding Baseball Team Standings and Streaks

对称性和稳定性都是非常古老的问题了，它们在物理学中都具有极其重要的地位。先说对称性，对称及对称破缺是在当代物理中占有核心地位，特别是在和试验结果吻合的最好的场论中，对称性及对称破缺所起的作用更是无可替代，而稳定性更是不用说，只有当一个状态稳定的时候，它才能存在在我们生活中。长久以来，我们可以说，把对称性发挥到了极致，凭借它，我们一步步建立了标准模型，但是对稳定性的研究，就不像对称新那样，我们现在很多时候对稳定性，特别是非线性稳定性还不能做出肯定判断，最为可靠的判断非线性稳定性的方法——拉格朗日-迪利克莱方法基本上对判断非线性稳定性没有太大的帮助，但是根据拉格朗日-迪利克莱方法，我们发展了一套利用守恒量来判断稳定性的方法——能量-卡斯米尔函数法，但是由于卡斯米尔函数比较难找，后来又发展出来了能量-动量方法，它也是基于守恒量。我们又注意到有对称性，我们可以构造出与之相关的守恒量（这是诺瑟的工作，她将结构化的思想带入物理），这样我们就自然的想到有没有方法将对称性与守恒量联系起来，利用对称性来判断稳定性。

真理祭坛
　　人们是这么称呼那个巨大的半球体的，它的直径五十米，底面朝上球面向下放置在沙漠中，远看像一座倒放的山丘。这个半球是排险者用沙子筑成的，当时沙漠中出现了一股巨大的龙卷风，风中那高大的沙柱最后凝聚成这个东西。谁也不知道他是用什么东西使大量的沙子聚合成这样一个精确的半球形状，其强度使它球面朝下放置都不会解体。但半球这样的放置方式使它很不稳定，在沙漠中的阵风里它有明显的摇晃。
　　据排险者说，在他的那个遥远世界里，这样的半球是一个论坛，在那个文明的上古时代，学者们就聚集在上面讨论宇宙的奥秘。由于这样放置的半球的不稳定性，论坛上的学者们必须小心地使他们的位置均匀地分布，否则半球就会倾斜，使上面的人都滑下来。排险者一直没有解释这个半球形论坛的含义，人们猜测，它可能是暗示宇宙的非平衡态和不稳定。
　　在半球的一侧，还有一条沙子构筑的长长的坡道，通过它可以从下面走上祭坛。在排险者的世界里，这条坡道是不需要的：在纯能化之前的上古时代，他的种族是一种长着透明双翼的生物，可以直接飞到论坛上。这条坡道是专为人类修筑的，他们中的三面多人将通过它走上真理祭坛，用生命换取宇宙奥秘。

真空衰变
　　在绿色草路的尽头，朝阳已升起了一半，它的光芒照花了人们的眼睛。在这光芒中，有一个人沿着草路向他们走来，开始他只是一个以日轮为背景的剪影，剪影的边缘被日轮侵蚀，显得变幻不定。当那人定近些后，人们看到他是一名中年男子，穿着白衬衣和黑裤子，没打领带。再近些，他的面孔也可以看清了，这是一张兼具亚洲和欧洲人特点的脸，这一点在这个地区并没有什么不寻常。但人们绝不会把他误认为是当地人，他的五宫太端正了，端正得有些不现实，像某些公共标志上表示人类的一个图符。当他再走近些时，人们也不会把他误认为是这个世界的入了，他并没有走，他一直两腿并拢笔直地站着，鞋底紧贴着草地飘浮而来。在距他们两三米处，来人停了下来。
　　“你们好，我以这个外形出现是为了我们之间能更好地交流，不管各位是否认可我的人类形象，我已经尽力了。”来人用英语说，他的话音一如其面孔，极其标准而无特点。
　　“你是谁？”有人问。
　　“我是这个宇宙的排险者。”
　　这个回答中有两个含义深刻的字立刻深入了物理学家们的脑海：“这个宇宙！”
　　“您和加速器的消失有关吗?”总工程师问。
　　“它在昨天夜里被蒸发了，你们计划中的试验必须被制止。作为补偿，我送给你们这些草，它们能在干旱的沙漠上以很快的速度成长蔓延。”
　　“可这些都是为了什么呢?”
　　“这个加速器如果真以最大功率运行，能将粒子加速到10的20次方电子伏特，这接近宇宙大爆炸的能量，可能给我们的宇宙带来灾难。”
　　“什么灾难？”
　　“宇宙衰变。”

　作者：刘慈欣

　　爱因斯坦赤道
　　“有一句话我早就想对你们说，”丁仪对妻子和女儿说，“我心听位置大部分都被物理学占据了，只是努力挤出了一个小角落给你们。对此我心里很痛苦，但也实在是没办法。”
　　他的妻子方琳说：“这话你对我说过两百遍了。”
　　十岁的女儿文文说：“对我也说过一百遍了。”
　　丁仪摇摇头说：“可你们始终没能理解我这话的真正含义，你们不懂得物理学到底是什么。”
　　方琳笑着说：“只要它的性别不是女的就行。”
　　这里，他们一家三口正坐在一辆时速达五百公里的小车上，行驶在一条直径5米的钢管中，这根钢管的长度约为三万公里，在北纬45度线上绕地球一周。
　　小车完全自动行驶，透明的车舱内没有任何驾驶设备。从车里看出去，钢管笔直地伸向前方，小车像是一颗在无限长的枪管中正在射出的子弹，如果不是周围的管壁如湍急的流水飞快掠过，肯定觉察不出车的运动。在小车启动或停车时，可以看到管壁上安装的数量巨大的仪器，还有无数等距离的箍圈，当车加速起来后，它们就在两旁浑然一体地掠过，看不清了。丁仪告诉她们，那些箍圈是用于产生强磁场的超导线圈，而悬在钢管正中的那条细管是粒子通道。
　　他们正行驶在人类迄今所建立的最大的粒子加速器中，这台环绕地球一周的加速器被称为爱因斯坦赤道，借助它，物理学家们将实现上世纪那个巨人肩上的巨人最后的梦想：建立宇宙的大统一模型。
　　这辆小车本是加速器工程师们用于维修的，现在被丁仪用来带着全家进行环球旅行，这旅行是他早就答应妻子和女儿的，但她们万万没有想到要走这条路。

《仰望星空》科普系列征稿
世界的尽头是什么，生命的长度有多少，我们不知道。我们很希望有位神仙姐姐站在世界的尽头，“肌肤若冰雪，绰约若处子”；事实上，只有一个面目不清自称是上帝的老汉在那里自赏。当我们起身寻往那里的时候，老头儿屁颠屁颠儿过来了：
“嘿，你娃还一无所知呢！”
是呵，我们还不知道“一”，也不知道“无”，这不是已经上路了吗？就如弗郎荷费的墓志铭，“他接近了星星。”这群“一无所知”的人们醉心于天上的的星汉灿烂，天上的风云变幻。每一个深深的夜里，他们仰望着深远的星空，并把每一颗星的信息传达给地上的人们。
有一群仰望星空的人，那将是一个充满希望的民族。“把星空的信息传达给地上的人们，让更多的人来仰望星空”，这就是科普的意义。相信这么多人一道上路，风姿绰约的神仙姐姐终会忽然心动，于是五百年的呼唤等来她的一霎回眸。

关于科普：

科普就是科学，是赋予真正科学精神的科学，绝对不是小儿科，绝对不是仅仅把只是通俗化，决不仅仅作为知识的传声筒；
科普不仅仅是流行，不只是取悦大众，决不是科学娱乐化；
科普需要给人以思考的空间，给人以启发

《仰望星空》定位：
经典的，耐人寻味的，能够流传下去的科普；

征稿具体操作：
1. 我们筹划作一个科普系列，先做物理科学专辑与生命科学专辑（人工智能领域整合到生命科学专辑）；数学专辑亦在筹划中；
2. 文章要求：
 适合大中学生阅读，尤其适合高中生，专业深浅程度要控制好；
 保证文章信息的准确性，我们将请国内外有关专家进行审阅；
 语言尽量通俗，专业术语需要适当解释；

相应号召，我也写一篇短文吧。

我觉得自己选择物理是很自然的。小学时我就对自然这门课很感兴趣，还参加了自然兴趣小组，我记得当时的一个活动是记录天气情况，我天天用一个小本子做记录。小时候我的问题也很多，喜欢看《十万个为什么》等科普书籍。

上初中时，开始学物理。当时我的成绩是全班最好的。老师上课所讲的东西我理解得很快，考试也是第一个完成。我记得老师给我们推荐了一个初中物理的演示实验器材，可以在家中做物理实验的。我让父母给邮购了一套。那段时间对这套仪器我很着迷，把里面的力学，光学和电学实验都做了一遍。跟其他物理成绩好的人一样，我也参加过物理竞赛。初三时在老师的辅导下做了不少竞赛题，顺利的通过了初试，然后去武汉参加复试。不过竞赛的成绩并不好，拿了个安慰人的三等奖。但不管怎么样，这些经历激发了我学习物理的兴趣和信心。

自然杂志上一个小随笔：A clash of two cultures。这里的两种 cultures 指的是物理和生物学术圈的文化。从我上大学时就听人讲，学物理的与学生物的思维方式有多大区别，看来直到现在依旧是个话题。如文中所述，这种区别已经存在至少一个世纪。

In the past, biologists have been little concerned about whether their findings might achieve the status of a law. And even when findings seem to be so general as to warrant thinking of them as a law, the discovery of limits to their generality has not been seen as a problem. Think, for example, of Mendel's laws, the central dogma or even the 'law' of natural selection. Exceptions to these presumed laws are no cause for alarm; nor do they send biologists back to the drawing board in search of better, exception-free laws. They are simply reminders of how complex biology is in reality.

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