一名物理学家的教育历程

 法律网   2020-02-11 17:54   9 人阅读  0 条评论
我想知道神是如何创造这个世界的,我对这个或那个特定现象不太感兴趣。我想知道世界的内在规律,其余就是细节。 -爱因斯坦童年时代的两件有趣的事情极大地丰富了我对世界的理解,并引导我成为理论物理学家。我记得我的父母不时带我去旧金山参观著名的日本茶园。我蹲在那里的一个小水池旁,沉迷于睡莲中慢慢游动的五彩鲤鱼。这是我最快乐的童年记忆之一。在那安静的时刻,我充满了无限的遐想。我经常问自己一个只有孩子才会问的愚蠢问题,例如池中的鲤鱼如何观察周围的世界。我认为他们的世界一定很棒!鲤鱼在这个浅水池中度过一生。他们认为自己的“宇宙”由黑池和睡莲组成。他们大部分时间都在游泳池的底部漫游,因此他们只是隐约地意识到水上还有另一个外部世界。我的世界的本质超出了他们的理解能力。我喜欢坐在只有几十厘米的距离,但是我们之间就像一个深渊。鲤鱼和我生活在两个截然不同的宇宙中,从不进入彼此的世界。我们被水表面的薄“栅栏”隔开。我以为:鱼学校里可能有一些鲤鱼“科学家”。我认为这位鲤鱼“科学家”会嘲笑那些提出除了睡莲以外还有另一个平行世界的鱼。他们认为,真正存在的唯一东西就是鱼可以看到和触摸到的东西。游泳池就是一切。池外的无形世界没有科学意义。有一次我遇到大雨。池塘里的水变得混乱了,水中的睡莲在汹涌的浪潮中摇曳。在避免风吹雨打的同时,我想以鲤鱼周围发生的形式找出鲤鱼会发生什么。对他们来说,睡莲似乎是自己移动的,没有东西在冲洗它们。因为就像我们看不到周围的空气和空间一样,鲤鱼也看不到它们赖以生存的水,所以它们感到困惑,因为睡莲可以自己移动。 我想,如果鲤鱼“科学家”被困在水中会怎样?在将其放回水池之前,它可能会因我的检查而疯狂地挣扎。那么其他鲤鱼怎么看呢?对于他们来说,这确实是一件可怕的事情。他们首先意识到鲤鱼“科学家”已经从他们的宇宙中消失了。然而,仅几秒钟后,当我将其放回池塘后,突然出现了鲤鱼“科学家”。对于其他鲤鱼,这确实是一个奇迹。在被镇静后,鲤鱼“科学家”将讲述一个使他们惊奇的传说。它说:“突然之间,我以某种方式被拉出了我们的宇宙(水池里的水),掉进了一个沉闷的世界,那里闪着刺眼的眩光和我从未见过的奇怪物体。最奇怪的是,抓住我的生物并没有看起来完全像一条鱼,更让我惊讶的是,我无论如何都看不到它的鳍,但是即使没有鳍也可以移动,我感到自己熟悉的自然法则不再适合于这个沉闷的世界。突然发现自己回到了我们的世界。“(当然,从宇宙中跳出的故事对鲤鱼很奇怪,大多数鱼认为这完全是胡说八道。)我经常认为我们就像鲤鱼在水中游泳一样自鸣得意的游泳池。我们一生都在自己的“水池”中度过,以为我们的宇宙只包含那些可以看到和感觉到的东西。就像鲤鱼一样,我们认为宇宙只包含熟悉和可见的东西。我们自以为是地拒绝承认我们的宇宙前方还有其他平行的宇宙或多维空间,而这些是我们无法理解的。 (我们的宇宙可能是无数平行宇宙中的一个。每个宇宙都通过无数个连接两个空域隧道的隧道连接到其他宇宙。在这些隧道之间旅行是可能的,但是可能性很小。) 我小时候做的第二件事也给我留下了深刻的印象。我八岁的时候就听到一个故事,从那时起我就一直想起这个故事。我记得我的中学老师在课堂上讲了一个关于一位伟大的已故科学家的故事。他们对他表示敬意,称他为人类历史上最伟大的科学家。他们说,很少有人能理解他的想法,但是他的发现改变了整个世界以及我们周围的一切。我不明白他们想告诉我们的很多事情,但是让我最感兴趣的是他未能完成他的伟大发现。他们说他致力于这一理论已经很多年了,但是在他去世后,他的完成论文仍在他自己的桌子上。这个故事让我着迷。对于孩子来说,这是非常神秘的。他的未完成的工作是什么?他桌子上纸的内容是什么?什么样的问题可能很难解决,却如此重要,以至于如此一位伟大的科学家值得一辈子从事这种研究?出于好奇,我决定学习关于爱因斯坦及其未完成理论的一切知识。我记得我花了很多时间安静地阅读每本关于这位伟人及其理论的书。记忆犹如春天一样温暖。在阅读了当地图书馆的书籍后,我开始搜寻城市中的图书馆和书店,急切地寻找相关的线索。我很快了解到,这个故事比任何神秘的谋杀故事都令人兴奋,而且比我想象的任何事物都重要。我决定仔细研究这个秘密,即使有必要成为理论物理学家也是如此。很快我就知道爱因斯坦的未完成论文是他试图构建的所谓统一场论。该理论可以解释从小码到广阔星系的所有自然定律。但是,小时候,我无法理解在茶园池塘里游泳的鲤鱼与爱因斯坦桌上未完成的论文之间可能存在某种联系。我不明白使用更大的尺寸可能是解决统一场论的关键。 年轻人的一个优势是,他们不会被世俗的束缚所吓倒,这对于大多数成年人来说似乎很难超越。在不考虑所涉及的困难的情况下,我着手建造自己的原子对撞机。首先,我购买了少量的钠22,然后建立了一个雾室。这样,我就可以拍摄数百张留在云室中的反物质的漂亮照片。此后,我立即搜寻了周围地区的大量电子仓库,组装了必要的硬件和设备,包括数百磅(1磅= 454克)的废钢,并在我的车间内建造了230万个电子伏特电子设备。感应加速器,该加速器完全能够产生反电子束。为了产生电子感应加速器所需的巨大磁场,我说服父母让他们帮助我绕过我所学校足球场中22英里(1英里= 1.61 m)的铜线。在高中时。我们在这条50码(1码= 0.91 m)的磁力线上度过了整个圣诞节假期,缠绕并安装了重线圈,这将弯曲高能电子的路径。最终建成时,这款300磅,6千瓦的电子感应加速器消耗了我房屋中产生的每分能量。当我打开电源时,我总是炸断每根保险丝,房间变得漆黑。当房间定期陷入黑暗时,她的母亲经常摇头。 (我认为我的母亲感到困惑,因为他没有一个儿子可以在棒球场或篮球场上比赛,而是有一个儿子在汽车上内置了巨大的电子设备。)我对这种乐器的成功制造感到欣慰。磁场比地磁场强2万倍以上,这是加速电子束所必需的。作者:加藤道雄(Michio Kaku)日裔美国物理学家,纽约城市大学城市学院理论物理学教授。他毕业于哈佛大学,获得了加州大学伯克利分校的博士学位。他是《超越爱因斯坦》(与Terena合着),《量子场论》和《超弦概论》的作者。 (本文已删除)(编辑:屈丽华)
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