十一 06

Dreams-of-Earth-and-Sky

作为《反叛的科学家》的续集,这本《天地之梦》是戴森先生在2006-2014年的书评集,网上看到这张海报,放在这里当封面。
@qiusir:是不是每年的12月都不要读新书,要把这一年的书再翻看一下呢,至少要回过头来看看读书的摘录吧...
@qiusir:读弗里曼·戴森的书是从《一面多彩的镜子》开始,之后读了《宇宙波澜》、《反叛的科学家》、《天地之梦》、《生命起源》,还在网上买了油墨版的《全方位的无限》(《武器与希望》和《太阳、基因组与互联网:科学革命的工具》还没有淘到),读得很过瘾,决心要读完他所有的书,多少会弥补不懂狄拉克方程的美的缺憾吧。而涉及到弗里曼在数学、物理、生物和天文等方面的专业论文,只能留给我的学生们去完成了。
当年读到《一面多彩的镜子》书后附的《弗里曼·戴森:科学家与作家的一生》很兴奋,作为读者特地发邮件给林开亮致谢,后来在《生命的起源》有又读到升级版的弗里曼小传,基本相同的文字又读了两遍,这种事在我这,上一位是英伦才子德波顿的新版文集总序《我的作品在中国》,感觉戴森让自己移情了哈哈。
等读完《天地之梦》,才注意到好几本都是肖明波翻译的,一般只留意我不喜欢的翻译者,还有就是,不知怎么把肖明波想当然地和我不怎么喜欢的路金波扯上关系。特别读他的译后记中提到他和戴森的邮件交往,从细节的纠正、差异的辨别到共鸣,感受到译者的专业和敬业,译者提到以后会让自己的小儿子看这本书时,让人感动更让人敬佩。
戴森说人类文明史上最严重的政治错误是1433年明朝皇帝的海禁决定,即使最糟糕的科学失误也不会造成如此巨大的损失。想来互联的世界很奇妙,大洋彼岸九十多岁的长者的文字,通过文字翻译延时了几年,激发了那块海禁过的大陆上的一位不名的教师,还会影响到他的学生。相信戴森的思想就如他提到的太空蝴蝶一样,一定会传播到更遥远的地方,而且在那新的星球上更有活力...
Dreams-of-Earth-and-Sky

中译本序
英国国旗在香港和平降落,是一件值得英国和中国同样感到骄傲的事件。在接下来的这个世纪里,注定会出现财富与国力的大规模转移,这要求我们大幅增进彼此之间的理解。
序言
书评人最严重的失误
感谢《纽约书评》将我2006年到2014年写的书评集结出版。
我喜欢打破将科学与其他人类智慧之源分隔开来的壁垒。出色的失误能打破壁垒,引导我们对大自然产生更广阔的理解。
历史告诉我们,当战争打出一个烂摊子之后,和平与调停比正义更重要。让仇恨与不满没完没了,是人类社会的一种慢性病,而赦免是唯一的医治良方。
我也相当肯定全球变暖的现代计算是错的,因为它们没有对过去出现的气候变化给出很好的解释。
Nullius in Verba 绝不对任何人的话照单全收,别让他人来指挥我们如何思考。
1“关于科学与社会的异端思想”
我们生物技术的未来
家庭化的生物技术,将在未来50年里左右我们的生活,其程度不会亚于家庭化的计算机在过去50年对我们生活的左右。
设计基因组将是一件私人化的事,是一种和绘画或雕塑一样具有创意的新艺术形式。
进化是一种群体性的事务,因为共享了最有效的基因,整个共同体在新陈代谢和繁殖的效率方面集体向前推进。
大约10万年前,基于物种间竞争的达尔文式进化阶段结束了,此时一种叫做智人(Homo Sapiens)的物种开始取得主导地位,并对生物圈进行了重组。从那以后,文化进化取代生物进化,成了变化的主要驱动力。文化进化不是达尔文式的进化。文化传播更多的是思想的横向转移,而不是遗传继承。文化进化的速度比达尔文式的进化快1000倍,将我们带入了一个文化相互依存的新时代,我们称之为全球化。
我们在迅速进入后达尔文时代,届时物种将不复存在,开源共享规则将从软件交换拓展到基因交换。生物的进化将再次变成群体性的,就像在独立的物种和知识产权发明之前的美好时光。
“设想一个在林中小溪边玩耍的小孩,用一根棍子去戳水流中的漩涡,将其打散。漩涡很快又聚拢来。小孩再次将它打散,它再次聚拢来,这令人着迷的游戏就这样继续。这下你明白了!生物体是紊流中的弹性模式---能量流中的模式...我们必须不只是将它们唯物地看作机器,而应该看成稳定、复杂和动态的组织。
@qiusir:首先是成为一个丰富的我,再才有可能成为一个好的老师,而不是一个佣人。
我要问的事,要过多久的时间我们才能种植黑叶植物?
可以设计新品种的白蚁来咀嚼被遗弃的汽车而不是房子,可以设计新品种的树木,将二氧化碳和阳光转化为液体燃料,而不是转化为纤维素。(《全方位的无限》里提到:能源树(讲光合作用所产生的纤维素转变成可用的液体燃料)、采矿虫(挖掘黏土以取得金属矿带回地面)和清道龟(拥有金刚钻的牙齿来分解人类的废弃物))
我从批评者那里得到的教益比颂扬者那里还多。
2《各种可能的世界中最好的一个:数学与命运》
书写大自然最伟大的书
莫佩尔蒂可以用数学方法证明:如果一组物体在运动时,使得总作用尽可能小,那么这种运动就服从牛顿运动定律。因此,从最小作用量原理可以导出整个牛顿力学。
数学成了理解人类命运的关键。
古希腊科学建立在几何基础上,测量的是空间而不是时间。阿基米德了解静力学,但是不了解动力学。伽利略通过单摆和落体,迈出了从静态自然观到动态自然观,具有决定意义的一步。他引入了时间这个参量,以便进行数学分析。(爱因斯坦说伽利略最伟大的贡献是提出了加速度,戴森的总结更到位,引入了时间这个参量。)他说自然这本书是用数学符号写成的。伽利略这句话,是将世界撬上当今这个科学认识新时代的杠杆。
大自然通过实验,来回答我们提出的问题。
@qiusir:认真思考,抽时间阅读,更透彻分析自己,这样作为教师才能有一个更稳定的状态,才能给予学生更有弹性的指导。
悲剧不是起因于无情的命运,而是由人类的愚昧与不幸的偶然事件造成的。最严重的错误是傲慢的领导过度自信,他们不懂得尊重敌人的技能和机会的多变。
培根将英国科学往实验方向推进,其强度可媲美笛卡尔将法国科学往理论方向推进。
3《冯·布莱恩:太空梦想家与战争工程师》
火箭人
“需要阳光、沃土和一些园丁栽培的小花。”“为了让这朵小花长得更快一点,而向它泼上一大盆小便,很可能会要了它的命。”
战争本身就是不道德的。就连最正义的战争也牵扯到犯罪和暴行。
我很仰慕冯布劳恩,可以用上天赋予的才华,去实现自己的愿景,甚至在需要与魔鬼订立协议时也在所不惜。(有的表达需要勇气,比如戴森这篇书评)
4《会士:吉尔伯特、培根、雷恩、牛顿和一场科学革命的故事》
科学界兄弟情谊之梦
作为一个在英国长大的孩子,我很早的时候就接受了这样的观念:每个国家有自己的强项。德国有巴赫和贝多芬,法国有莫奈和高更,我们英国有牛顿和达尔文。科学是英国人擅长的东西。(中国地大物博,中国古代最牛,动不动就领先他国几百年哈哈哈我们有老子、孙子)
尽管是从新西兰移民过来,卢瑟福变得比英国人更有英国派头。(钱德拉斯卡甚至认为卢瑟福是最伟大的科学家)
“他们玩他们的符号游戏,而我们在卡文迪许实验室,给出的却是自然界确凿的事实真相。”法国人和德国人在用量子理论中的抽象数学方程进行计算,而卢瑟福却在用一个原子核轰击另一个原子,在将氮变成氧。
磁铁指向北方的那一端,对应的是地球的南极。吉尔伯特在磁学方面所做的工作,与富兰克林200年后在电学方面所做的工作相同。
伽利略比吉尔伯特年轻20岁。伽利略在给一位朋友的信中热情地写到了吉尔伯特:“他的头脑汇总竟然产生了如此了不起的一个思想,我要告诉颂扬、羡慕和嫉妒这位作者。”
弗朗西斯培根(比伽利略大3岁,比笛卡尔大35岁)在1618年被任命为大法官,但在1621年因为收受贿赂而失宠,隐退了5年,潜心协作一本未完成的巨著《伟大的复兴》。他用“复兴”表示,从世界各地获取知识并将其投入实用领域的一个组织。
真理易于从谬误中产生,难于从混乱中产生。”(作为物理教师,看那些学习困难的学生,不是常犯错误的问题,是一直的混乱。)
皇家学会借用培根用来称呼基地成员的fellows来称呼他们的成员。阿西莫夫借用他的“基地”foundation,作为那套有史以来最畅销的科幻小说的书名。
皇家学会得以维持下去,在很大程度上得益于Robert Hooke的努力,他在学会中当了20多年的实验主任。胡克当初以Robert Boyle雇佣助手的身份进入牛津,改进了气泵、摆钟和显微镜的性能和可靠性...
5
为革命而工作
1913年出现了一个大跨越---波尔将原子描述为一个微小的太阳系...
哥本哈根研究所的创始人和灵魂人物是Niels Bohr,他在1913年最早提出了原子的量子理论。还是个成功的募资者,有杰出的管理爱能,智慧超群,人品出众。
那时在1938年发现了原子核裂变之后。1939年海森堡在柏林最早进行了这种交易,后来在1943年,波尔和许多其他人在洛斯阿拉莫斯Los Alamos也进行了这种交易。海森堡和波尔都没有为他们所做的交易表示过后悔,他们都坚信,核能有望为全人类造福。
老一辈的“革命家”唯一没有耽于二次革命幻象的是波尔。直到生命终止时,仍在积极支持和鼓励后来的额几代年轻科学家。他没有像爱因斯坦一样,回到象牙塔中按自己的想法闭门造车。
爱因斯坦是为一种神圣的不满足感驱动,让他拒不接受第一次量子革命,并努力从纯思维中开创第二次革命。波尔受到第一次革命成功的自豪感驱动,这让他继续探索原子核与粒子物理的细节,并享受着与共事的几代年轻物理学家的友谊。
从物理学领域转到其他还没有发生革命性变化的领域。伽莫夫转入了宇宙学...
在20世纪中叶,大多数科学家都这样认定。波尔与爱因斯坦之间关于互补性的历史性辩论结束了,波尔在物理学领域获胜了,爱因斯坦在生物学领域获胜了。
沃斯的新生物学基于如下思想:生物是一种动态的组织模式,置身于流经它的化学物质与能量的溪流之中。组织模式不断地形成,和自我改进。如果我们试图对流经的一个有机体的每个分子进行观察和局部化,我们可能会破坏构成代谢性生命的模式。
6
全球变暖问题
斯特恩政策的实际效果是,减缓中国当前经济增速,以减少100年后气候变化所产生的破坏。几代中国人都得受贫困之苦,换来他们的后代稍微富有一点...
21世纪下半叶,生物技术有可能在我们的生活与经济活动中占据主导地位,就像计算机技术在20世纪下半叶主导了我们的生活与经济一样。
环保主义已经取代社会主义,成了主要的世俗宗教。环保主义的道德观在本质上是好的。
7
为加拉帕戈斯群岛而抗争
“充满着喧哗与骚动,却毫无意义。”“人是造物主多么令人惊叹的一项杰作!”
8
跃入浩瀚的未知世界
“在现代物理学中,只有一种东西,它更像传统思想中的光,而不是传统思想中的物质。因此,就给这本书取名《存在之轻》(light有轻的意思,也有光的意思。)”
在一位科学家看来,在黑暗中纵身一跃却发现跳错了地方,也强过谨小慎微地呆在有限的已知领域之内。
9
当科学与诗歌还是朋友时
拜伦
光明的太阳熄灭了,星辰们也在
无尽的天空中暗淡,
昏暗、无路而又冰冻的大地
盲目地摇摆在昏黑无月的空中...

奇迹时代是指1770-1830这段长达60年的时间,通常被称作浪漫主义时代,可最清楚滴将它定义为诗歌时代。
那个时代的科学家跟诗人一样,也具有浪漫主义情怀。科学发现也像诗歌一样出人意料、令人陶醉。许多诗人对科学兴趣浓厚,许多科学家也对诗歌兴趣浓厚。
赫舍尔明白,当他观察遥远的天体时,他不仅是指向浩瀚的太空,也是在望向时间的深处。
“我要像鲨鱼一样地化学发起进攻。”
@qiusir:早前看过电影《维克多·弗兰肯斯坦》,通过戴森才知道这是由诗人雪莱的妻子玛丽在19岁时写的一本小说改编的……
1833​年,在剑桥首先使用“科学家”一词,代替“自然哲学家”,以强调和过去划清界限。
郝斯勒是一个专职的计算机专家,兴趣转移到生物领域。他们发现在脊椎动物的基因组中有一小段DNA,在鸡、田鼠和大猩猩的基因组中是严格保留起来的,但是在人类的基因组中则修改得很厉害HAR1(human accelerated region 1),是第一号人类加速区。​在3000万年的时间里,从鸡与田鼠的共同祖先,一直到大猩猩与人的共同祖先,他基本上没有进化,然而在从大猩猩和人的共同祖先到现代人的600万年里,它进化得非常快。
在这600万年历,人类种系的这段DNA已经有18次改变固定下来,由这段DNA帮助控制发育过程...在母体的孕中期,即胚胎大脑的详细结构得到构建的时期,它在大脑皮层的发育过程中是活化的。郝斯勒团队在脊椎动物的基因组中发现了另一段类似的DNA,在人类胚胎手腕的发育过程是活化的。大脑和手是最能将人与我们的脊椎动物近亲区分开来的两个器官。
(2006年)HAR1和HAR2的发现,有可能具有开创性的意义,
可媲美卢瑟福1909年发现的原子核,或者克里克和沃森1953年在细胞核中发现双螺旋结构。
如果新奇迹时代的优势学科是生物学,那么占据优势的艺术形式应该是创造出动植物新变种的基因组设计。
10
荣誉价值几何?
在我父亲的男子合唱团里,后来出了两位国王,爱德华八世和乔治六世。
如今,拥有核武器给民众和政府一种武力上的幻想,就像中世纪马背上的骑士、1905年时的无畏舰以及1936年时的战略轰炸给人以幻想一样。
我跟道金斯一样,对所有的宗教都缺乏敬意,但是在我们这个时代,对他们一视同仁地采取不尊重的态度,同样是愚蠢的。
William Blake 犯错遭弃,也合乎上帝旨意。To be an Error and to be Cast Out is a Part of God's Design.
Opposition is true Friendship
(这一章后面看两位高手过招,透过纸面感受到一种温和的杀气)
戴森:牛顿是朝着理解大自然方向跨出最大一步的科学家,在漫长的一生即将接近尾声时,他写道:“我不知道在世人的眼里我是怎样的人,但在我自己看来,我就像一个在海滩上玩耍的小孩,不时为找到一两块比别人更光滑的鹅卵石或更漂亮的贝壳而开心;而我面前,则是一片浩瀚的真理之海,尚待发现。”(忽然为自己常捡小石头回家找到借口,下一步估计要捡贝壳了哈哈哈)
温伯格:你引用的那段牛顿的名言很贴切,不过另一方面,牛顿也说过:“我希望我们可以用与推导力学原理相同的推理方法,推导出大自然的其他现象。因为种种迹象都诱使我推测,它们也许都有赖于某些类型的作用力。”

11
沉默寡言的量子天才
狄拉克是个很有意思的人,正如爱因斯坦也是很有意思的人。爱因斯坦1921年获得诺贝尔奖,狄拉克在1933年。都有两个亲生的孩子,还有妻子前后婚姻留下额两个继子女,都在年轻时参加了欧洲专业科学家社团,都移民到了美国,并在年老时与美国科学界产生了隔阂。主要差别,一个世界闻名,一个一直声名不彰。
爱因斯坦变得异常出名,主要是他喜欢出名,常发出挑衅性的言论。
爱因斯坦改变了我们对空间和时间的思维方式,这种新的思维方式被称为相对论。
10年后发生的第二场革命意义更加深远,它改变了我们对于几乎所有事物的思维方式,不仅体现在物理方面,而且体现在化学、生物学和哲学方面。它改变了我们对科学本质、因果、过去与未来、事实和概率的思维方式。这种新的思维方式叫做量子力学。它不属于某一个领袖,但第二场革命中最纯粹、最大单的思想家非狄拉克莫属。
Dirac的父亲是一位瑞士教师,要求保罗在家里只能说法语,每次出现语法错误就惩罚他,这使得保罗的生活很痛苦。由于说话可能带来惩罚,他养成了沉默的习惯...他的哥哥自杀了。
“我从小就不懂得爱和体贴为何物。”“在民主国家成为英雄不是什么难事。”“他讲起课来就像放留声机唱片,似乎完全没有人了解他。”
@qiusir:Dyson这样的杰出人士多活些年可以对人类更有益处,而我等凡人,活着只是为了多看点他这样人的书,这也算是对我们辛苦活着的补偿吧。
“我们应该停止关于文字表述的争吵,立足于数学,让哲学的迷雾随风飘散。”
@qiusir:Dyson的书评不是简单的评论,而是从自身和书的内容,甚至是作者或书中的人物和自身的很大交集分享,可以作为书的一部分延展开来...
12
无限的开始
自从人们开始思索人类的命运以来,总是会有宣扬希望的先知和宣扬绝望的先知。
“如果以肯定开始,必将以怀疑告终;如果愿以怀疑开始,也许会以肯定告终。”
培根在天堂和地狱的确定性之外,提供了第三种可选的方案:耐心探寻的方案。他告诉我们,要提出问题而不是宣布答案,要收集证据而不是急于做出判断,要聆听大自然的声音而不是古代智慧的声音。
如今,命运不再是一个不可改变的宿命,不再是不可逆转的善与恶。命运已经成为一个持续的实验,在此过程中,我们可以尽情地从我们的错误中吸取教训。
如果我们仍然是单一物种,我们将失去生物进化的历史动力,去尝试新的实验,去创造身体和心灵的新设计。如果我们走上多样化的道路,我们会失去人类的手足之情。我们会失去共同的忠诚和传统,而那时保障我们具有今日这种面貌的根本。
罗素,“科学是由组织的常识,哲学是由组织的废话。”
“问题是不可避免的”和“问题是可以解决的”。

要问的正确问题不是“谁是最好的统治者”,而是“我们如何确保统治者在统治不好时被和平地取代”。政府的民主制就是被设计来回答最后一个问题的。举行选举不是为了选出最好的统治者,而是给我们一个机会,在不用流血的情况下废黜最坏的统治者...对政府而言,长期的存在的问题不死选出最好的统治者,而是要让不好的统治者为其失败负责。

在过去的半个世纪中,人类状况最重要的改善是中国的经济转型。
13
科学也疯狂
才智方面出类拔萃,在道德方面也充满了勇气,但均执着一种妄念---具有普通常识的人都可得出来的荒谬的。
弥尔顿与伽利略一起见证了为经典物理学的诞生所作的抗争,正如爱因斯坦和艾丁顿在300年后见证了为相对论的诞生所做的抗争。
作为科学家,我非常不赞成你书中的许多观点。其次,作为你的朋友,我更不认同那些试图使你闭嘴的科学家1...170年前,布莱克写道:在英格兰,人们询问的不是一个人是否有才华和天赋,而是看他是否听天由命,是否彬彬有礼,是否是个讲道德的笨蛋,在艺术和科学方面是否对贵族们的观点随声附和。如果是,那他是个好人。如果不是,他就活该饿肚皮。
(查了下这位威廉·布莱克,戴森最喜欢的诗人,看到“在荒原尽头,手指可以触天。”)
“这段话要么全文照登,要么一个字也不要用。”
当想象与观察失去联系时,产生的是“处于边缘的物理”。(民科?)
物理学的边缘不是一条鲜明的分界线,让一边是真理,而另一边是幻想。所有的科学都是不确定的,都是可能被修改得。科学的荣耀在于想象超出了我们能够证明的部分。
“我总是试图将真与美结合在一起,但是当我只能选择一个时,我会选择美。”
14
我们是如何知道的?
“意义是不相干的。”
描述信息泛滥的影响,“就像你跪下去中了一颗树的种子,可它长得太快,在你站起身来之前,它已整个吞没了你所在的城市。”
“信息”这个词,首次出现在1386年的议会报告中,意思是“谴责”。
我的朋友和熟人中,大家都不相信维基百科,但每个人都使用它。不信任和积极使用并没有相互抵触。它包含的信息是完全不可靠的,却又准确得令人吃惊。
科学是大量奥秘的总和。这是一个多种声音之间无休止的争论。科学更像维基百科,而不是《大英百科全书》。
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理查德·费曼的“剧画”
《量子人》叙述了费曼作为一个科学家的生平。
“为什么球可以不断滚动?”“球不断滚动是因为它具有‘惯性’。这就是科学家所说的原因...但这只是个名词而已,没有人知道它是什么意思。”费曼的父亲是一个没有受过科学训练的旅行推销员,但他明白,给一个事物命名,与了解它如何工作,是有区别的。他激发了他儿子一生的激情,去了解事物的工作原理。(费曼还提到过小时候有同学喧嚣鸟的名字之类的知识...卖制服的父亲很清楚一个人穿上制服前后的样子。)
费曼说他可能会拒绝领奖,因为他讨厌正式的庆典,而且特别讨厌与国王和王后有关的浮华仪式。(记得他太太说如果拒绝可能会更出名而带来麻烦,然后他就去了...)
@qiusir:曾自比“属于一个时代”的琼森的弗里曼·戴森看理查德·费曼是“属于所有世纪”的莎士比亚。神一样存在的费曼曾很想见到朝永振一郎,“他在完全与外界隔离的战时的日本独立做了一些研究,领先了费曼5年做出大致相同的发现。”也好奇这位因醉酒错过诺奖颁奖还向女王说过谎的大神和他中学同学汤川秀树有怎样的交集...
朝永振一郎趁妻子外出购物,走进浴室去洗澡,因为喝酒太多滑倒了,摔断了6根肋骨...这是不幸中的万幸。后来他去英国接受另一个崇高的荣誉,这次没有醉酒也没有在浴缸里滑倒。女王不知道他并没有去斯德哥尔摩,好奇问他是否喜欢觐见瑞典国王,他一时心慌意乱,也无法向女王坦陈自己醉酒并摔断了肋骨,随口说非常喜欢与国王交谈。事后他说,在他的余生中,将背负双重的愧疚,第一是醉酒,第二是向英国女王撒谎。(这段我懒得原封不动敲字,顺着自己的理解来了。)
费曼在不尊重权威方面是激进的,但在科学上是保守的。
他对荣誉和奖励不屑一顾,却都是出于真心。当他当选美国科学院的院士之后,又辞去了院士头衔。因为他觉得院士们花了太多时间去争论谁应该在下一届科学院院士选举中当选。
他讨厌划分等级,并希望没有代表崇高学术地位的徽章,挡在他和他的年轻朋友之间。他认为科学是一种集体事业,教育年轻人跟个人做出发现同样重要。他在教学中投入的经精力,跟在思考中投入的一样多。
对于我抢在他之前发表他的一些思想,他从未表现出丝毫的不满。他告诉我,为了避免为科学首创权发生争斗,他遵循这样一条简单的原则:就让那帮笨蛋多占点便宜。
将功劳多归给别人一点,是建立一个健康的科学共同体的最快途径。
费曼的贡献是创造了一种新的思维方式,使大量的学生和同事,包括我本人,能够去做出他们自己的发现。
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如何消除你的错觉
基于简单统计评分的预测,往往比基于专家判断的预测准确。
婚姻持久程度的道斯公式,做爱的频度减去争吵的频度。
认知错觉是被我们凭直觉认为真的一种虚假信息。“有效性错觉”是我们自认为判断力可靠的一种虚假信念。
@qiusir:作为物理老师有时很怀疑工作的意义,有的学生,不需要你教也会,有的你怎么教也不会,而你能教的也就那么有限的一类,这里面能很好相处的又占据很少的比例吧...
丛林的生存,需要一个基于有限信息快速做出决定的大脑。直觉
弗洛伊德如今遭到憎恨的程度,跟他过去收到的爱戴的成都一样强烈。
弗洛伊德是文学的,而卡尼曼是科学的,卡尼曼的伟大贡献是使心理学成为实验科学,其实验结果变得可重复,可验证。
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你真正能知道的是什么?
海德格尔在欧洲大陆具有至高无上的地位,而维根斯坦在英语世界具有至高无上的地位。
人生问题的解决之道,要在该问题消失时才能显现。人们经过长时间怀疑之后,对人生的意义已了然于胸,却说不出这个意义存在何处;之所以会这样,其理由不正在于此?”“不可言说者,只能不说。”
维根斯坦就住在我家楼上,上下楼经常碰到他,但我太胆怯,不敢跟他搭话。好几次,我都听到他喃喃自语地说:“我变得越来越笨了。”
作为量子隧道思想的创始人,伽莫夫(先后师从波尔和卢瑟福)向爱因斯坦解释了存在免费午餐的可能性,他惊讶得在路中间停了下来,差一点被汽车撞到。(这是什么理论?)
直到19世纪,科学还被称作自然哲学,被官方认可为哲学的一个分支。“科学家”这个词是威廉·惠威尔创造的,他是19世纪时剑桥大学的哲学家,后来做了三一学院的院长,并用自己的名字命名了戴森和维根斯坦1946年住过的那栋楼,惠威尔在1833年引进了这个词(科学家)。
@qiusir:当了那么多年学生和更多年的老师,想来没有真正花太多时间有目的去读书(练习册除外),想起来来不及惭愧,那是没办法的事,只剩下了遗憾。想来没有生在一个富裕人家的遗憾不是少吃了多少好东西,遭了多少罪,主要是少了很多机会更早受到好的教育,多多读好的书,见识更多的真和美...
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奥本海默:天才之形
《罗伯特·奥本海默:生活在中心的人》
奥本海默有一种独特的本领,能让自己在正确的时间和地点置身于正在发生的重大事件之中。
1926年,他在哥廷根时,他的导师波恩是量子革命的领军人物之一,这场革命改变了我们队亚原子世界的看法。
1929年,他在伯克利时,他的朋友劳伦斯正在建造第一台回旋加速器,他与劳伦斯在伯克利创建了亚原子物理学的一个美国学派,从欧洲人手里夺得了该领域的龙头地位。
1943年,他在洛斯dainty阿拉莫斯国家实验室制造了第一批核武器。
1947年,他在华盛顿担任美国原子能委员会总顾问委员会主席,为政府军政首脑献计献策。
他受一种无力抗拒的野心驱使,要在历史事件中发挥领导作用。
黑洞是奥本海姆对科学唯一一项革命性贡献。神秘之处在于他未能把握住自己这项发现的重要性。做出这项发现之后的27年,他从未谈论过这项发现,也从未回过头来研究它。他的主要志趣是在纯粹科学领域担任一个领导者。
他认为宇宙飞船计划是应用科学的一项实践活动,不值得高研院的教授去关注。很不情愿地批了一年的假,并明确表示,如果我离开的时间超过一年,我就回不来了。(奥本海姆娶的媳妇也是寡妇?“我发现她对前夫非常忠诚。”狄拉克和爱因斯坦也是,包括戴森和他的偶像费曼也是二婚吧。想起戴森最骄傲自己供养了6个孩子上大学)
我相信奥本海姆失败的原因是缺乏坐功(sitzfleisch)直译成英文是sitflesh,意思是安静地坐着干活的人的能力。他从来不能坐足够长的时间,去完成一项困难的计算。他的计算总是做得匆匆忙忙,而且往往错误连篇。
他总是想置身于中心,这种品质对军人和政治家是有益的,但对原创性的思想家却是有害的。
奥本海姆从来没有使用过惠勒的术语“黑洞”,来称呼非爆炸性引力坍塌的残骸。奥本海姆对兹维基和惠勒的态度,是个人反感外加专业误判。
在奥本海默生活的晚期,当他患病和沮丧时,他的妻子凯蒂向我求助。她恳请我和罗伯特合作一项技术性的科研工作。他说罗伯特因为不能再做可言而感到绝望,他需要一个合作者让他重新开始。我同意凯蒂的诊断,但我不得不告诉她,为时已晚。我告诉她,我宁愿握着罗伯特的手安静地坐一会。他作为科学家的日子已经成为过去。用方程式来医治他的痛苦为时已晚。
@qiusir:看到这一段竟然为奥本海姆哭了,这样一位永远在中心的关键人物,最后落寞至此,或许也是为心疼他的凯蒂哭了,每个人都有老朽的那天...
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弱者如何取得胜利
兰德公司的《俄勒冈小道》最重要的结论是,如果帝国将大部分精力放在军事行动上,叛军通常会赢;如果帝国将大部分精力放在从政治和社会层面上对不满情绪做出回应,叛军通常会输。
非对称战争的结果取决于其合法性如果强大的那一方可以说服弱小的一方,其权威性是合法的,他就会赢。如果弱势的一方一直坚信,强大的一方的行为是不合法的,那么胜利就属于弱势的一方。
如果强大的一方试图用武力摧毁弱小的一方,那么强大的一方就失去了合法性,弱小的一方会变得更加坚定,而且通常会取得胜利。如果强大的一方一直都在努力平息冤屈,它就会获得合法性;顽固的抵抗者就会被孤立,通常会输掉战争。
阅读障碍成了他的一项优势,因为他训练自己通过倾听来学习一切。
“我像一颗断头松。松树是不会再次长出顶冠的。它们就那样保持着扭曲、残缺的状态。”
一如既往,我只能在书评发表之后,才能从我的失误中受到教益。(这话是不是和维根斯坦的那句很合拍,“人生问题的解决之道,要在该问题消失时才能显现...”)
20
丘吉尔:爱与核弹
《丘吉尔的核弹》
1938年在柏林发现了铀裂变
1949年苏联进行了第一次核弹试验,美国的霸权随之结束。
核弹的军事用途很小,它在政治上的重要性被夸大了,只有作为大屠杀工具的危险性是真实的。
正如罗特布拉特是唯一出于良知,离开核弹制造者伙伴的洛斯·阿拉莫斯的科学家;南非共和国是唯一拥有核武器又单方面销毁它的国家。没有人因为南非离开核俱乐部,而减少对它的尊重。
21
出彩的严重失误
科学是由事实和理论构成的。
因为我们的理解是不完整的,因此理论是暂时的。理论是理解的工具,一个有用的工具不一定要完全正确。
“我们不能生活在永远怀疑的状态之中,于是我们尽力编个最靠谱的故事,然后就当这个故事是真实的了。”一种疯狂猜测的理论,最终变成了坚定的信念。人活着都需要信念,大科学家也不例外。
爱因斯坦发现了一种被称为广义相对论的冠以时空和引力的伟大理论,然后又在这个理论中,加入了一个被称为暗能量的附加项。爱因斯坦后来撤回了自己关于暗能量的提议,认为这是毫无必要的。在爱因斯坦你逝世很久,观察结果证明暗能量确实存在。
汉尼拔穿越阿尔卑斯山,从北方入侵意大利的壮举,导致了他祖国的彻底毁灭。2000年后,偷袭珍珠港的辉煌,使日本天皇付出失去整个帝国的代价。即使是最糟糕的科学失误,也不会造成如此巨大的损失。
文明史上最严重的政治错误,大概要算1433年中国皇帝的海禁决定---停止海洋探索,销毁能远航的船只及其航海记录。(明,宣德皇帝)
孟德尔读过达尔文的书,但达尔文从未读过孟德尔的论文。
孟德尔放弃了成为一名世界知名科学家的机会,却成了一名不成功的宗教管理人员。
达尔文的盲目与孟德尔的沉默使科学进步推迟了30年。
在我自己身为科学家的一生中,我一度感觉自己揭示了大自然的一大奥秘。这是我个人的精彩失误。
我很快就忘记了我的失望,并分享了温伯格等在他们应得的胜利中所收获得喜悦。正如我母亲很久以前教导我的,享受任何体育运动的关键是成为一个好的失败者。


1、百度百科上是奥本海姆,维基百科上是奥本海默
2、160页倒数第二行,狄迪克应该是输入错误

2019/11/07立冬前

P.S.年末温习
(多年前有网友问我对九一八的态度,“时间里流淌着忘情的水[?]”)让仇恨与不满没完没了,是人类社会的一种慢性病,而赦免是唯一的医治良方
文化进化取代生物进化,成了变化的主要驱动力。文化传播更多的是思想的横向转移,而不是遗传继承。文化进化的速度比达尔文式的进化快1000倍,将我们带入了一个文化相互依存的新时代,我们称之为全球化。
(我们对人的成长也应该抱有宽容和乐观的态度,相信人的主观能动性也是这个道理)生物体是紊流中的弹性模式,我们必须不只是将它们唯物地看作机器,而应该看成稳定、复杂和动态的组织。
“寒窗苦读只是一种读书态度,这种态度是好的,但是社会竞争是一种非常复杂的长期系统性动员,寒窗苦读是成功的因素之一,钱多、智商高、读书强、父母好、长得美是其中的变量而已,命运是多个变量互动的结果。”——吴军《见识》
生物是一种动态的组织模式,置身于流经它的化学物质与能量的溪流之中。组织模式不断地形成,和自我改进。如果我们试图对流经的一个有机体的每个分子进行观察和局部化,我们可能会破坏构成代谢性生命的模式。
莫佩尔蒂可以用数学方法证明:如果一组物体在运动时,使得总作用尽可能小,那么这种运动就服从牛顿运动定律。因此,从最小作用量原理可以导出整个牛顿力学。(电压分配的欧姆定律背后也是如此)

古希腊科学建立在几何基础上,测量的是空间而不是时间。阿基米德了解静力学,但是不了解动力学。伽利略通过单摆和落体,迈出了从静态自然观到动态自然观,具有决定意义的一步。他引入了时间这个参量,以便进行数学分析。(爱因斯坦说伽利略最伟大的贡献是提出了加速度,戴森的总结更到位,引入了时间这个参量。)

“真理易于从谬误中产生,难于从混乱中产生。”
(社会大众选择了信任爱迪生的传说,但真正的发展似乎更离不开乔治·威斯汀豪斯)爱因斯坦改变了我们对空间和时间的思维方式,这种新的思维方式被称为相对论。10年后发生的第二场革命意义更加深远,它改变了我们对于几乎所有事物的思维方式,不仅体现在物理方面,而且体现在化学、生物学和哲学方面。它改变了我们对科学本质、因果、过去与未来、事实和概率的思维方式。这种新的思维方式叫做量子力学。它不属于某一个领袖,但第二场革命中最纯粹、最大单的思想家非狄拉克莫属。
培根在天堂和地狱的确定性之外,提供了第三种可选的方案:耐心探寻的方案。他告诉我们,要提出问题而不是宣布答案,要收集证据而不是急于做出判断,要聆听大自然的声音而不是古代智慧的声音。
如今,命运不再是一个不可改变的宿命,不再是不可逆转的善与恶。命运已经成为一个持续的实验,在此过程中,我们可以尽情地从我们的错误中吸取教训。
“在荒原尽头,手指可以触天。”
170年前,布莱克写道:在英格兰,人们询问的不是一个人是否有才华和天赋,而是看他是否听天由命,是否彬彬有礼,是否是个讲道德的笨蛋,在艺术和科学方面是否对贵族们的观点随声附和。如果是,那他是个好人。如果不是,他就活该饿肚皮。
我的朋友和熟人中,大家都不相信维基百科,但每个人都使用它。不信任和积极使用并没有相互抵触。它包含的信息是完全不可靠的,却又准确得令人吃惊。(这个很量子力学?)科学更像维基百科,而不是《大英百科全书》。(开放性和发展过程)
神一样存在的费曼曾很想见到朝永振一郎,“他在完全与外界隔离的战时的日本独立做了一些研究,领先了费曼5年做出大致相同的发现。”
文明史上最严重的政治错误,大概要算1433年中国皇帝的海禁决定---停止海洋探索,销毁能远航的船只及其航海记录。(明,宣德皇帝)
达尔文的盲目与孟德尔的沉默使科学进步推迟了30年。
正如我母亲很久以前教导我的,享受任何体育运动的关键是成为一个好的失败者。
核弹的军事用途很小,它在政治上的重要性被夸大了,只有作为大屠杀工具的危险性是真实的。(邻居告诉你放尊重点,他有雷管炸药,核弹或许和不惜用自己来要挟别人的弱邻居有点像呢。)

十一 05

[2019-11-05]就要立冬了,忽然有兴致翻了下近十年十月份附近的微博,特地整理了下在育才园里拍的银杏树的照片,还选了些秋的文字碎片...
[2017-09-14]风景的拾荒如国王的视察...​
[2016-09-21]行向荒野惜落日,爬上高楼看日出...
[2018-09-26]

qiusir@NEYC

[2018-09-13]匆匆赶去拥挤的自习室,无视这最好的阅读之地...
[2015-09-07]成熟之前总有灼伤...
[2015-09-25]
qiusir@NEYC

[2015-09-25]这银杏树上的叶子很像蝴蝶,这难道是要学凤凰涅槃吗...
[2013-09-25]啥事都掺乎是有点2,可啥事都与己无关也太213了。我和这个社会这一年2013... ​​​
[2017-09-27]
qiusir@NEYC

[2017-09-27]晨光好影也长...
[2017-09-28]每一片漂亮的叶子都有只属于自己的伤心故事...​
[2012-10-09]秋天不只是一种颜色,而所谓金秋,收获劳动的果实,也收获自然的风景~ ​​​​
[2013-10-06]忽然觉得自己很像是风景的拾荒者,于过往处驻足屈身,在池边草丛找寻发现~ ​​​​
[2018-10-10]
qiusir@NEYC

[2015-10-12]没看着红叶疯,就等着杏叶黄了...
[2014-10-13]
qiusir@NEYC

[2014-10-13]又到育才杏黄时。大清早见面都交流哪哪哪棵树更漂亮~ ​​
[2011-10-14]沈阳的秋深了,育才园的树开了,银杏的叶子熟了...
[2018-10-16]
qiusir@NEYC

[2018-10-16]随风而动的银杏叶子,逆光看过去如拍动翅膀的黄蝴蝶~~~
[2011-10-17]随手拍育才院里的秋天,让动态的定格,也发现我就活在画中...
[2016-10-17]
qiusir@NEYC

[2016-10-17]黄金伞下小憩...
[2016-10-17]
qiusir@NEYC

[2012-10-18]我把一天最美的时光赶在路上,你们把一生最美的岁月耕在纸上...
[2018-10-18]
qiusir@NEYC

[2018-10-18]“唯美”是育才校园的注脚,“品格”该是育才教育的目标吧。校园旁又建了个“田园牧歌”...
[2018-10-18]散步到这总想着树下有读书的少年,当然这个时候室外的学生不是在晨读而是在晨扫…… ​​​​
[2012-10-18]
qiusir@NEYC

[2018-10-18]金色的秋天里,杏黄的育才园~
[2018-10-19]夜思时短,晨哀影长。那惜时如金的金是说晨时阳光的颜色吧...​
[2011-10-19]秋天的叶子是多彩的,红的、绿的、黄的;秋天的叶子也是单色调的,红的透着橙、绿的泛着黄,而那黄的更是闪着金光,所谓金秋如是了。
[2016-10-20]又到育才杏黄时...(主要是银杏叶黄了,而秀色可餐,想到的不是发臭的银杏果,而是,是黄的杏)
​[2019-10-21]
qiusir@NEYC

​[2019-10-21]体育馆回来路上,娜同事说你喜欢摄影,现在就拍一下。我倒是好奇这是那间办公室的窗……
[2013-10-23]
qiusir@NEYC

[2013-10-23]高三二模在理科部监考,抽空拍拍“金色秋天里,杏黄育才园”。今年的叶子较去年黄得晚了几天
[2013-10-24]
qiusir@NEYC

[2013-10-24]这角度看银杏更像摇钱树呢~ ​​​​
[2013-10-24]
qiusir@NEYC

[2013-10-24]登高赏秋色(爬科高露台上去了),超常部的童鞋大喊qiusir想不开了~ ​​​​
[2013-10-24]阔叶难耐一晨秋雨,瘦骨经得数九风雪。 ​​​​
[2019-10-25]
qiusir@NEYC

[2014-10-16]我们不能奢望经历秋雨洗礼后的树叶永不飘落,但此时的绽放已是永恒的美丽。
[2016-10-25]不知哪来的红围脖大妈使劲晃树...
[2014-10-25]
qiusir@NEYC

[2014-10-25]没闲情装扮自己,有逸致修饰风景。与其说这是对美好的一种心理投射,不如说现实虚拟了心里的家园。或如这树上的叶子和地上的叶子,你又更在乎那一片呢... ​​​​
[2016-10-25]秋天的树下落了一地的花瓣...​​​​
[2018-10-26]
qiusir@NEYC

[2014-10-21]不知多许俗事能恼人一夜白头,但见秋雨一滴已是遍地花黄。开春见~ ​​​​
[2010-10-27]真理如你:你立体,你也动态,你成长,你也衰老,你逝去,你也驻留...
[2016-10-28]越忙越得锻炼,越累越得散步哈,满脑子动量、机械能的...
[2019-10-29]昨天大风、中雨,银杏树上还挂着些叶子...
[2018-10-29]秋天的旗帜...
[2015-10-29]
qiusir@NEYC

[2015-10-29]保10洁说今年的叶子落得格外快...
[2019-10-29]
qiusir@NEYC

[2015-10-29]一整年的收获挂满银杏树,秋愈深愈灿烂,也愈敏感,如机敏的小麻雀,任何靠近都会惊扰到它,一片叶子飘落又会惊动其他的叶子。还好,明年他们还会飞回来...
[2019-10-23]深秋的叶子像极了淘气的学童,随便的一个眼神在那都会起风,约好了一样,三五成群偷偷溜出教室。要是真来了风,像下课铃响起,成群的孩子奔向操场,但教室里也总有更爱学习的留守...
​[2019-10-29]
2019-10-29

[2019-10-29]东北育才高中部的老师拍到散步的新疆部的学生走过理科部楼前的主路偶遇超常部的学生从国际部出来…… ​​​​
​[2019-10-31]
qiusir@NEYC

[2019-10-31]想起了一部老电影,这一树的“幸福的黄手绢”…… ​​​​
[2019-10-31]小树林散步,原本安逸的流浪猫见到我很警惕,没等靠近就蹿了,没准把我当成小号的武松了吧…… ​​
[2017-10-31]
qiusir@NEYC

[2017-10-31]学校传达室的工作应该也不错哈...​
[2019-11-02]秋就走了,银杏树学着人祭祀时的样子,撒下发黄的纸钱,任凭风吹起它们。
[2017-11-05]秋风漫卷,满眼金黄,很似一场喜丧...​
[2010-11-07]不是早过了那以物易物的年代了吗,为什么随处可见以牺牲身体换取身体、以丧失尊严换取尊严的呢。 ​​​​
[2012-11-12]叶发叶落无关风雨,树之春冬定也~ ​​​​
[2012-11-14]本期的育才公开课,算是我随手拍的周年纪...
[2017-11-16]
qiusir@NEYC

[2017-11-16]一地的银杏果,看着不错,踩下去气味有点特别…… ​​​​

[2012-09-26]俯下身,一样可以看到遥远的星辰~~~​​​
[2018-10-23]

qiusir@NEYC

[2018-10-23]早餐后走走拍拍,同事May抓拍...
[2017-09-27]早上来办公室路上绕道小树林走走拍拍,记得曾有老年人以为我研究中药的哈...​
[2016-11-19]每每看到阴暗的天上能飘下洁白的雪花,我的内心都在地上燃起希望,这是怎样焦了的炭能被冰点燃...
[2012-11-19]不经意的一些小的变化会引发苍老的大感慨。就比如发觉自己开始挑喜欢吃的东西先动筷了,也比如发觉自己那些原本革新的锐气也都凝华成了现实的壁垒。好吧,这本就是成熟的表现了,可我还是悄悄拔下了那根银发...
[2019-11-05]很感慨过往的风景,也感慨过往的自己用过的手机,HTC、三星、苹果、华为....
[2015-10-22]
qiusir@NEYC

​[2019-10-31]
qiusir@NEYC

​[2022-10-28]
@qiusir:过一阵子该拍烟囱了,无烟囱不北方[?]...

[2021]十月秋正浓~~~[?]
[2019]每到育才杏黄时[?]
[2011]树开了叶子熟了[?]
[2023]育才园里第二春[?]
[2023]秋满育才[?]
[2024]完美的叶子[?]

25

201910
@qiusir:深秋的叶子像极了淘气的学童,随便的一个眼神在那都会起风,约好了一样,三五成群偷偷溜出教室。要是真的来了风,教室里先是躁动,没等老师说上一句下课,成群的孩子已迫不及待地奔向操场,但教室里也总有更爱学习的留守着...(Tom King朋友圈里转发了...)
@qiusir:很久不在这里整理微博了,今天似乎有闲,主要是有几句还满意的句子要记录一下...
@qiusir:如果忽视那些为社会做贡献的大口号,眼下很多家长,包括大多的学校,对学生的期待多是能考上什么学校,或是将来当什么领导和挣多少钱之类,似乎也只有这样才能报恩。但很少人会关心到幸福,甚至健康,包括自己。这让我想起困难时期,大家关注的点只是填饱肚子,没能力考虑健康。那个年代流行啤酒肚,就如现在高考状元受热捧一样,不知如此营养不良的精神还要持续多久。而说到分数,某个侧面的确可以和体重、身高等相比拟一下。很多时候你不得不面对和别人之间一辈子的差距的事实。比如我活了四十多年也没有不少十多岁的孩子高且重,但这绝对不是我放弃进食的借口,反而这应该是我健康生活的动力。生命不是攀比,更没必要苛求完美,活出自我是唯一要走路,也是唯一能走的路。作为学生的问题也只有一个,你是谁...(小玲子微博里手动点赞...)
201910
@qiusir:作为第一位获得诺贝尔物理学奖(1901)的科学家,伦琴本人拒绝用自己的名字命名X射线。在伦琴(1895)之前,特斯拉(1892)发明了单电极X射线管,并提醒科学界注意射线对生物体的危害性,但他没有公开自己的实验成果。爱迪生(1896)发明了荧光观察管,被用于医用X射线的检验。后来(1903)他终止了对X射线的研究,因为他公司的一名玻璃工人喜欢将X射线管放在手上检验,最后得了癌症,尽管进行了截肢手术仍然没能挽回生命...
@qiusir:难遇相见恨晚的人,就多读不忍释卷的书吧...
@qiusir:未及天命已知命,早过不惑常好奇...
@Laura:未及天命已知命不认命,早过不惑常好奇不刻奇。
201910
@qiusir:早早粗发,未见小时东方的鱼肚白,但有鸭蛋黄的红;山峦间,蚕丝的暮霭,只有自己的公路;听着大学喜欢的歌,似活在曾经听到的别人的梦里...忙里偷闲,跑出来和今年的叶子们道个别。 ​​​​
@qiusir:河边散步,见一自行车斜靠路边,一个中年男子蹲在地上教育狗,边打边骂还边讲道理,“你知道我给你清理多麻烦...”瞥见大白狗一脸无辜,似乎还很享受这秋日的暖阳哈,其实我不怀好意地想到班主任教训学生的画面...​​​​
@qiusir:昨晚发现镜子里的图标似乎更顺眼,今早就把公开课演示文档的首页调整了。回家对比了一下,不会是因为原来的审美疲劳了吧。很多学员对黄金蝴蝶的构造可是印象深刻呢,以后没准会多一个选项...
201910

22

Dyson
弗里曼·戴森《全方位的无限》生命为什么如此复杂 李笃中译 Infinite In All Directions 有翻译为《無限的無限》作者於1985年的吉福德講座。
@qiusir:只有很喜欢一位作者才有要读完他所有著作的愿望吧,可惜对于戴森在物理、数学和生物方面的专业书籍我基本读不懂。这本翻印的书让我很收获,阅读过程中常想起刚工作时的钢板刻写和油墨印刷...

代序
聆听生命不朽的细语
重视生命的生理平衡胜于自我复制,重视多样性胜于均匀性,重视细胞的弹性胜于基因的宰制,重视整体对错误的容忍胜于零件对精准的苛求。(教育的过程呢?当前的教育所谓反自然,至少不遵从最多样性原理吧)
当五光十色的鸟儿仍在大地欢唱繁衍时,巨无霸的恐龙于今安在哉?戴森认为大电脑、核电站、航天飞机都好比迟钝的恐龙,最终只能成为工程师的宠物,却会在历史中三振出局。
上卷
生命为什么如此复杂
1
赞美造化无穷
如果少了一致性,宇宙就毫无伟大之处;如果缺乏多样性,世界也就失去了自由。
1887年 Adam Gifford《遗嘱》参与这项讲座的讲员无需通过任何检试;他们可以隶属于任何宗派或是毫无宗派...
科学和宗教是两扇窗,我们可探头一窥周遭世界之美,而每个人都可以自由选择一扇窗。
William James为了准备Gifford讲座的资料,层离开他在哈佛的工作两年,以收集资料及集中精神思考。
我在看待科学及人类问题时,都是出于一份对丰富多样性的热爱。多样性是生命赠予这个星球的一份大礼物;在未来,则会是给整个宇宙的礼物。而我希望在道德原则和政治活动中,看出多样性的体现。
爱因斯坦希望能找到一个“客观真实”的宇宙,而这个宇宙是由许多高山组成,他们可以登上顶峰,并以几个简单的方程式加以描述。然而,自然不是生活在峰顶,而是在山谷里。
当我们以粒子物理实验对物质做最微细的检验时,它的行为是无法预测的。它似乎是在不同的可能性中,随意挑选自己要走的路。它们像是活的东西,而不是死硬的石头。
@qiusir:有时候看书就像对待自己买来的水果,即便是物质生活比较丰富,一般也不是买来的水果要了一口就扔掉。因为自己水果的时候就相信它的味道和营养...不过说到水果,我的确是扔了不少哈哈。
人性对我而言就像是一个伟大的开始,而不是一个结束。

由生命及人性观点来看,空间是空的,甚至时间本身也是空无所有的。生命在这些广大无垠的时空中只是一点小火花,到现在还未熊熊燃烧。
科学并不是一言堂,科学是一种不断成长及改变的文化。今天的科学已经脱离了19世纪传统科学的束缚,就像毕加索已经脱离了19世纪艺术的形式一般。科学和绘画、诗歌一样,百家争鸣,百花齐放。(阿兰德波顿对毕加索什么看法呢?)
“为什么有那么多不同的教派?”妈妈很聪明地回答我:因为上帝喜欢这样。如果上帝希望我们都去同一间教会赞美他,那么他就不会造出那么多不同的认了。
@qiusir:读不舍看完的书,遇相见恨晚的人
1660年伦敦皇家学会骄傲地将Nullius in Verba(不随他人之言)当做会词。(No man's word shall be final)
@qiusir:昨晚失眠,以前也是喝咖啡,也喝啤酒,今天估计是因为看了这本书呢。
科学家同样需要这些基督教的道德观支持,这一点并不亚于传道者。
2
蝴蝶与超弦
奥本海默说过:一般人演讲时,是告诉你如何做某件事;而当施温格演讲时,他是告诉你只有他能做这件事。
欧几里得对点的定义,只有在人们超越这项定义,直接观察点与线、平面、圆弧及球这些几何图形的关系时,才变得更清楚。点本身不能单独存在,它只能以欧氏几何结构中某一部分的形式存在,这正是我们所谓点是以数学形式成立的抽象概念的意义。
地球的大小大概是整个可观测宇宙大小的\frac{1}{10^{12}};原子核的大小大概是地球大小的\frac{1}{10^{12}};而超弦的大小也大概是原子核的\frac{1}{10^{12}}(是径向大小还是体积大小还是质量大小?什么原子核?)

E=h\nu在1900年即便普朗克本人也只知道他的方程可以正确地解决辐射理论中的一些问题而已,但能量与频率是一回事,这个说法到底有什么意义?25年后,建立了量子力学学说,其意义方明。
海森堡和普朗克方程式于同一年诞生,而他是在25岁就发明了量子力学。S=kA,S黑洞的熵,A为黑洞的面积,2000年满25岁...
3
曼彻斯特与雅典
世界上第一个学术城市是雅典;而世界上第一个工业城市则为曼彻斯特。
1896年维切特(伦琴射线发现的第二年)“我们非常确定,原子绝不是宇宙中最简单的成分;相反地,由光谱的研究及一些而其他的现象可以发现,原子具有非常复杂的结构。就目前科学的进展看来,我们可能必须放弃一些想法,不要认为往更微小的世界进展就能获得宇宙最基本的真理。我相信我们可以毫不后悔第放弃这种想法。不论在比我们大或是比我们小的世界里,宇宙都是全方位的无限。如果仅凭人类经验与认知的范畴,喀什不断地探索宇宙,那么,不论是往更巨大的或更微小的方向,都会到达一个我们的认知和观念都不再适用的模糊世界中。”
@qiusir:作为第一位获得诺贝尔物理学奖(1901)的科学家,伦琴本人拒绝用自己的名字命名X射线。在伦琴(1895)之前,特斯拉(1892)发明了单电极X射线管,并提醒科学界注意射线对生物体的危害性,但他没有公开自己的实验成果。爱迪生(1896)发明了荧光观察管,后来被用于医用X射线的检验。但他终止(1903)了对X射线的研究,因为他公司的一名玻璃工人喜欢将X射线管放在手上检验,最后得了癌症,尽管进行了截肢手术仍然没能挽回生命......
工业革命对社会觉醒的重要,正如同2300年前雅典对知识觉醒的重要性。
在曼彻斯特,科学进步的动力并不是技术应用的需要,而是文化与审美观。“优美的文学品位及研究自然与艺术的成就,是成为一位绅士的必要条件。”
卢瑟福:他们玩弄符号,我们则发掘自然的真相。
有一位朋友对卢瑟福说:“我不明白为什么爱因斯坦的名声会比你大!不管怎么说,是你证明了原子的模型,而这个模型有时现代物理学的基础。”卢瑟福转过头来对艾丁顿说:“你要为爱因斯坦的名声负责!”
生物学是多样论这的天地,就好比物理学识统合论者的天地一样。
物理学界会将宇宙无尽的多样性当做中心思想,就好像生物学已经接受基因密码是其中心法则这一。
惠勒:自从我们知道宇宙是由大爆炸开始之后,再要认为物理定律是由无限久之前直到无限久之后都保持不变,就显得十分荒谬了。物理定律是衍生而来的,而非最根本原始的...时间是能被超越的,定律是不断变化的,而观察者参与的程度也与结论息息相关。
4
生命是如何开始的?
蛋白质的功能就好像是硬件,而核酸的功能就像软件一样...
活细胞有两个主要功能,新陈代谢和复制。
薛定谔在出版讲稿时很自豪地在上面注明:这些讲稿时讲给约400位还没有堕落的听众听的
RNA可能是世界上最古老的“寄生性疾病”
5
生命为何如此复杂?
(费曼)(我试图由我个人的哲学观点出发,来考虑生命的起源)生命的本质与人类社会的本质相似:生理平衡比复制重要,复杂比简单重要,细胞的适应力比基因的独裁重要,整体容忍误差的能力比每部分的精确重要。
当生命要发生时,基本上是一个能高度容忍误差几率的有序组织;而一旦生命已经发生之后,整个进化过程就朝着只容许低误差程度的方向进行,而分化出许多具备特殊功能的组织。(求师得数位学习组织的发展有点同感)
“成为一个错误及被抛弃也是上帝精心设计的一部分。”
较复杂的生理平衡结构比简单的要占优势,同时也更有效率...(这里有一段谈及中央计划经济及文化封闭的社会就不摘录了)
每种生物都是它们自己基因的俘虏,而以最可能生存的方式发展下去。
一种由人类文化产生的新暴君meme,做个类比,双我是文化的基因,将人类的行为模式以文化的方式一代代地复制下去。(《自私的基因》摆在家里好几年了,是该找时间看看了)
我们身上的DNA至少有一半都是垃圾!这些垃圾DNA的存在,是生命形式时常变化的重要证据,而在人类的文化中,也可以看到类似的垃圾DNA的存在。文化中的许多垃圾,和双我暴君一起被复制下去,就好比垃圾DNA被基因一起复制一样。垃圾文化是我们文明中的渣滓,想电视广告、占星术、老式唱片点唱机和政治宣传;而容忍这些垃圾,是生命最基本的特质。
“一个由各种生物组成而又生机盎然的雨林,其中每一部分都是在变化的动态中。”
@qiusir:Freeman Dyson以自己的哲学观点来考虑生命的起源:“生理平衡比复制重要,复杂比简单重要,细胞的适应力比基因的独裁重要,整体容忍误差的能力比每部分的精确重要。”读这一段让我拍案,生命的本质与社会的本质相通,被生物基因和文化基因俘虏的我们,身上如周遭一样,至少一半的垃圾DNA,而对它们的容忍,是生命的基本特征。 当喊出我爱这个社会、我爱这个国家,并不意味着我对现在满意,我那么说,也只是因为我还活着……
6
生命的终极是什么?
我不太同意温伯格的哲学观,但我完全同意他所写的事实。
“当我们似乎更了解宇宙时,宇宙也就更难掌握。”
“任何想把知识和价值混为一谈的做法都是违法且被禁止的。”
如果说牛顿主导了18世纪的科学发展,那么达尔文就是19世纪的领导者。
达尔文在其发表《物种起源》前,拖了20年,牛顿在发表《自然哲学的数学原理》一书前也拖延了20年;而牛顿拒绝发表他对宇宙的推测,同样地,达尔文也不讨论有关生命起源的问题。
生命是组织的存在,而非物质的存在。(很喜欢这句)
如果宇宙是开放的,那么当无知的消灭威胁生命的存在时,生命的历史才算真正开始。
人类的智慧是薄弱的,有时候它无法坚持它自许的无限。但即使是这样---虽然在黑色的嘲笑中它弯腰有点头,我却深知它正对着众神咆啸,等待最后的晦暗。”(我似乎写过把我的骨灰撒在路口...)
“每当我仰望星空时,都不禁怀疑为什么这世上的人没有全变成天文学家。具有感性与理性天赋的人们应该忽视那些过去感兴趣的科学,并深入了解宇宙。...而事实上,我们完全局限在这个世界里,就如一颗沙粒中链住的众多原子一样。
@qiusir:想起今年竟然被吾班家长恶意举报的事还是有点堵心,但想来,如果没有这件事,也会有其他不开心的事,谁知道那一件更糟糕呢。主要是经过任何一件事,对我都是一个新的开始,也是不一样的自己的必由之路...I have no responsibility to live up to what others expect of me. That's their mistake, not my failing.喜欢戴森最佩服的费曼的这句话。
对我而言,这个宇宙中最让我惊讶的事情,是指挥我的手指写下这些文字的心智。经由某种神秘的自然程序...经过长时间的生物演化,心智本身已经成为我们所居住小小世界的推动力,并控制了这个星球。
@qiusir:记得斋藤孝说过,一本书读过和没读过是不一样的。很惊讶,如果没有读过戴森的书的自己是多么无知啊,如果没有读过这本书,自己是多么不幸啊...

下卷
核冬天到又见蝴蝶
7
寻根
@qiusir:没谁不愿意被称赞,但是否愿意付出对应的代价。即便你想被称赞也付出相应的代价,是否就能得到赞美呢?那样的赞美有什么意义呢...
当我8岁读了凡尔纳的书之后,我的人生起了很大的变化。我知道这些疯狂的美国人掌握了未来,因此聪明的我应该快快加入他们。所以,应该说凡尔纳指引我到了美国...
8
快即是美
自然界的效率与弹性远胜于工业界:当一只臭鼬在森林里死掉时,几个星期之后只剩下一堆骨头。然而如果一部汽车报销后弃置在废车厂,十年之后却仍然“健在”。
科学的主要目的,纯粹是为了了解自然;至于科学的应用方面一定都是次要的。
能源树(讲光合作用所产生的纤维素转变成可用的液体燃料)、采矿虫(挖掘黏土以取得金属矿带回地面)和清道龟(拥有金刚钻的牙齿来分解人类的废弃物)
核能科学家最大的错误是把他们的热情投注到核弹上,而非反应堆。
9
太空与科学
如果从科学的观点,没有一件事是完全成功的,但是绝对有些事情是完全失败的。完成一项任务,通常在解决了旧问题的同时,会引发一些新的问题。
科学必须随时准备好改变方向,所以科学工具就必须非常有弹性,而且是多功能用途。
如果能够不再做类似哈勃太空望远镜与伽利略计划这种只求一击中的的大型计划,太空科学会更加繁荣。
我们在1988年所发射的哈勃望远镜是19世纪的技术,它是一面大镜子,因此它所代表的是旧时代的结束,而不是新时代的开始。太空科学的新时代不论在机械上还是心理上,都是会非常有弹性。
2010年时,微型太空船的结构不再由金属、玻璃或硅构成,而是活的生物,就像在地球上的幼虫,发射进太多空时就像茧一样,借着激光推进器的力量进入轨道,在太空中就像只蝴蝶一样。一旦到了太空,“太空蝴蝶”就以“太空帆”当做它的翅膀...
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工程师之梦
超大型水坝、隧道、桥梁和人工湖人工岛等,这些当年让人十分感兴趣的东西,到如今已完全失去了它的吸引力了。即是今天我们做得到,也没有人想去建造,这些事物太没有弹性、太慢,而且太浮夸了。
我的朋友相信用一大堆麦金塔来淹死僵硬的官僚,要比用技术禁运饿死他们更容易得多,这种小型的微电脑与软体将会是推翻中央集权政府最好的工具---这是另一种可能、也可能不会实现的“工程师之梦”。(现在看,有的实现了,有的反而强化了集权)
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权力的平衡
国际力量必须在一个稳定的基础上达到平衡,国家本身必须强到足以防卫自己的领土,但不够强到统一世界。
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星球大战计划
尤其当我发觉自己竟然同意他(里根)的意见时,我由震惊而变成羞愧。
“难道救人一命不比报复别人更好吗?”
@qiusir:看过的电影很快忘记,看过的书也会忘记,自己说过的话印象也没想象的深刻,但对做过的事情,多少回存留记忆。与其在认真说,去便捷什么行什么不行,还不如多点年轻人的冲动,多多行动。教育活动的开展要比夸夸其谈必要和有意义得多...
(核武器)不必要且失去吸引力
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理想国奥地利
所谓“专家”,是指某人在某个领域中,都已经犯过并修正了每个可能的错误,而由他的书中,我发现我的演讲中有些叙述是完全错误的。
耐心的人才有收获。
@qiusir:眼下对学生的评价,多限于考上什么大学,或是当什么领导挣多少钱,并没有关注到他的幸福,也不曾想过为社会做出什么贡献。就如同困难时期,大家关注点是温饱,没能力考虑口味和健康。所以那个年代流行啤酒肚,就如现在高考状元受热捧一样。想来精神状态一直营养不良。说到分数,某个侧面可是和体重、身高相比拟。有时候你不得不面对你和别人一辈子的差距的事实。比如我活了四十多年也没有十多岁的孩子高和重,但这绝对不是我放弃进食的借口,反而这应该是我健康生活的动力。没必要追求完美的自我,社会总会为你留有位置,活出自我是我们唯一要走的路...
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骆驼与剑
不能为了捍卫国土等冠冕堂皇的理由就采取不道德手段,危机人类社会。
叙利亚北部的一个城市实施一种税法...一辆车的载重相当于两头骆驼的载重,所付的税却相当于四头骆驼的税。
在大约一至两个世代中,已经无人知道如何建造与修理这些车辆,也就没有任何车辆存在于阿拉伯世界中。在阿拉伯的语言与文化中,有轮的载具消失了将近1000年。
枪在日本绝迹的历史轨迹,就好像车辆在叙利亚北方消失的情况一样。
当枪械流行于17世纪,就是由配备枪械的农民来打仗,这使得日本武士所受的训练毫无用武之地。如果农夫可以赢得战争,这些日本武士又有什么尊严可言呢?这些贵族原本是非常轻视农夫的,就好像在阿拉伯世界中,骑骆驼的人要比驾车的人更有尊严。
每个国家都很独特,但日本却是其中最特别的国家。
日本有个特殊的任务,那就是,将世界带进没有核武器的未来。
15
核冬天
所谓核冬天是指在核战之后,由于大气层中充满了致命的放射线、化学物质以及烟尘,而保持长期的寒冷和黑暗,不论有罪或是无辜,也不论是强者还是弱者,将无一幸存。
核冬天不仅是个理论,同时也是个具有高尚道德含义的政治宣言。
“追寻真理胜于善行,胜于保全性命,比纯真更神圣,比爱更高尚。”
我们生活在水分丰富的星球上,而对天气形态的预测,即使是以最大的电脑来进行模拟,也都仍然是一种艺术,而非一门科学。
一项没有道德的技术失之粗野,而没有技术支持的道德感则只能流于空谈。

@qiusir:听到小朋友说,“这不科学...”
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21世纪新科技
信息技术能够达到平均各地财富的功能(目前的结果似乎相反呢?)
科技是上帝给我们的礼物。
新科技中最重要的成分是信息,而信息带来希望。
科技是这个星球环境的一部分,它应该和水及空气一样与全人类共享。试图独占科技,就像试图独占空气一样地愚蠢。
科技对人类而言,是比武器更有力的解放工具,而这正是为什么科学家在谈论国际政治问题时,能比制造炸弹的人更具权威性。
“建造者和机器之间,已经被误导至近似母子的关系了;然而这是不对的。”
第一批到达弗吉尼亚的人试图找寻黄金,但后来他们则是靠种植烟草而致富;在麻省的清教徒本来希望靠捕鱼为生,到后来大家都变成农民或是毛皮商人。产生经济效益最重要的前提是必须有弹性。
@qiusir:说话表达思想并不高端呢,声音传播速度慢。文字信息的传递应该是光速吧,如果善用颜色来表达,人会进化成太空的彩蝴蝶...
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又见蝴蝶
“使死者复生,并不是什么了不起的魔术。很少人是死尽的:只要对着死者的余烬吹气,一团火焰又会再度升起。”
人类有两个未来,一个是我们所希望的未来,一个则是我们命运安排的未来,而人类从未学会如何把它们分开。

当我们把时间回溯千百万年前,看看伟大的生存意志在泥泞中挣扎而出,看生命在不同形式及不同力量之间奋斗,看到生命在地上爬行,然后能满怀自信地走在陆地上。看到生命一代又一代克服呼吸空气的苦难,看到生命爬进黑暗的深渊之中;我们看见生命如何调整自己,以适应狂风暴雨饥饿的威胁,最后形成新的生命形式。我们看见这些生命渐渐和我们愈来愈相似,它们扩张,为了一些特定目的而相互合作;最后我们看见这些生命变成了我们脑中的节奏,我们战舰上的炮声,我们城市里的哄笑。

我们在探索未来时,面对最大的问题是:人类并不是最后的结局。在我心里,到底在人类之后会发生什么事,才是最令我着迷、也是全世界最不可解的问题。
我相信一些其他的东西,那就是普世的合作及共同的目标,还有就是对人类伟大命运的信心。世界可能会冻结起来,太阳也可能会熄灭,但在我们心中有些事情是绝不会被摧毁的。
我认为:宇宙是根据最大多样性原理而建立的Principle of Maximum Diversity。这个原理不仅在物质世界有效,在心灵世界也同样成立。那些自然定律及初始条件之所以是这个样子,是因为这样才能使这个宇宙生趣盎然。由此看来,生存只是个可能,而且充满了艰困。每当一个困难被生命克服之后,马上机会有新的挑战出现,所有这些围绕着我们发生的事情都使得生存极不容易,像彗星的撞击、冰河时代、武器、瘟疫、核分裂、电脑、性、犯罪和死亡等等。并不是所有的挑战都能被生命克服,因此有悲剧的产生。最大多样性通常带来的是最大的压力,到最后生命如果能存活下来的话,只不过是在这些挑战中能够幸免于难罢了。
@qiusir:早该读完戴森的《全方位的无限》。最后一章他提到的宇宙最大多样性原理让我想起电路系统电压电流分配满足的最小能量原理。结尾引用了但丁的诗:“自矜的教徒啊!可怜又渺小的灵魂,藉着扭曲心智的微弱光线,自以为繁荣昌盛———即使正在沉沦途中,难道你们看不出:我们只是蠕动的虫儿,生来就是为了幻化成天使般的蝴蝶,飞拥向审判的宝座前?”深秋的这些彩色叶子是蝴蝶幻化的还是……

P.S.年末温习
(戴森对多样性的认可从生物多样性、理论多样性到政体的多样性,但他似乎不曾提到社会模式的一致性问题。)如果少了一致性,宇宙就毫无伟大之处;如果缺乏多样性,世界也就失去了自由。
我在看待科学及人类问题时,都是出于一份对丰富多样性的热爱。多样性是生命赠予这个星球的一份大礼物;在未来,则会是给整个宇宙的礼物。而我希望在道德原则和政治活动中,看出多样性的体现。(戴森似乎不在意什么主流价值观,但不知道他对待原始部落是否也是顺其自然呢?)
(戴森的书名都很有诗意又不乏理性的深刻,比如这本《全方位的无限》)不论在比我们大或是比我们小的世界里,宇宙都是全方位的无限。
自从我们知道宇宙是由大爆炸开始之后,再要认为物理定律是由无限久之前直到无限久之后都保持不变,就显得十分荒谬了。物理定律是衍生而来的,而非最根本原始的...时间是能被超越的,定律是不断变化的,而观察者参与的程度也与结论息息相关。
我们身上的DNA至少有一半是垃圾!这些垃圾DNA的存在,是生命形式时常变化的重要证据,而在人类的文化中,也可以看到类似的垃圾DNA的存在。文化中的许多垃圾,和双我暴君一起被复制下去,就好比垃圾DNA被基因一起复制一样。垃圾文化是我们文明中的渣滓,想电视广告、占星术、老式唱片点唱机和政治宣传;而容忍这些垃圾,是生命最基本的特质。(当喊出我爱这个社会、我爱这个国家,并不意味着我对现在满意,我那么说,也只是因为我还活着……)
@qiusir:对明年会看到些什么内容、会敲下什么文字、会抒发什么感慨等有着强烈的好奇,也满怀期待,因为那就是我的未来~~~
生命是组织的存在,而非物质的存在。(求师得数位学习的一套完整的管理和推介程序等,还需要完善和坚持)
我们完全局限在这个世界里,就如一颗沙粒中链住的众多原子一样。
国家本身必须强到足以防卫自己的领土,但不够强到统一世界。(一个人和任何一个团体都累次吧)
我们只是蠕动的虫儿,生来就是为了幻化成天使般的蝴蝶,飞拥向审判的宝座前?

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关于诺贝尔奖,中学生能懂的并不多,下面试着(半)定量研究下80年前获得诺贝尔物理学奖的一个装置,who what where when why how...
qiusir201910
1919年卢瑟福(E.Rutherford)用天然放射源中\alpha 粒子(即氦核)作为“炮弹”轰击金属箔的“靶”(atomic target),实现了人类科学史上第一次人工核反应,发现原子核本身有结构,人们不断寻求更高能量的粒子来作为“炮弹”。
加速器是一种加速原子核和质子和电子等基本粒子的装置。为什么要加速粒子?探索原子核内部结构、粒子性质以及获得新粒子等等,让肿瘤消除,让土豆增产...
zeyuanz
猴子砸核桃为食,而知识的探索始于好奇。瞄准乒乓球(超常部,臧泽元)的小朋友长大了没准会去轰击原子核或更小的粒子,没准会掀起宇宙的波澜...
零、直线加速器(high-frequency linear accelerator)
linear accelerator
via[?]按照表达习惯修改了U代表电压等细节
保证粒子每次可以在正确的时间到达间隙从而被加速,当电场反向的时候,带电粒子处于屏蔽了减速电场的漂移管中,从而使整个过程加速。高频...
(为简化问题,此文把窄缝处的电场都等效为匀强电场,加速过程当成匀变速运动)
eg0:加速缝隙很小,且认为质子在每个漂移管内运行时间为半个周期。以及电压f=1\times10^7Hzv_{c_1}=8\times10^6m/s,v_{c_4}=1\times10^7m/s,质子比荷\frac{q}{m}=1\times10^8C/kg。求漂移管C1的长度和相邻两管间的加速电压...
(0.4m 6\times10^4V)
linear accelerator
一、回旋加速器
早在1924年就有科学家提出直线加速器的概念,1928年出现了第一台发明了用漂移管上加高频电压原理建成的直线加速器,在此原理的启发下,劳伦斯发明了回旋加速器。

1932

回旋加速器是通过高频交流(不涉及漂移管长度,为什么也用高频?)电压来加速带电粒子,大小从十几厘米到数米都有。由欧内斯特·劳伦斯(E.O.Lawrence)于1929年在加州大学伯克利分校发明,获1939年诺贝尔物理学奖。
二、相关参数
0、估算质子在1T磁场中偏转的频率和动能为1Mev的质子的速度为光速的多少倍
f=\frac{qB}{2\pi m} f=\frac{1.6\times10^{-19}C\times1T}{2\pi\times1.67\times10^{-27}kg} 估算约10^7HzE_k=\frac{1}{2}mv^2,\frac{1}{2}1.67\times10^{-27}v^2=1.6\times10^{-19}\times10^6粗略估算约光速的0.05倍
1、带电粒子能获得的最大速度v_{m}
在速度远小于光速的前提下,被加速n次后的带电粒子在磁场中的圆周运动满足qv_{n}B=\frac{mv^{2}}{r_{n}} ,轨道半径r_{n}=\frac{mv_{n}}{qB}
回旋加速器的最大半径为R,则带电粒子能获得的最大速度v_{m}=\frac{qBR}{m}
与加速电压U无关的最大速度也可以表示成v_{m}=2\pi{R}{f}f_B=f_U

2、相邻轨道半径的比\frac{r_{n+1}}{r_{n}}
nqU=\frac{1}{2}m{v_n}^2r_{n}=\frac{mv_{n}}{qB},得r_{n}=\sqrt{\frac{2nmU}{qB^2}}
\frac{r_{n+1}}{r_{n}}=\sqrt{\frac{n+1}{n}},大概能理解轨道越来越密集...

1932

3、带点粒子被电场加速的次数n
狭缝间加速电压U,由动能定理知,每加速一次对带电粒子做功为qUnqU=E_{km}
由前面得知v_{m},带电粒子能获得的最大动能为E_{km}=\frac{1}{2}m{v_{m}}^{2}=\frac{q^2B^2R^2}{2m}
则被加速的次数n=\frac{qB^2R^2}{2mU}(更应该称其为“加能器”)

4、带电粒子在磁场中运行的总时间t_{B}
带电粒子在磁场中做圆周运动周期为定值,T=\frac{2\pi{m}}{qB}。每加速一次偏转半周,t_{B}=n\frac{T}{2}
t_{B}=\frac{\pi{B}R^{2}}{2U}(时间与粒子种类无关。)

5、带电粒子在电场中运行的总时间t_{E}
带电粒子在狭缝间的电场中的运动可以看成是匀加速,a=\frac{qU}{dm}v_m=at_{E};或者通过nd=\frac{1}{2}a{t_E}^2求得
t_{E}=\frac{BRd}{U}

1932

6、带电粒子在磁场中运动时间与在电场中运动时间的比较\frac{t_{B}}{t_{E}}
根据前面的结论,\frac{t_{B}}{t_{E}}=\frac{\pi{R}}{2d},由于狭缝的宽度d远小于回旋加速器最大半径R,所以会有t_{B}>>t_{E},这是很重要的前提。
也可以借用最后半圈的时间t=\frac{\pi{R}}{v_{m}}t_{B}=\frac{n\pi{R}}{v_m},而t_{E}=\frac{nd}{\frac{v_m}{2}},这样比较更便捷。
(通常一个粒子在回旋加速器中心飞行到提取装置的总时间约为几个ms)
7、对不同粒子的加速问题_{1}^{1}H_{1}^{2}H_{1}^{3}H_{2}^{4}He
如果某回旋加速器可以对_{1}^{1}H加速,不作调整还能对上述的哪个(些)粒子进行加速?
带电粒子在磁场中的运转周期和外加交流电的频率是对应的,而T=\frac{2\pi{m}}{qB},对比荷相同的粒子仍然可以,但上面并没有满足这一条件的粒子。其实也可以对_{1}^{3}H进行加速,在磁场中运转的周期是_{1}^{1}H奇数倍的可以恰好赶上加速的峰值电压,也是可以的...(最大速度和最大动能是质子的多少倍?)

劳伦斯本人科普回旋加速器的原理,字幕是机器自动翻译的。ups and downs的创意...
三、相关题目
1932

eg1:计算第一台回旋加速器能使质子获得的最大动能?(半径0.1m,B=1T,m=1.67×{10}^{-27}kg)(结合前面估算具有1MeV动能的质子速度数值,加速电子会怎样)(直径只有12厘米,可以拿在手里,加速粒子能量可达到0.8MeV)
回旋加速器一般适用于重离子,对电子相对论效应太明显,容易出现“滑相”。
考虑相对论性效应,m=\frac{m_0}{\sqrt{1-(\frac{v}{c})^2}}
速度增大粒子的质量增大,绕行半圈的时间变长,以致逐渐偏离了交变电场的加速状态,因而粒子的能量达到一定的限度就不能再增大。
技术上有两种解决办法:一种是使磁极外圈的磁场逐渐增强,抵消相对论性效应的影响;另一种是调节加速电场的变化频率,使之适应相对论性效应的影响。前一种改进措施发展成为扇形聚焦回旋加速器,后一种改进措施发展成为同步回旋加速器。

eg2:某回旋加速器交变电压频率f,可将原来静止的\alpha粒子_{2}^{4}He加速到最大速率v,使它获得的最大动能为E_k,加速次数n。忽略带电粒子的初速度、所受重力、以及通过狭缝的时间,且不考虑相对论效应,交流电频率调至2f,则用该回旋加速器加速静止的质子_{1}^{1}H,能使其获得的最大速度为2v、最大动能E_k,被加速的次数2n

eg3:两个相同的回旋加速器分别接在加速电压为U_1U_2的高频电源上,且U_1>U_2。有两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运动,设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t_1t_2,获得的最大动能分别为E_{k1}E_{k2},比较他们的大小。

eg4:实际使用中,磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为B_mf_m,则带电粒子粒子能获得的最大动能E_{km}
f=\frac{qB}{2\pi{m}}f_B=\frac{qB_m}{2\pi{m}},如果f_m<f_b ,最大动能由B_m决定,否则由f_m决定。 美国劳伦斯国家实验室1954年建成的一台6.2GeV能量的弱聚焦质子同步加速器,磁铁的总重量为1万吨。有兴趣可以了解下LHC(Large Hadron Collider)...

四、E.O.Lawrence "Lawrence will always be remembered as the inventor of the cyclotron, but more importantly, he should be remembered as the inventor of the modern way of doing science." —Luis Alvarez, winner of the 1968 Nobel Prize for Physics 避免被加速粒子与空气分子碰撞,有真空的要求;还有高频电压等等,这些都有很高的技术要求。 1931年,劳伦斯和他的学生们建成了第一台回旋加速器,直径只有12厘米,加速粒子能量可达到0.8MeV。后来,在劳伦斯的领导下,在美国建成了一系列不同的回旋加速器。回旋加速器的Dee盒内要有真空的条件,交流电压的频率10^7 E.O.Lawrence was the "father of big science", the first to advance the idea of doing research with multidisciplinary teams of scientists and engineers. 元素周期表上第103号元素铹(Lawrencium)... 1932
“It never does much good to find out why you can’t; put your effort into what you can do.”
— Ernest Lawrence
和说太多相比,思考不是件坏事,但和行动相比,只是思考也没有太大意义。

附:
B(magnetic flux density)
磁感应强度又称磁通量密度,国际单位为特斯拉(Tesla),纪念美籍塞尔维亚发明家尼古拉·特斯拉。
在CGS制中,磁感应强度的单位为高斯(Gauss),纪念德国数学家卡尔·弗里德里希·高斯。1G_s={10}^{-4}T
一个冰箱贴的磁感应强度约1G_s;实验室中产生的最强瞬间磁场记录为80T...
H(magnetic field strength)
国际单位之中磁场强度的单位为A/m,在CGS制中单位为奥斯特(Oersted),符号为Oe,纪念丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特。在真空中,1Oe=1Gs。(奥斯特比欧姆待遇高,同为首字母O,欧姆被Ω替代了)
who what where when why how...

\mathfrak{qiusir@qiutopia}
课后的几点补充:(2019/10/15)
1、课上讲解和交流的内容是从准备的材料中提炼出来的,或说是从某一条线索推进的。主要是看核心的问题是否凸显了,然后才是问题是否清楚了,后面才是相关问题解决和熟练的练习...
2、关于引入,通过臧同学专注的击球的照片,设想未来的他,是专业的运动员?在少年班读书的他更可能成为轰击原子核甚至更小微粒的科学家。科学家身后黑板上的图和今天的课题很相近,甚至MIT卢因教授的板书也和今天课题呼应,学生大都GET了这个点,至于我特地放了瓶可乐,由于时间紧,没怎么说...从物理的角度有两种极限,一是大的极限,比如银河比如宇宙。另一种极限是小的极限,原子核,核子,夸克等等,而回到臧同学的未来,加速器不仅在探究物质机构,在医疗在生物等等方面都有应用。他的未来,无论是向着大物体还是小物体发展,都是“全方位的无限”...
3、看到外国语学校的同事来,有新疆部、理科部和少儿部的来,当然更多是高中部的,有几位别的学科老师也来了,感谢捧场...
4、杨专家评课,提到首席教师...教化学出身的他老人家还特地先学习了加速器相关知识。提到不仅是知识传授,还强调知识探究方法,引用了大脑不是容器是火把的名言。说到板书很科学,黑板白板相结合,颜色的信息凸显。不仅关心孩子的问题解决,还重视学生问题的提出...个人素质好,整合能力强。幽默,“生活中的下坡路不要悲观,动能会增加...”让他印象深刻。
5、张组长评课,提到上课的节奏感,不紧不慢,张弛有度;即便是学生没有明白也不放弃交流;课堂内外,科学素养;小孩的照片引入,PPT耳目一新,重视与学生互动...
6、杨老师评课,她很有热情,更是慷慨。很抬举我说了不少好话哈哈。提到我选了这个课题,就如我骄傲又任性哈哈,提到创新、精确的构图,提到艺术、人文的气息,颜色的信息和识别,做到了艺术美和科学美的叠加。从直线加速器到回旋加速器的呼应和递进。课后她特地拷贝了几张图...外国语的葛老师也来听课了,说重视思维培养,重视物理研究...
qiusir
·高中部第258期每周一课[?]
7、感谢参与班级高二3班同学们的支持,感谢吴杰和求师得Laura、May拍照...感谢于鉴轩和石越洋两位同学的软文...另,投影用的是下面这张图片:
qiusir

P.S.多日后,食堂里遇见学校的专家,特别提醒给我留言了,看了下士关于ABCD中D的读音,应该读di,不要读de。还特地问了下学生们,大家都接受为了方便区分选择题B\D而读de,包括英语老师有的也读de的。我记得大学时,公共课老师读Boy\Dog,有学生还告诉我,北京附近有还读dei,哈哈...姥专家不仅给我留了言,还写了长文。其实吧,关于矢量还是向量的说法,钱三强都让大家自己选择吧...