对称性与现代物理:杨振宁先生在物理学上的贡献

对称性与现代物理:杨振宁先生在物理学上的贡献

70分钟 ·
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评论数23

这是一期特别节目,我和我的朋友老赵 @赵智沉 坐在一起,聊了聊现代物理学。当然确切来说,是老赵讲,我听。

起因是老赵在转发一篇关于杨振宁先生的文章《杨振宁先生的数学贡献》(载于「普林小虎队」公众号)的时候说:杨先生把物理学由场本位转向了对称本位,深刻改变了物理学家对「实在」的认知。

我要求老赵给我讲讲这是什么意思,然后就有了这期播客。

这不是一期很容易听懂的播客。如果你点开然后又迅速退出,我非常理解。如果你听得云里雾里,那也绝不是你的错。老赵已经在很努力地解释这个极为抽象的问题,我也在尽我所能地帮他廓清一些晦涩的地方。但这仍然可能是非常考验耐心的一期节目。甚至很可能是失败的。

如果你有一些物理或数学的专业背景会更容易听下去。

节目长度为一小时左右,下面是大纲。如果你觉得某些段落很难听下去,请直接跳过。

00:30 老赵的自我介绍。物理学的鄙视链。

04:17 杨振宁先生的贡献的概述。

06:00 从粒子到场:物理学发展中的一次立场转换。

10:40 光的电磁学本质。

12:12 麦克斯韦是如何理解粒子和场的关系的。

19:25 当你说场比粒子更本质的时候你是什么意思。

22:48 宇宙作为场的存在:随机的涨落。

24:25 从场到对称:物理学发展中的另一次立场转换。

25:26 第一个背景:大量基本粒子的涌现。

29:10 第二个背景:关于对称性的理解的深入,对称与守恒,诺特定理。

30:20 对称是什么意思。

31:38 李政道与毛泽东的对话。

34:20 宇称不守恒的奇特之处,三种离散对称。

37:45 全局对称与局域对称。

38:55 局域对称的例子:广义相对论。

41:00 局域对称的例子:电荷守恒与电势的局域对称。

41:49 局域对称的例子:量子电动力学里的波函数幅角自由度。

44:00 局域对称性对量子电动力学方程的约束。

45:24 杨-米尔斯框架的意义。

50:10 杨-米尔斯理论最初遇到的问题。

53:30 对称的视角和场的视角之间的关系,范式选择。

56:44 如果我是上帝,我如何创造宇宙。

01:00:20 如果我是上帝,我如何改造宇宙。

01:01:32 所有理论都是等效理论。

01:03:48 杨振宁对中国建设高能粒子对撞机的反对。

01:06:52 理论物理学的未来。

tanya
tanya
2021.10.07
我感觉我听懂了 但感觉又没懂
外星内心人
外星内心人
2021.10.05
虽然是年更,但长度确实堪比去年累计了哈哈哈哈
rafael
rafael
2021.10.05
真·年更了
Heliummm
Heliummm
2021.10.17
非常有趣的讨论,我为大家提供一些蹩脚的注脚吧,如果能帮助一些朋友理解就再好不过了。

整个讨论的核心论点是:杨-米尔斯方程(Yang-Mills equation)指出了“对称性”是一种“实在”,它比过往的粒子说、场说更加深刻、本质。

要理解这个论点,有几个难处:
1、什么是“实在”?
2、粒子说、场说、“对称性”分别是什么含义?
3、为什么“对称性“比过往的粒子说、场说更加深刻、本质?

整个播客在2、3这两点上讲得多,而1讲得少(虽然我跟木遥一样,是被1吸引来的)。

我从3的角度补充一个例子,或许能帮助一些朋友找到切入点。最早人们相信地心说,围绕地心说测量和预测行星的运动。在地心说下,我们在描述月亮、太阳的运动轨迹时,整个预测还是比较有效的。但是在描述其他行星的轨迹时,会发现描述的方程非常复杂,甚至根本没办法建模描述。而切换到日心说(1543哥白尼提出日心说)视角下,就发现行星轨迹的描述变得“简单”了(1609开普勒揭示行星在椭圆轨道上绕太阳公转),而透过这些简单的描述,我们进一步发现万有引力定律(1687年牛顿提出)。

回过头,我们可以把“粒子 → 场 → 对称性”这3个视角,类比从地心说到日心说的转变——并不是不能以地心描述世界,而是我们需要切换视角来应对更复杂的问题,这些问题在地心说下没法很好地解决。而往往随着视角的切换,我们可以发现一些隐藏的规律,比如地心、日心最终可以被包容在万有引力定律之下,我们则称之为“更加深刻、本质”。

那么回到问题1,什么是”实在“?如果我们撇去这里的上下文,单独来看这个问题,它在哲学上被归入本体论的讨论范围。老赵和木遥的讨论也只是在开头一笔带过了相关的讨论。从我的角度来看,目前整个讨论的展开还主要停留在认识论的层面,大体上可以把这里的”实在“理解为”更加深刻、本质“,或者”更加接近真理的理论“。

期待还有后续的讨论,能围绕“实在”本身作进一步的展开!
HD355849s
HD355849s
2021.10.07
😅
HD81488z
HD81488z
2021.10.06
一个呃呃呃呃呃呃呃一个一个一个呃呃呃呃呃呃
ainuannuan
ainuannuan
2021.10.05
07:47 哈哈哈,太污了。
Goodman
Goodman
2021.10.05
打不开
HD854526g
HD854526g
2021.10.05
👍😘🤓
HD498253l
HD498253l
2021.10.05
终于更新啦!
七个梦
七个梦
2021.10.05
年更
玛奇玛小姐
玛奇玛小姐
2021.10.06
只有物理话题才能轻轻松松地聊一个小时以上,听着甚至还觉得时间太快了
芒朵
芒朵
7天前
语速再慢点就好了
Payber
Payber
2021.10.29
1:01:53 等效理论
守望莱茵
守望莱茵
2021.10.19
硬核科普听着大爽
噼里啪啦啤
噼里啪啦啤
2021.10.11
听完打卡。
sunperova
sunperova
2021.10.09
对谈好,多来点对谈!
Truecy
Truecy
2021.10.08
真是干货满满的一期👍👍
冷手
冷手
2021.10.06
有没有这种可能,对称性是某种法则,场是一种法则下的形态,粒子是实体的基本单位,那么法则是在粒子通过某种状态形成的某种存在的“意识”影响粒子的结果。
kentshaw
kentshaw
2021.10.05
31:56 主播插播的这个梗真的很破坏整体感觉。
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