物理杂谈

165504 · 发表于 2021-10-24 21:16:26

唔，俺也不是很擅长物理，就讲一些俺知道的叭!
提到物理的话，我觉得爱因斯坦是一个无法绕过的伟人，其中他最广为人知的狭义相对论以及广义相对论，更是物理学，甚至是现代科学上的里程碑。
这么牛掰的人我自然就不用多介绍了叭，嘿嘿，那我们来说一个比较冷门的角色，他是爱因斯坦在苏黎世大学时的数学老师，也是一位著名的数学家——赫尔曼·闵可夫斯基。
首先要纠正一下许多人对于维度空间的错误认知。
也就是四维＝三维+时间。
这个观点最早来源于闵可夫斯基的相关理论，后来被爱因斯坦引入狭义相对论中，更是以其名命名，也就是闵可夫斯基空间，当然，这也有洛伦兹力的那个洛伦兹的部分锅。

实际上爱因斯坦在狭义相对论中描写的并不是四维空间，而是四维时空，也就是我们现在生活的这个宇宙，拥有长宽高的立体空间加上一个额外轴线——时间。
但四维空间听名字就知道只是空间，而时间明显不属于空间的范畴，硬要说也只是时间当中的一种人为属性。
这里强调的是人为，因为时间本质上只是人类对粒子运动的感知，产生出的错觉，正如被大家所熟知的铯原子钟一般，通过测量铯原子在原子钟内活动次数进行计时，这样可以保证时间的计量误差最小。换句话说，如果没有人去进行感知活动，那么时间这个概念将不复存在。
一个因为人而诞生的概念，应该被列入空间之中，并让三维空间递进到四维空间吗？
答案显然是否定的，将四维时空与四维空间混淆，是对闵可夫斯基理论的错误解读，爱因斯坦从来没说过时间是第四维之类的话语。
那么四维空间究竟是什么呢？
目前最主流的说法是空间连续性，也就是彭罗斯阶梯以及克莱因瓶那样的连续空间，也就是将三维空间扭曲延伸并且穿过三维空间本身的，就是四维空间，其本质依旧是空间。
当然，这样说也许很难理解，因为人类是三维生物，就像一个人只有一只眼睛一只耳朵的话，失去双眼效应和双耳效应的他，就会失去距离感，也许在这个人的世界中，只有二维而已，三维对于他而已同样难以理解。
让我举一个比较通俗易懂的例子，那就是拥有空间宝石的灭霸，就已经属于四维生物了，就像奇异博士的镜像空间一样，他可以折叠空间，可以瞬间来到任何地方，甚至可以在每一个空间中同时存在（这个电影里没有），而这些对于三维生物而已难以想象的伟力，也只是四维生物的普通攻击，嗯，就像补小兵那样，因为三维空间对于它们来说就像一张可以任意折叠的纸，我们概念中的“距离”可能也就是它们的一个点。
对了，相较于提出四维时空的闵可夫斯基，最早提出四维空间的学者，是提出著名的拉格朗日点的拉格朗日，但是在提出莫比乌斯环的莫比乌斯之前，四维空间并没有得到重视。
话说回来，在2017年首次被证实存在的引力波，早在1916年就被爱因斯坦预言了，虽然后来他自己都不相信，并且多次试图证实自己的错误……唔，值得一提的是，证实引力波存在的人中，有一个叫吉普索恩的，他是著名电影《星际穿越》的理论指导，这么说大多数人把四维时空和四维空间的概念混淆也有他一个锅。

那么什么是引力波呢？
爱因斯坦在广义相对论中提出，大质量天体（或者物体）会导致周围的空间被挤压，从而产生引力，这点可以说是突破了传统物理学的超前理论啊!要知道在这之前牛顿的苹果可是无法动摇的。
唔，要是大家现在像我一样躺在床上的话，可以把垫在背后的枕头拿出来，然后手握拳抵住身轻体柔的枕宝❤️，慢慢的往下压♂，这时你的手就相当于一个大质量天体，而枕宝表面就是空间，枕宝儿往下陷就是空间扭曲，而枕头套那一道道褶皱就相当于引力波了，如果你手边正好有一个圆球状的物体，你往上边一放，它就会滚落“坑”中，当然，因为模拟的力是向下的，所以小球会滚落到“坑底”，而不是你的手心，毕竟小右不是真正的大质量天体嗷，唔，如果你的小右能用握力扭曲空间就当我没说。

引力波大概就是这么一回事儿啦！
说回来，宇宙中质量最大的天体就是黑洞啦！要知道俺小学时还以为黑洞的另一端是白洞呢~
大质量的天体导致的空间扭曲，就连通过旁边的光线也会被扭曲，甚至爱因斯坦认为，即便是时间也会被扭曲，所有逃不过其引力影响的都只能往其质量中心点压缩，这个点就是黑洞，基于这个理论，早起科学家们制作了许多黑洞的假想图，当然因为图像是平面的，所以可能会有人以为黑洞也是平面的，就像小学的我一样，但实际上黑洞是三百六十度无死角全方位大功率“吸尘器”……怎么今晚总是容易跑题嗷!

总之，就像刚刚说的《星际穿越》，就是根据上述理论为依据进行制作的，其中包括黑洞的场景等等，都是严格依照广义相对论进行模拟，相关参数都是那个叫索恩的提供的啦，毕竟早在两年前，我们就有了真实的黑洞照片啦！如果不像请给他寄刀片。
唔，果然，俺和物理老师相处得不太融洽，一说物理就走神!

在结尾还是来聊一些别的吧！

那就是熵，当然，物理上的熵因为某部电影大家应该都知道，所以我们来说说克劳德·埃尔伍德·香农的信息熵。
说到香农这可是个了不起的人物，大概可以理解成信息学的爱因斯坦，我们今天能够通过手机交流全拜他所赐。
那么什么是信息熵呢？
正如熵被用来形容粒子运动的混乱、不确定性一样，信息熵就是信息的不确定性。简单来说就是随机，就好比打开某抑郁软件，点击随机播放一样，随机播放的歌曲就相当于“信息熵”，当然，这么说并不太准确，其实推荐我们随机歌曲的过程，才应该是信息熵，因为这代表了我们听歌时的喜好，是具有价值的信息，而推荐的歌曲只是一个结果。值得一提的是，这些信息熵都挺小的，因为不管是某q还是某狗还是某抑郁，都是通过算法编辑得到的“伪随机”，在我们点击随机播放的那一刻，我们的歌曲列表就已经生成了，而采用“真随机”的只有一开始的苹果，但是因为用户经常重复同一首歌而遭到差评，现如今几乎所有的软件都采用了伪随机的算法，而能做到真随机的也只有大自然，人类只能模拟“真随机”。
在香农的信息论中认为，当一个不可能发生的事情发生时，信息熵的量是最大的。大概就好比是一个不可能犯罪中，凶手往往更具备显著特征，想要做到不可能犯罪，凶手必然会暴露更多的信息，例如只有猴子能够钻过的烟囱，帮助奥古斯特·杜宾确认了唯一有可能犯罪的凶手——训猴师（叫啥名不记得了）。
所以对不可能犯罪偏执的佬们可要小心啦，如果真的犯下凶杀案的话，很难不被发现哦~
唔，字数也差不多啦！最后的最后给大家安利一下我最近听的音乐吧！

progressive house，也就是流行浩室，流行浩室是浩室的分支之一，注重音乐的旋律，比较轻快活泼（嗨），起伏波动大且带有故事感，最重要的是！鼓点不会很重，却依旧能保留了浩室特有的节奏感、韵律感。浩室音乐也可以称为浩室舞曲，是电子音乐的一种，大家经常说的电音基本上就是它了。
最后的最后的最后，安利一首比较喜欢progressive house吧!
《True Storise（Aroze Vionu Remix）》

感谢能坚持看到这里的大家~

157094 · 发表于 2021-10-25 00:51:51

下一期就着重讲爱因斯坦吧、爱了这位。

160591 · 发表于 2021-10-25 08:20:04

感谢裹佬的分享！

挺有感触的，我想从维度、黑洞、信息熵这三个概念谈谈我的看法，附视频链接。
首先是维度，关于四维时空和四维空间的说法，裹佬分析得很到位，时间是人类虚构出来的，是一条独立的虚数轴，而在真正的四维空间里，时间和其它三个维度一样，是均衡的。还有一个概念也容易混淆，就是平行宇宙，很多人认为四维是时空，那么五维就是平行空间了，其实真正的平行空间说起来应该是六维，五维只能算是个时空平面，至于能自由穿越于平行空间的生物，那就得是九维的了。现代物理中，在多种超弦理论的综合发展下，我们的宇宙被认为是十一维的，因为十一维包含所有的记忆和认知，人类不能再了解更多维度的内涵了，只能在数学上表示，比如n维向量、n元数等。其实我个人认为，大部分理论的发展很大程度上是维度的跳跃，例如从连续到流形，从向量到张量，从域论到环论，从弦理论到膜理论等等。
视频链接: https://m.bilibili.com/video/BV12x411Y7J7
再来谈谈黑洞，黑洞不是一个洞，而是一个由耗光能量的恒星坍缩而来的天体，本质是三维引力场。可以想象一下，太阳就是恒星，当它的能量耗尽后，它将会成为黑洞，并且开始吞噬身边所有的物质，地球也会被吞并，直到吞光太阳系。
黑洞作为霍金研究的主要内容，它直接决定了我们宇宙的未来，所有的物质都难逃被黑洞吞噬的命运，正如最后所有的黑洞也难逃辐射殆尽的命运，具体的就看视频吧，看完真的很震撼。
视频链接: https://m.bilibili.com/video/BV1z4411Y7tX
最后来说信息熵，熵是热力学的概念，熵的存在是很自洽的。熵越大，就越混乱，就像一盒完整的火柴散落一地，它的熵也随之变大。在没有干预的情况下，所有系统都会自发地增大熵，也就是说，如果你不动那盒火柴，它最后还是会四分五裂，乱七八糟。那信息熵是什么呢？裹佬也说了，它代表着信息的随机性，其实就是信息中排除了冗余后的平均信息量，关于它的应用，一个最出名的问题应该就是称假币了，十二个硬币中有一个假币，最少几次可以把它用天平称出来？一个很巧妙的手法就是均分可能性，具体过程请看视频。
视频链接: https://m.bilibili.com/video/BV1Pq4y1L77B

113602 · 发表于 2021-10-25 14:55:09

比较好奇大自然中真随机的例子

161263 · 发表于 2021-10-25 15:03:31

感谢分享

156237 · 发表于 2021-10-25 16:27:55

能够明确区分四维空间和四维时空，你的物理水平不容小觑啊

154973 · 发表于 2021-10-25 20:41:19

感谢分享

156779 · 发表于 2021-10-26 19:53:54

除了莫比乌斯环，克莱因瓶和彭罗斯阶梯在三维中是不可实现的吧。

121843 · 发表于 2021-12-20 01:27:30

我们物理老师说

现在能和爱因斯坦battle一下的就杨振宁。
论物理贡献/物理地位，杨振宁>>霍金

当时我就震惊了(对我来说算是个冷知识了)
还有牛顿也是极其厉害的，没有几个能和牛顿比一比的。

165007 · 发表于 2021-12-22 21:46:48

感谢分享

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