张首晟谈牛顿的《自然哲学的数学原理》


出版于1729年的第一英文版牛顿名著《自然哲学的数学原理》

本文转载自丹华资本(DanhuaCapital )2016-01-28公众号张首晟文章。

 

了解我的朋友都知道我最不欢喜礼品,总觉得物质生活越简单越好。所以每逢圣诞佳节,天伦之乐,却面对一大堆礼品而深感困惑。但2015年的圣诞礼物,却使我喜出望外,梦寐以求。期待到今天,这份厚礼终于送到了家。

 

1687年,牛顿发表了千年伟著《自然哲学的数学原理》(Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica,简称Principia),点燃了人类科学认识宇宙的曙光。Principia奠基了牛顿力学的运动方程,提出了万有引力,发明了微积分。在牛顿的宇宙观中,天地合一。  地上的苹果,天上的行星,都满足简单而普世的科学原理。 对宇宙理性的认识,启发了人们对人类社会理性的渴望。伏尔泰从法国被流放到英国期间,参加了牛顿的葬礼,他首次告诉了世人牛顿苹果的故事。伏尔泰的灵感女神是Emilie du Châtelet侯爵夫人,是启蒙时期的一代才女, 天生丽质。她亲笔翻译了Principia的法文首版, 直用至今。伏尔泰深受牛顿Principia的启发,从天地合一到天人合一,从自然定律到社会法律,点燃了启蒙运动火种,燃烧着整个欧洲大陆。美国建国的理念,乃是启蒙运动的产物。所以牛顿的Principia不愧是人类文明的第一书!

 

灵感女神圣镜印照牛顿在天之灵于伏尔泰,启发他的启蒙著作。

 

1687年出版的Principia是拉丁文首版,目前早已在古藏书市上难寻踪迹了。Principia的英文首版于1729年出版,仍保持原版装订的,在古藏书市面上也唯见一本了,收藏在英国伦敦的著名古藏书店Peter Harrington。2015年的圣诞节,黄晓捷先生放弃了与家人的天伦之乐,千里迢迢,来到斯坦福大学赠予我这份厚礼,使我喜出望外。牛顿出生于圣诞节,加深了这份厚礼的历史意义。一代企业家的科学情怀,使我深深感动!经过与Peter Harrington古藏书店的多次联络,Principia的英文原装首版终于送到了我家。轻轻打开了287年前Principia的精装版,字体犹新,精图释意,仿佛牛顿的亲笔,正用灵魂在召唤着我,不知不觉地已经读到了深夜。

 

Principia中牛顿发现的万有引力,开创了人类科学启蒙的起点。但它至今依然是深藏不测的大谜,引力本质的认识,也许是万物理论(Theory of Everything)的终点。我们可以将基础科学的三大发现,万有引力、相对论与量子力学用三个宇宙基本常数(Fundamental Constant of Nature)来描写,分别就是:G,牛顿万有引力常数; ħ,量子力学的普朗克常数;与c,爱因斯坦相对论提出永恒不变的光速。

 

G出现在牛顿万有引力公式中:


ħ出现在粒子能量与波动频率的普朗克公式中:



                                                

而光速c出现在爱因斯坦质能等价公式中:       

 

                                                              


 

把这三个基本常数 (G, ħ, c) 定为三个坐标轴,我们可以得到一个神秘的魔方


坐标原点是用经典力学描写的原子微观世界。在原子的尺度,引力不重要, 可设G=0。电子的速度远小于光速, 可设c=0。经典力学没有量子效应可设ħ =0。 从原点出发沿G轴前进,我们来到牛顿万有引力的宏观世界。 沿ħ轴往上,我们步入量子物理描写的微观世界。沿c轴追近光速,我们进入了爱因斯坦相对论的时空。在这三个伟大发现之后,人类求知的焦点,就是把这三个宏观宇宙,微观世界与光速时空统一起来。爱因斯坦统一了万有引力与狭义相对论(G, c),发现了广义相对论并预言了引力波。 狄拉克统一了狭义相对论与量子力学(ħ, c),并预言的反粒子。

 

牛顿与莱布尼兹独立发明了微积分。莱布尼兹在发明二进制时,深受中国古代文明易经八卦图的启发。由于23=8,我们可以把阴阳对应于无有,把三爻对应于(G, ħ, c),三爻阴阳交叉便得八卦,正好相对于神秘魔方的八个顶角。魔方原点对应于(无G,无ħ,无c)的坤象,狭义相对论对应于(无G,无ħ,有c)的震象,等等。这样大统一万物理论就对应于(有G,有ħ,有c)的乾象,包容了乾坤万物。

 

牛顿是剑桥大学的讲座教授,他的讲座席位称为Lucasian Chair。这著名的讲座席位一脉相承于盛名千秋的理论物理学家麦克斯韦(James Clerk Maxwell),狄拉克(Paul Dirac)与霍金(Stephen Hawking)。我是狄拉克的忠实粉丝,他是寻美而求真的风格大师。别的理论物理学家从大量的实验现象中总结出优美的数学方程。而狄拉克却从至美的数学概念出发,大胆地预言新的实验现象。他为了统一狭义相对论与量子力学(ħ, c),从优美的数学结构出发,引进了著名的狄拉克方程,预言自然界中任何粒子都有反粒子。不久后,正电子就被实验发现。英国伦敦的著名教堂Westminster Abbey埋葬的不仅是列代的帝王将相,还有伟大的科学家牛顿与狄拉克,地碑上铭刻了著名的狄拉克方程。我于2012年荣获了狄拉克奖,以我偶像而命名奖章,是我一生至高的荣誉。

 


张首晟教授荣获2012年狄拉克奖

 

回到 (G, ħ, c)组成的神秘魔方,我们可以看到基础科学的空白与目标,正在神秘魔方的顶角。(G, ħ, c) 的大统一,将创造人类梦寐以求的万物理论(Theory of Everything)。这万物理论是什么,我们尚不知道,但我们能估计在怎样的长度和能量的量级上才能完成大统一。从以上定义(G, ħ, c)的三个公式出发,我们很容易得到它们的量纲。根据简单的量纲分析,我们得到唯一可能的普朗克长度与能量,分别是:


普朗克长度之短,比原子的尺度还小25个数量级!普朗克能量之高,比现代最高能的加速器还高了15个数量级!由此可见,要寻找大统一(G, ħ, c)的万物理论是多么的困难,用已知的实验方法几乎不可能!

 

我本科的毕业论文与博士论文都致力于量子引力,追寻大统一(G, ħ, c)的梦想。由于这领域没有实验,所以改方向进入了凝聚态物理的研究。深受牛顿、爱因斯坦、狄拉克的数学原理启发,寻美而求真,从理论上首先预言了拓扑绝缘体这个神奇的材料,后被实验证实。今夜亲手翻开牛顿首版Principia的千年伟著,深感斯人已去,英魂长存,每句每辞,都在唤醒我少年时代的梦想。今夜手按Principia庄严而立志,为追求大统一(G, ħ, c)的万物理论而贡献。填补先贤们留下的空白,是我们这辈学子们的最神圣使命,也是全人类最崇高的梦想。为实现这个美丽的梦想,我们必须穿越时空,量子纠缠,潜入普朗克长度的万丈深渊,高攀普朗克能量的奇险顶峰。路漫漫其求修远兮,吾将上下而求索!

 

夜半钟声,皓月当空。百年孤独的求知旅程,今有千年Principia的步步相伴。黎明既启,征途既始,此时此刻,按书立志,赋诗为证:

 

既然无法抵挡她万有的吸引,

为何不遨游星际而时时相伴?

 

既然为量子因果而纠缠绵绵,

为何不心心相印寄在水一方?

 

既然追不上她永恒不变的步伐,

为何不对镜赏花以光传因缘?

 

既今见英魂长存于行行字迹,

又何惧漫漫征途中渊深峰险?

未来智能实验室的主要工作包括:建立AI智能系统智商评测体系,开展世界人工智能智商评测;开展互联网(城市)云脑研究计划,构建互联网(城市)云脑技术和企业图谱,为提升企业,行业与城市的智能水平服务。

  如果您对实验室的研究感兴趣,欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/487639.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

前端填空题_一年前端面试总结|入职字节|2020.8

站在未来看现在你当像鸟飞向你的山前言普通本科,软件工程专业,2019年毕业进入奇安信集团(前360企业安全),实习期间遇到一群可以一起嗨的朋友,感觉很幸福,也很庆幸能够遇到hin nice的导师&#x…

分数怎么在计算机上关,电脑如何在注册表上关闭AutoRun功能

AutoRun是微软的windows系统的一种自动运行的文件命令,主要用于对于移动设施的自动运行。一些用户反馈说电脑运行AutoRun功能,导致系统很卡,有什么方法可以关闭AutoRun功能?其实关闭AutoRun功能方法简单,我们可以通过注…

【一图看全】北京新基建行动方案中的30大要点

转自:行业研究报告6月10日,北京市印发《北京市加快新型基础设施建设行动方案(2020-2022年)》(以下简称“行动方案”),其中提出聚焦“新网络、新要素、新生态、新平台、新应用、新安全”六大方向…

docker port如何增加端口_docker部署redis实战

原创首发于公众号:编程三分钟“ 换电脑的时候不想再搭建开发环境了!——编程三分钟”什么是dockerDocker是一个用来管理容器的应用程序,而容器就是模拟运行应用程序所依赖环境的一个服务。一般一个容器内只安装一个程序,在容器内的…

Android Studio配置GreenDAO 3.2.0和使用方法

我相信,在平时的开发过程中,大家一定会或多或少地接触到SQLite。然而在使用它时,我们往往需要做许多额外的工作,像编写SQL语句与解析查询结果等。所以,适用于Android ORM框架也就孕育而生了,现在市面上主流…

收件服务器主机名未响应,邮箱收件服务器主机名是什么

邮箱收件服务器主机名是什么 内容精选换一换FTP/SFTP连接适用于从线下文件服务器或ECS服务器上迁移文件到OBS或数据库。当前仅支持Linux操作系统的FTP 服务器。连接FTP或SFTP服务器时,他们的连接参数相同,如表1所示。FTP/SFTP连接参数参数名说明取值样例…

数字孪生技术,让酷炫的智慧城市不再遥不可及

物联网智库 整理发布智慧城市对于不同的人,不同的角色所处不同立场都会有不同的定义。在普通人眼中“上班不拥堵,下班走近路”是智慧城市......在老年人眼中“独自在家遭遇危险,能有人及时提供帮助”是智慧城市......在消防员眼中“火情在苗头…

腾讯文档网页版登录提示服务器,腾讯文档官网地址,腾讯文档电脑版pc端登录入口...

腾讯文档是腾讯近期推出的一款多人协作在线文档产品,不但打通QQ、微信和PC等多个平台,哪么腾讯文档官网地址是什么?有没有电脑版,想在pc端编辑文档怎么办呢?腾讯文档没有电脑版软件,但腾讯文档网页版可以替…

向深度学习三剑客学习四种科研精神(上)

来源:陈德旺科学网博客深度学习,尤其是深度神经网络学习算法的兴起和大数据的加持,结合GPU的算力,如同 “三英战吕布”,终于搞定了人工智能这一反复无常的“吕布”, 使得人工智能得以第三次复兴。如今&…

val什么意思vb中的属性值_老司机带你探索Mysql中int(1)、int(10)、int(11)的区别是什么?...

在上一篇原创文章MySQL一个表的自增id用完了,背井大佬让我用这些姿势再往里插数据,最后留下了一个问题,大家知不知道int(1)和int(11)有什么区别,没有小伙伴互动回答,只有一位老哥让我说一下什么区别,我说上…

c#switch语句判断成绩_C#程序流程控制 知多少?

最近发现读书是个慢过程,很难一口吃个胖子,尤其读这种技术类的书,需要细嚼慢咽的精读,很耐心的读。迄今为止我一个像样的C#程序都没有做过,是小白中的小白,这倒不影响什么,毕竟在曾经学过C语言的…

无穷存在吗?

来源:数学职业家无穷大的存在问题是一个令人惊讶的古老问题。亚里士多德首先引入了一个明确的区分,以帮助理解它的意义。他区别两种不同的无穷大。其中之一,他称之为潜在无穷大:这种无限大刻画了无止境的宇宙或一个永无休止的名单…

机器学习虽好,也要看什么场合!

来源:AI科技评论编译 | 王念编辑 | 丛末身为AI时代的程序猿,我们天生就对数据集敏感。因此,当我们拿到一批真实数据时,激动之情肯定溢于言表!举例来说,我们可能拿到了一组患者正确药量的数据集,…

CVTE前端笔试编程题

这些题目是做完笔试之后,在别的地方找到的,现在附上。 1.(1)这题考察的怎么把参数转换为数组,然后再截取你想要的位数。 function C(){var a_argsArray.prototype.slice.call(argumens,0,2);var b_argsArray.prototype.slice.call(arguments,…

springboot 引入jdbc驱动_SpringBoot+MyBatis+Druid整合demo

最近自己写了一个SpringBootMybatis&#xff08;generator&#xff09;druid的demo1. mybatisgenerator逆向工程生成代码1. pom文件pom文件添加如下内容&#xff0c;引入generator插件<!-- mybatis代码生成插件 --><!--如果使用的mysql驱动是6.x的&#xff0c;那就无法…

盘点|世界流行的十大机械工程设计软件,你会用几种?

来源&#xff1a;自机械前线机械设计是机械生产的第一步&#xff0c;是决定机械性能的最主要的因素。为了满足机械产品性能的高要求&#xff0c;在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析&#xff0c;以下是目前世界上流行的十款式机械工程设计软件。1、Autodesk …

SpaceX再发射58颗星链卫星 总数达到538颗

来源&#xff1a;网易智能据外媒报道&#xff0c;在距离上次星链&#xff08;Starlink&#xff09;卫星发射仅仅10天后&#xff0c;美国太空探索技术公司SpaceX于当地时间周六再次发射了最新一批星链卫星。与以往每批发射60颗星链卫星不同的是&#xff0c;SpaceX此次只发射了58…

MVC系列——MVC源码学习:打造自己的MVC框架(一:核心原理)(转)

阅读目录 一、MVC原理解析 1、MVC原理二、HttpHandler 1、HttpHandler、IHttpHandler、MvcHandler的说明2、IHttpHandler解析3、MvcHandler解析三、HttpModule 1、HttpModule能干什么2、HttpModule的使用3、HttpModule和HttpHandler如何区分4、UrlRoutingModule解析 四、总结正…

python中的画布背景设置_教你用python画图—Turtle详细教程

Turtle模块绝对是吸引非专业代码开发者人员学习python入门的好工具通过turtle几行代码的执行软件就会画出漂亮的图形&#xff0c;美观而且有成就感&#xff0c;这样一下子对python编程就产生了兴趣。这些漂亮的图形如三角形、五角星、机器猫等。在写代码的时候改变几个参数&…

城市大脑,是工程问题,但首先是基础科学问题

2020年&#xff0c;在5G&#xff0c;大数据&#xff0c;人工智能、区块链、新基建等一轮轮科技浪潮下&#xff0c;城市大脑开始逐步成为新的城市建设和前沿科技热点。到2020年6月已经有近500多个城市宣布建设“城市大脑”&#xff0c;包括阿里&#xff0c;华为&#xff0c;百度…