存在主义物理学_数学物理化学

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前言

“请问……”一个年轻人得知我是物理学家之后，害羞地问道，“我可以问您几个有关量子力学的问题吗？”我以为他要跟我探讨一些关于测量假设或是多体纠缠的难题，但是他接下...

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一则警告

我想让你先对自己的处境有所认知，所以我先给你交个底。我既是不可知论者，又是一名异教徒。我从未加入过任何有组织的宗教，也从未有过加入任何宗教的想法。不过，我对宗教...

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01.过去依然存在吗？

...

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现在和永远

时间就是金钱。如果你不抓紧，它就会飞速流逝。“时间过得真快。”“没时间了。”我们无时无刻不在谈论时间。然而，时间却依然是最难理解的自然属性之一。阿尔伯特·爱因...

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永恒的信息

当下这一时刻没有什么特殊含义这种观念，可以从另一个角度来看待。所有成功的基础物理学理论都需要两大要素：（1）初始条件，即你想要描述的某个对象在某一时刻的详细信息...

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超凡脱俗的数学

到目前为止，我在本章的所有论证都是基于对自然规律的数学性质的分析，但这种方法本身也需要进一步检验。正如尤金·维格纳的名句，数学在自然科学中有着“不合常理的有效性...

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小结

根据我们目前建立的自然规律来看，未来、现在和过去都以同样的方式存在。这是因为，无论你所说的“存在”究竟是什么意思，这些法则都不能将时间中的某一时刻与其他时刻区分...

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02.宇宙是怎样诞生的？它会如何终结？

...

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将某件事情解释清楚意味着什么？

地球形成于约45亿年前，最早的原始生命形式诞生于约40亿年前。在那之后自然选择开始大展拳脚，环境适应性越来越强的物种在地球上涌现。生物学家说，这方面的证据多如牛...

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现代版本的创世神话

起初，超弦创造了高维膜。这只是我听过的一个故事，还有其他很多类似的故事。一些物理学家认为宇宙始于一场爆炸，另一些认为源自一次反弹，还有一些则认为宇宙最初是泡沫。...

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暴胀

根据暴胀理论，宇宙是由一种叫作暴胀子场的量子涨落创造出来的。这里的“场”与粒子不同，它渗透在空间和时间中，无处不在。量子涨落的出现意味着，这种开天辟地的事件即便...

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新的作用力

物理学家目前认为存在四种基本力：引力、电磁力、强核力和弱核力。我们所知道的所有其他种类的力，包括范德瓦尔斯力、摩擦力、肌力等，都来自四大基本力。物理学家将假想中...

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反弹与循环

这一类理论认为，我们的宇宙在当前的膨胀之前经历过收缩的阶段，从而把“大爆炸”替换为“大反弹”：他们认为早期宇宙是在经历过一段平稳的过渡之后发展成今天这副模样的。...

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无边界假设

为了避开大爆炸的奇点，无边界假设将早期宇宙之外的时间替换成了空间。我之所以要说宇宙“之外”，是因为在时间还不存在的情况下，“之前”这个词没有什么意义。你可以想象...

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几何发生学

几何发生学（Geometrogenesis）的思路是，空间随着宇宙一同诞生。在这种方法中，科学家通常会将宇宙诞生前的阶段描述为某种网状结构，其包含的连接实在太多...

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最后……

如果我们用现有的宇宙学理论去推断遥远的未来，那么用两个字来概括的话就是“黑暗”。在大约40亿年后，与我们相邻的仙女星系将会与银河系相撞。我们的太阳将会在大约80...

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小结

我们通过简化来改进科学理论。但关于早期宇宙，我们简化解释的程度可能是有上限的。因此，我们可能永远无法判断，有关宇宙起源的众多备选理论中究竟哪一种才是正确的，这就...

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其他意见（1）数学就是一切吗？——蒂姆·帕尔默访谈录

2018年秋天，我意外收到了位于伦敦的英国皇家学会的邀请，他们邀请我前去参加一场主题为人工智能的餐会。我查询了一下发信人（也就是皇家学会当时的代理主席）的信息，...

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小结

我们用数学来描述我们观测到的东西，但我们不知道为什么有的数学可以描述现实，有的则做不到。所以我们可以将宇宙起源的瞬间归为能够用来描述我们观测到的结果的数学诞生的...

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03.为什么我们不会变得更加年轻？

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最后的问题

在艾萨克·阿西莫夫1956年的短篇小说《最后的问题》（The Last Question）中，一个叫亚历山大·阿德尔的人在喝了酒之后，对宇宙的能源供应感到十分担...

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关于“现在”的问题

爱因斯坦最大的错误不是宇宙学常数[4]，也不是他坚信上帝不掷骰子。他最大的错误是和一位名叫鲁道夫·卡尔纳普的哲学家谈论“现在”。 “‘现在’这个难题对爱因斯坦造...

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真空中的大脑

我们终将归来在时间的尽头就像缸中的大脑，四处游荡只有纯粹的思想。 ——扎比内·霍森菲尔德《薛定谔的猫》12 我们已经认识到现实不过是大脑根据感官的输入而产...

25

小结

我们不断变老是因为这是最有可能发生的事情。我们当前所掌握的理论很好地描述了时间的单向性以及我们对“现在”的感知。一些物理学家对现有的解释并不满意。寻找更好的解释...

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04.你只是一堆原子吗？

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你是什么？

我听说有些人在公开演讲的时候会想象所有听众都没穿衣服，以此缓解焦虑。我不知道你会不会这么做，但我不会这样。我更喜欢在脑海中把听众分解成化学元素（参见图7）。人...

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多就是多

除了粒子之外，我们还需要哪些东西才能创造出一个有意识的存在？我发现，很多人都会下意识地否认这么一种可能性：人类的意识是由大脑中许多粒子的相互作用产生的。他们似...

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别着急，慢慢来

如果你和我一样，你可能也会觉得自己是一个物理意义上紧凑、只占据特定空间的对象，头和脚分别处于身体的两端。然而，这种直观的自我形象并不根植于现实。我们身体的物理...

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小结

你、我以及其他世间万物都由微小的粒子组成，而像我们这样的宏观物体表现出的一切行为，都是这些微观粒子的行为带来的结果。然而，一个生物或者无生命物体的特征来源于其众...

《存在主义物理学》简介

前言