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其实不太想写这个, 因为虽然身在Madison的物理系, 但我的方向和LHC其实没有太大的关系. 我们组的Tao Han教授和Francis Petriello教授都是这个方面的高手, 尤其是Tao Han, 是LHC Phenomenology(唯象学)的世界领域的领军人物. 我们系驻CERN的实验组主任Sau Lan Yu Wu教授更是独孤求败只缺Nobel Prize的绝等高手. 所以, 若是您真是对于LHC中的物理感兴趣, 请上arXiv找一下这几个人的文章.
前面先铺垫这些, 然后开始我今天真正要说的内容–扯蛋. 因为不光我在扯蛋, 更多的人在扯蛋. 所以今天我就以一个与LHC稍能扯上点关系学生的身份, 结合内部的一些八卦扯一扯.
据新闻报道称, LHC中已经有beam(粒子束)了, 这个是真的, 虽然我也没亲眼看到. 但是现在的粒子束只是单向的. LHC是Large Hadron Collider的简写, 翻成中文是”大型强子对撞机”. “大型”的意思就是牛屄. “强子”是某个学术名词, 鉴于今天在八卦, 所以暂时不表. “对撞机”的意思是有东东在里面撞–在LHC中撞的是被加速接近光速的高能质子. 之所以能撞就是说–一束质子从左边来, 一束质子从右边来–碰到一起了. 而现在LHC中只有一束质子, 所以几乎什么都不会发生. 现在的运行只是在调试仪器–调试磁铁和对质子束的控制. 据官方的说法, LHC中真正的碰撞要等到今年的10月21号–LHC官方公开的时候.
那是不是说10月21号的时候就有好戏看了呢? 您太急了. 要用这么个大东东进行科学实验, 首先就要对它进行标定. 打个比方, 您老现在造了一个世界上最长的尺子, 那么第一件事就是得往这把尺子上标刻度, 没有刻度那就成一根大棍子了不是? LHC也是一样, 首先先用人们已经充分了解了的各种低能实验对探测器进行标定和校正. 这将是一项非常重要的工作, 俗话说没有规矩不成方圆, 没有校正过得仪器不可能提供可靠的观测. [...]

在这里推荐一本书, Barton Zwiebach的A First Course in String Theory. 当然这只是一本弦论的入门教材, 但是其讲述的物理思想相当清楚明了, 对于任何一个理论物理专业的学生来说都是十分有益的. 这个是google.com提供的这本书的preview, 和amazon.com上的购买链接. Enjoy!
同时正式宣布, 取消原定的年底回国计划, 改为在08年的5月底回国. 寒假时间用来看书.

北京丐帮少帮主李菁是相声, 快板两门儿抱. 张文顺是相声, 大鼓, 摔跤三门儿抱.
我也要两门儿抱, 呵呵.
汪明荃, 万水千山总是情.
[audio:http://inertialobserver.net/wp-content/uploads/music/wanshuiqianshan.mp3]

又是这个题目: 为什么物理, 恩, 第四回了. 我这个人向来没常性, 不过, 在物理上我有信心.
前面有一次提到T.O.E.-Theory of Everything(万有理论)的问题, 提出这种理论的背后的哲学思想即所谓的Reductionism(还原论). 关于还原论的定义, 以下我引用Wikipedia上的说法:
In philosophy, reductionism is a theory that asserts that the nature of complex things is reduced to the nature of sums of simpler or more fundamental things. This can be said of objects, phenomena, explanations, theories, and meanings.
简单地说, 还原论认为人们可以通过认识复杂系统的各个部分来完全认识这个系统本身. 粒子物理学家们也抱有这样的哲学思想, 所以他们用大量的努力来研究物质最基本的结构以及这些结构间的相互作用, 希望由此了解整个宇宙. 比如, 1979年的诺贝尔物理学奖得主Steven [...]

看看这是我用pdf打印出来的纽约时报的文章-At Fermilab, the Race Is on for the ‘God Particle’.
Higgs Boson
个人估计: 咱还是别高兴的太早, 毕竟DØ自己没有发文章.

先给今天的题目注一下音, 要按北京话的发音: “学”字念xiáo, “耐”字轻声. 抬杠学(xiáo)能耐(nai).
今天很高兴, 第一次用英语聊物理聊得这么爽. 恩, 是聊, 就是侃山. 当然今天是和一个教授聊的, 所以没有什么花边8卦, 全是正经的学术问题.
我的感受很多, 今天又有很多事, 所以就开个头儿, 明天接着说.
今天主要聊的是弦论(String Theory)和有关量子场论的弦现象学(String Phenomenology), 细节这里省去. 最初的波色弦论(Bosonic String Theory)在结合了超对称(Supersymmetry)理论后成为超弦理论(Superstring Theory). 后又经过第一次和第二次革命, 在结合了M-Theory(膜理论)后, 弦论已经统一了其自身的五种基本形式, 并成为(T.O.E., Theory of Everything)的最强有力的候选者. 当然有关这个T.O.E.我后面还想再说说.
尽管弦论成就斐然, 人们也将当今弦论的”舵手”-Edward Witten(爱德华 威顿)同学奉若神明, 但实际上至今人们尚不知道弦论的基本理论结构. 如果将弦论和现有的量子场论作对比的话, 那么弦论完成的也只是所谓的”第一次量子化”, 需要进行”二次量子化”的过程而成为弦场论(String Field Theory). 从弦论到弦场论, 一字之差, 恐怕理论物理学家们还要花上至少一百年的时间来搞掂它. 正像威顿同学说的, 弦论本应是二十一世纪的理论, 它只是阴差阳错地诞生于二十世纪. 所以就算是威顿同学也只是弦论中的薛定谔, 物理学家们都在盼望弦论中的费曼, 杨振宁, 温伯格, 格罗斯… 的诞生.
我的结论是, 兄弟们一定要小心, 不要把弦论的希望轻易浪费在墙上.
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To be continued…

从题目可以看出今天要说的是《自然哲学的数学原理》, 简称《原理》. 在320年前的今天-1687年7月5号, 伊萨克.牛顿爵士(Sir Isaac Newton)第一次出版了这本书. 在这本书中, 牛顿提出了他的运动定律和万有引力定律-宣告了经典力学的建立并用其成功地解决了行星运动问题.
当然在这本书中, 牛顿同学除了这些贡献外, 我认为同样重要-甚至更重要的成就便是创立并发展了”流数法”和”逆流数法”, 即微积分-这一数学的重要分支. 我认为单单就发明和应用微积分方法这一项贡献就足以使牛顿同学成为人类文明史上至今无人可以望其项背的巨人.
在千禧年到来之前, 记得西方有人做了谁是对人类发展影响最大的人的评选. 结果第一名是耶稣.基督同学, 牛顿同学也进了前十名. 当时由于对耶稣.基督同学的事迹还不够了解, 所以没敢妄加评论. 到了美国以后, 由于一些原因才了解到一些这位同学的事儿. 就我现在的认识来看: 耶稣.基督同学, 就算有圣父, 圣灵的”灵魂附体”, 三位一体后也没有牛同学牛. 用”运动定律”, “万有引力定律”和”微积分”三条, 牛同学就能和”三位一体”打一个平手. 可您别忘了, 牛同学还有《光学》一书, 另外牛同学除了这些理论物理的能耐外, 还是一位实验物理大牛. 可见, 牛同学至少也是稍占上风.
记得高中的时候看过一篇后人对《原理》的综述文章提到, 在当时的学术界, 尤其是欧洲大陆的学术界, 对于牛同学的”独门暗器”-微积分还是相当不屑一顾的, 认为它做为数学理论是不严谨的. 由于牛同学也没能给出完整的微积分基础概念, 所以自己也有点心虚. 所以在《原理》中没有大张旗鼓运用它, 而是更多地依赖于微积分的基本思想-几何上的小量分析来解决问题. 呵呵, 看来牛同学也有心里发毛的时候.
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To be continued…

最近在一篇博文里看到了一个老笑话, 说的是美国人花费巨资研究太空飞船用书写工具的事, 而俄国人用的就是普通的铅笔. 很小的时候听过这个故事, 当时好像是被教育要跳出思维定式, 别具一格地去思考问题.
而今天在看到这篇文章想到的却是今天的题目-穷人有穷辙.
我已经有一年没回清华了, 不知道现在的状况. 早在六教刚建成的时候, 一个圆筒形的大东东就被安放在了一楼. 当时我还不知道是什么. 后来在上量子场论课的时候, 王青哥哥告诉我们那是探测器的一部分, 原是是北京谱仪上的一部分, 后来赠送给清华了. 以后准备连上显示器, 就可以做成一个科普展示器-当有宇宙线穿过这个仪器时, 显示器上就可以显示相应的信号. 当然具体的原理我不明白, 谁让我对实验一窍不通呢.
王青哥哥还告诉了我们赠送这个”礼物”的原因. 这个探测器是由美国人设计的, 运行时需要4000伏的高压, 而运到北京谱仪才发现, 北京谱仪只能提供2000伏的电压. 美国人当时就傻眼了. 当然这是他们的一个设计失误, 所以他们决定返工, 再造一个符合北京方面要求的. 美国人真是有钱-把这个探测器留在北京, 自己回去重弄去了. 中国人是穷惯了, 也节俭惯了. 看着这么好的东东要被废弃不要了, 觉得可惜, 就开始研究能不能”废物利用”. 结果很快就有人想出主意: 在电路中弄一个公共端接地, 然后串联两个2000伏的电源, 这样就有了2000伏的电位和一个-2000伏的电位-电压正好4000伏. 这样这个东东就可以正常地工作了, 一点不影响实验. 当然后来美国人拿来了改进版的东东-有更好的干嘛不用呢, 所以那个凝结着美国人民辛勤劳动和中国人民聪明智慧的”可用废物”就被做为礼物送给清华大学了. 本来清华和美国就有着千丝万缕的联系, 这样的礼物清华自然笑纳.
知道的人吱一声, 这个东东现在弄好了吗?
穷人有穷辙. 穷人也得过日子, 穷人也得搞科研, 穷人也得活. 中午刚看完温布尔登的一场比赛-小威vs汉图卓娃. 小威在先以6比2胜了第一盘, 第二盘打成5比5的情况下, 由于小腿肌肉的伤病, 不得不在场上(都走不到场边了)接受治疗, 后虽坚持打完第二盘, 但因无法正常移动, [...]

说相声四门功课: 说, 学, 逗, 唱.
耍流氓四项活动: 吃, 喝, 嫖, 赌.
道上混四种技巧: 坑, 蒙, 拐, 骗.
物理学家呢? 流氓物理学家呢?
书归正传: 在当代物理学中, 得到实验最强支持的理论是相对论-它的理论预言与实验相比较, 误差在10的-15次方的量级上. 最值得一提是QED(Quantum Electrodynamics, 量子电动力学), 它的理论计算与实验结果在至少有10位有效数字是相同的, 被认为是物理学中最成功的理论. 现在QED用微绕论进行的计算已经到了精细结构常数的4次方项. 但实际上从2次方项开始计算就不再平庸, 需要一些特殊的计算技巧; 而三次方项以及更高次方的计算就非笔算能及的了-据我所知4次方项的计算就求助了超级计算机. 就算只精确到精细结构常数的一次方项: 电子旋磁比的1/2的理论计算值是1+0.0011617(其中0.0011617即为量子修正), 而从实验中得到的数值为(2004年的数据)1.0011596521859±0.0000000000038. 可见, 即使只考虑最低阶的修正, QED的理论已经能够相当准确的预言实验结论.
今天在李淼老师的blog上看到了这篇文章-科学与宗教的分野. 实际上我在这方面还是很有感触的. 在美国曾经和一些基督教的朋友讨论问题, 他们几乎都用了同一个例子证明上帝的存在: 世界上的事物是极端复杂的, 但又按照一些规律来运转, 就像一部钟表-各种齿轮, 零件在一起运转. 可以想象, 如果我们把一部钟表拆成零件放在一个盒子里摇, 这个钟表是不可能复原的. 而我们的世界能够形成并成为现在的样子必然不是偶然的, 是上帝创造的杰作. 当然在这里我并不能证明上帝是不存在的, 我能够证明的只是上面的论证并不能证明上帝的存在: 即使没有上帝也不会带来什么问题. 因为如果我们的世界真的就像钟表的零件, 那么如果没有上帝来把这些零件组织好, 就不会有思维的产生, 那么也就不会有”人”来思考上帝存在与否的命题了. 说白了就没有庸人自扰了. 所以仅从逻辑的角度我们不能得出有关上帝存在的结论. 这可能就是笛卡尔说”我思故我在”的原因吧.
我在这里恕个罪-今天在这里说了这么多有关上先生, 帝哥的事儿. [...]