牛顿如果穿越到现在,能看懂相对论和量子力学吗?

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爆炸吧知识

今天要讲给大家讲一个从朋友BOSS那里听来的故事,而故事的主人公就是赫赫有名的牛顿大神。

话说那一天,BOSS在牛顿的苹果树下思考人生。

突然牛顿就从苹果树下的棺材里爬了出来,棺材板怎么压都压不住。

于是牛爵爷复活了,为了感谢牛爵爷为人类做出的贡献,发挥他的聪明才智,国家经研究决定,就由BOSS带牛顿在现代学习生活,领略现代科学的伟大。

第一天

“牛爵爷,感谢您为人类文明作出的贡献,现在就由我来带您看看物理学给人类带来的伟大成就吧。”

“恩,恩,很有意思很有意思!”牛顿把玩着一台笔记本电脑,露出惊为天人的表情。

“爵爷,您对力学和数学的贡献可以说前无古人后无来者,唯一区别比较大的就是在您过世之后,电学有了很大的发展,电力和磁力被证明是密切相关的。不过这是在您过世100年后发生的事情了。”

"唉,看来我是跟不上这个时代了,有数学教材吗?给我看看。"

“这个....”BOSS面露难色,“我们学的高等数学教材,其实就是您发明的微积分,可惜我不太擅长。”

第七天

“小伙子啊,你这本高等数学我看完了,理论真的非常优雅啊,关于无穷小量的解释真是让我豁然开朗,极限的定义简直是美妙极了。我们那个时候都是用级数,麻烦死了........”

“是嘛。”BOSS抹了抹额头上的汗,牛爵爷的智商简直是太暴力,想当年高数简直是噩梦啊。

“但是我就不明白了,为什么我的理论要用莱布尼茨的符号系统,我告诉你,微积分是我发明的,他不过是剽窃了我的成果罢了,把他拉出来,我要和他决斗。”

“爵爷息怒,这用了几百年了,我也没有办法”我一边劝着牛顿,开始输入代码。

“算了,这就是你上次说的计算机吗,很有意思,发明它的人真是天才,我们那个时候一直想搞个差分机,可是到头来搞机械的也没作出什么成就。”

半个月后

这几天我已经把线性代数,实变复变,泛函分析都看完了,没你们说的那么难啊,实变函数我学两遍就会了,学完泛函以后心里暖洋洋,数学物理方程我也看完了”

“牛爵爷,你你......”BOSS目瞪口呆。

“你这是什么,我看了一下好像是一段计算空气流动的代码。”牛顿盯着我的电脑,“这东西真厉害,那时候我发现了微积分和万有引力,想算算天体运行,可是计算量太大简直麻烦死了,好像这东西几分钟就能算出来。”

“是是是”BOSS点着头。

“你这里代码有问题啊,你这是可压缩流体流动,应该是椭圆型方程,最好用有限体积法,不应该用有限差分法啊”牛顿看了一眼BOSS的代码说道。

“牛爵爷,我真hold不住你了,您去看看电学和热力学把,那是您死后100年的科学,科学的海洋那么大何必在力学上死磕呢?”

两个月后

没想到啊,没想到,仅仅100年时间科学就发展到这么高的地步,原来电场与磁场关系这么紧密。

“是啊,爵爷,您擅长的光学,其实光就是一种电磁波啊”

“什么,可是光的折射和反射说明光是粒子啊,这个似乎有点矛盾啊。不过应该还有很深刻的原因,因为这个理论也非常严谨和自恰。这个世界真是人才辈出啊,那个叫麦克斯韦的年轻人真是天才啊,此人学术水平不在我之下。”

“来来来,你电脑借我一下,我算个磁场”

又过了一个月

“热力学也很棒,逻辑很严谨,就是数学上没有什么高深的,我觉得有了这些知识,自然界所有的现象都可以解释了,但这个体系有点莫名其妙的违和感。”

“物理大厦已经落成,所剩只是一些修饰工作。这美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了,“第一朵乌云出现在光的波动理论上,”“第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上。”

“小子厉害了,你说的很精辟啊。我的直觉告诉我,我们似乎说的是一个东西。”

“这是开尔文勋爵说的。1900年的事情,距离您的时代约200年。”

头顶两朵乌云的开尔文勋爵

“首先,我觉得麦克斯韦方程组在不同参考系下变换会出现不同的形式,这和我的运动三定律都不一样。总觉得不太对,不过如果把光速认为是恒定值,就能解决这个问题,不过这会导致很多荒谬的结果,比如说高速运动的时候似乎不同参考系的时间不一样。”

“这个是洛仑兹变换,您可以百度一下相对论。”

洛伦兹变换

“还有就是我们的世界有没有可能是离散的,比如说能量和运动有没有可能取一些离散值。”

“这个”BOSS冒出了冷汗,不禁想试一试牛顿的实力,于是给了个提示,“爵爷,您最近学习的比较多,有个黑体辐射的问题是比较偏门的知识,你看看或许会有很多感想。”

再来一个月

“我说的没错了,和我想的一模一样,没想到运动速度加快时间变短这种事情竟然真的存在。

“这个,我们已经用实验证明了。”

钟慢现象

“没想到,连万有引力也可以纳入到这个体系中,好像叫什么广义相对论。

黑体辐射问题我也看了,我又看了些资料,解释的非常好,量子化的概念虽然在数学上不太美观,但确实是自洽的,这个世界在微观程度上竟然出现了离散特征,简直不可思议。

对原子结构的解释也非常完美。还有那个猫的问题我想了很久,有了很多哲学上的思考,我觉得这个世界没有上帝也是可以运行的,你们好像信个唯物主义的什么东西,能给我们讲讲吗?”

“这个我不太了解,你找找我们学院团委薛老师,他教这个。”

距离牛顿复活已经半年了

那一天,BOSS正在电脑前忙着计算。

“小伙子,别忙了,我觉得你这个东西技术含量太低,以后计算会有瓶颈的。”

“别瞎说,我这8核CPU,固态硬盘还搭载了690战术核显卡,很强大的。”

“不是的,我是说这种计算机结构效率很低,我看了看现代的文献,我觉得有更好的计算及结构,记得上次我们说的量子力学吗?我觉得可以用量子态纠缠作为计算单元,50个比特计算能力就可以吊打你们全世界的计算机。

算法我已经想好,就看你们工程能力能不能搞定了。”

说完,牛顿大神就背着手飘然而去。只留下BOSS呆滞在原地......

为什么,为什么人类之间的差距竟然这么大。

明明是17世纪的“老人家”,竟然短短半年时间就补上了这400多年缺的课?我无敌的牛爵爷啊,您老人家真不愧是大神啊!

当时BOSS和超模君讲到这里的时候,一脸欲哭无泪的表情,让人看了都忍不住有点儿心疼。

唉,谁还没被大神打击过信心呢?超模君只能默默的递上了T-SHIRT x 数学家文化艺术系列里的牛顿大神T恤

求牛顿大神护体

穿上多少能蹭到点大神的光环,打起精神继续努力吧!奔涌吧,后浪~

作者:法式滚筒YEboss  毕业于里昂第一大学物理化学与催化化学专业,主要从事化工过程强化设备及工艺的开发,流体力学计算模拟等工作。先后主持微通道反应器,喷射式气液反应器,撞击式萃取器等设备的研发工作。

链接:https://www.zhihu.com/question/318014039/answer/647224857


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