◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.3322.org)(xys.freedns.us)◇◇ 刘县书变成了物理专家? ·方舟子· 上次刘县书很纳闷,怎么就没有生物学家出来指正我对转基因技术的胡说八 道,而需要他这位文科生承担此重任呢?最后他归结为所有的生物学家或不愿和 我一般见识,或没有社会责任感。这次刘县书肯定也很纳闷,怎么就没有物理学 家出来指正我对光的波粒二像性的胡说八道,又需要他这位文科生跳出来,还不 得不找一本科普读物学一点“量子电动力学”呢?肯定是物理学家的良心也和生 物学家一样都大大的坏了。 我把刘县书摘录的费曼的话看了两遍,也看不出和我说的有何冲突。我说的 不过是学过大学普通物理的人都知道的常识而已。我和刘县书不同,并不需要靠 读一本科普读物才知道有“量子电动力学”这门学科,并错误地把费曼当成量子 电动力学的创立者(狄拉克等人创立量子电动力学的时候,费曼还只有9岁)。 量子电动力学当然可以解释光学现象,因为光波是由光量子组成的。我们对光的 认识还在不断深入,但是现有的知识已足以让我们判断历史上波动说与牛顿颗粒 说之争孰是孰非。真理只有一个不等于说我们掌握了绝对真理。 刘县书想必以后还会变成别的什么专家对我“偏执”地揭批下去。出过一次 丑,总想挽回一下面子,对没有自知之明的人,结果只能是一次次地出丑。引四 个网友的评论: memime:如果你相信在读了一本为非物理专业的人写的书后就可以大谈量子 电动力学,你比我想的还要白痴。 松鼠:文科傻妞说的科学理论,10个科学家都看不懂。 gopher:中青报的这个文科傻妞的尾巴到底是怎么被踩到了? photons:王小波(大意)又一次说有人看到了电灯,也买了一个回去,回 家用绳子挂在屋里。当然,那是不会亮的,于是他破口大骂,TMD,怎么不亮?! 结论是,电灯泡不应该让这种人看见,正如QED不应该让刘县书看见。不过,对 刘县书这样文科生解释这些东西,还是太难离一点。倘若费曼活着,他也许也没 有信心给刘县书上课。顺便还是想问一句,刘县书,这个所向披靡的文科生,是 否知道什么是衍射?另外,在他知到QED之前(且不说他看到之后的理解对不对), 认为微粒说是什么意思? 附: 费曼的《QED:光与物质的奇异性》与方舟子〈光的真理〉 作者:刘县书 | 2005年02月24日 | 已阅 280 次 作者: 刘县书 脸谱: 随便说说 日期: 2005-02-24 14:40 回复作者 修改本文 标题: 建议大家读读费曼的《QED:光与物质的奇异性》 内容: 上次山水间评点方舟子发表于中国青年报冰点周刊科学版的〈光的真理〉, 把方舟子当作最认真的中国人,我以为根本是个误会,这篇文章恐怕只能说明作 者多么自以为是和偏狭。 我本来不想多说什么,对方舟子的“睚眦必报”我既已见识,便见怪不怪了。但 又想,方舟子这篇文章是冲着许多“文科生”喜欢拿“波粒二像性”说事来说事 的,也许看了方舟子这篇文章,许多“文科生”和不求甚解的读者大概又要以为 光就是一种波,光的粒子说就是错的,像方舟子这样的博士手中才掌握着光的惟 一真理呢。其实他只不过从中学和大学物理课本中抄了一些旧故事,这没什么不 可以,但他随后对别人的教训和结论是可笑的。 我发现,方舟子有一个最大的坏习惯是首先歪曲对方的思想,树立一个荒谬可笑 的靶子,然后批之。拿这篇〈光的真理〉来说,如今还有谁以为牛顿当年的光的 微粒说是完全正确的呢?有人(比如我)举光的波粒二像性,往往是想说明科学 认识过程的曲折性和真理的相对性,无论光的波动说或粒子说,都不是绝对的最 后的真理,关于光的性质,至今物理学家仍在探索,认识不断深化,而晚近的科 学理论都能从以前的理论中汲取有价值的成分。千万不要以为科学家真的已经知 道了光的本来面目和全部奥秘!一切都是猜想,是想象。科学其实是一个想象的 体系,与其他想象体系不同的是,这个体系不断接受实验和实践的质疑和验证。 对这种思想最好的表达来自世界上最好的科学家,如爱因斯坦、费曼等。出于他 们之口的话当然比我更有说服力,正好今日有点空,对理查德·费曼的《QED:光 与物质的奇异性》作点摘抄吧(选自商务印书馆1996年版张钟静译),这本书对 光的性质及光的研究史有深入浅出的生动解析。著名物理学家费曼想必大家都知 道,该书基本是他在加州大学洛杉矶分校所作量子电动力学讲座的记录,非常精 彩好看! 作者: 刘县书 脸谱: 随便说说 日期: 2005-02-24 16:25 回复作者 修改本文 标题: QED是指quantum electrodynamics量子电动力学,有关光与物质的相互作 用;费曼是该理论创立者之一 内容: P7:对引以为自豪的量子电动力学理论,费曼说:“我必须澄清一件事: 在我说物理世界的所有现象都可以用这个理论解释时,我们并不真的知道是不是 这样。我们所熟悉的大部分现象都涉及极大量的电子,要我们这贫乏可怜的头脑 去跟踪如此复杂的事物,那可太难了。在这种情况下,我们可以运用这个理论粗 略地估算出什么情况应该发生,并粗略地估算出在这种复杂的环境中,真真正正 发生的到底是什么。” P9:“你们或会认为,再一个使你们不懂我讲述内容的原因是,在我讲述自然界 如何工作时,你们不懂得自然界为什么这样工作。但是你们要知道,没人懂得这 一点。我不能解释自然界为什么以这样奇特的方式行事。” P13:“牛顿认为光由粒子组成(他把它们叫做“微粒”),他是对的(不过他做 出这个结论的推理是错的)。我们之所以知道光由粒子组成,是因为我们使用一 种非常灵敏的仪器,当光照射这个仪器时,仪器就‘嗒’‘嗒’作响。如果光变 暗了,声响还是那么强,只是响的次数少了。这样看来,光就有些像雨点—— 每一小团光就叫做一个光子——如果所有的光都是同一种颜色的,那么所有的 ‘雨点’的大小都是一样的。” P15:“我想强调光是以粒子这种形式出现的。知道光的行为很像粒子这一点很重 要,特别是对你们这些进过学校的人,你们在学校听到的恐怕是‘光的行为很像 波’这类说法。我要告诉你们,光的行为方式的确很像粒子。” “你们也许会说,只有光电倍增管才能探测出光是粒子吧。但是,不然!所有的 仪器,只要设计得对于探测弱光足够灵敏,最后总能发现同一情况:光是由粒子 组成的。” 作者: 刘县书 脸谱: 随便说说 日期: 2005-02-24 16:46 回复作者 修改本文 标题: 继续摘 内容: P36:“牛顿确信光是‘粒子’,这对我们来说是很幸运的,因为这使我们 有机会了解到,一个极富创造性的天才头脑,面对两表面或多表面部分反射的这 个现象,不得不认真对待,并力求给出解释。(那些相信光是波动的人,就从来 不会为这个问题伤脑筋)” P37:“波动理论解释这个现象(指光的表面部分反射)利用的是波可以相长或相 消的事实,根据这个模型所做的计算,与牛顿的实验以及此后几百年的实验相符 合。但是仪器已经进步到精确得足以探测出单个光子的程度,这时波动理论的预 言是光电倍增管的作响声将越来越弱——但事实上,每一次作响的强度始终如一, 只是作响的次数越来越少。没有一个说得通的模式能够解释这个事实——所以曾 经有过那么一个时期,那时人们非得一时一地放聪明点不可:为了说光是波动还 是粒子,你必须要知道你在分析的是什么样的实验。人们称这种混乱状况为光的 ‘波粒二像性’,或者像一个人开玩笑说的那样:光在星期一、三、五是波动, 二、四、六是粒子,而在星期日,我们就要思考它是什么。这个讲座的目的,正 是要告诉你们,这个谜最终是怎样解开的。” P40:“量子电动力学‘解决’了这个‘波粒二像性’的问题,它的说法是,光是 由粒子组成的(正如牛顿原来所想的那样),但科学的这个巨大进步的代价是物 理学被迫后撤,撤到它所能计算的只是一个光子打中探测器的机率这种地步,而 给不出一个很好的模型来说明:实际发生的到底是什么。” 作者: 刘县书 脸谱: 随便说说 日期: 2005-02-24 17:56 回复作者 修改本文 标题: “一个笨人能理解的东西,其他人也能理解”——费曼 内容: 接下来,费曼用画小箭头的办法向我们演示了量子电动力学如何成功解释 光的反射、折射、衍射等已知的一切现象,记住,费曼始终是把光当作粒子来处 理的!当然,费曼的光子不等于牛顿的微粒,最重要的是,费曼考虑了光子的量 子性。 P63:“我用这些例子向你们说明了,量子电动力学的理论初看起来是怎样的荒诞 无稽,没有机理,一点儿也不真实,但它得出的结果却是你们大家都熟知的…… 事实上,这个理论在解释光的所有现象时都是成功的。” P94:“有趣的是我们注意到电子首先是被人看作是粒子,它的波动性是后来发现 的。光的情况相反,除了牛顿犯了个错误而认为光是‘微粒’以外,光首先被看 作像波动一样,它具有像粒子一样的特性是后来才发现的。事实上,这两种物体 的行为是多少有点像波动,又多少有点像粒子。为了省点事,别创造诸如‘波动 子’这类新词,我们就把这些物体称作‘粒子’,但我们大家都知道,它们是服 从我上面解释过的画出并合成箭头的那些规则。显然自然界中所有粒子——夸克、 胶子、中微子等等——都是按量子力学的方式行事的。” P165:“有个问题我想着重讲几句。物理学其余部分的那些理论同量子电动力学 的理论很相像:它们都把自旋1/2的物体(如电子和夸克)同自旋1的物体(如光 子、胶子、W等)的相互作用纳入振幅结构之内,根据这个结构,一个事件发生 的机率就是代表这个事件的箭头长度的平方。为什么物理学所有这些理论在结构 上这样相像呢?” “有几种可能性。第一是物理学家的想象力有局限:在看待一个新现象时,我们 总是试图把它纳入已有的框框里去,直到实验相当多了,我们才会发现旧框框已 经不灵了。有个愚蠢的物理学家1983年在加利福尼亚大学洛杉矶分校上课时曾说: ‘这就是自然界的工作方式。这些理论看起来是多么奇妙地相似啊!’虽然他是 这么说,但理论的相似并不是因为自然界实际上真的相似,而是因为物理学家只 会这么该死地一而再、再而三地以同样的方式想事情。” “还有一种可能性是,它确实就是这么个一再重复的相同的玩意儿—-就是说, 自然界办事情就这么一种方式,没完没了地重复她的这点子事。” “第三个可能性是,事情看起来相似是因为它们是同一个事物——一个较大的背 景图像——的各不同的方面称,这个较大的图像分裂成各不同的部分,就使得事 情看起来不相同,就像一只手上的几个手指头一样。许多物理学家正在非常勤奋 地工作,以期拼凑出一个大图像,它能将所有的一切统一于一个博大恢宏模式之 中。” 作者: 刘县书 脸谱: 随便说说 日期: 2005-02-24 18:06 回复作者 修改本文 标题: 最后引一段费曼写于该书“致谢”部分的话,仅供方舟子及其读者参考 内容: “许多‘颇受欢迎’的科学普及之类的作品之所以看起来相当简洁,只是 由于它们所写的东西与它们声称要写的东西是两码事,它们对于声称要写的东西 作了相当大的歪曲。但是对我们论题所怀的敬意不允许我们也这样干。经过许许 多多个小时的讨论,我们已经尽力做到了最大限度的明确、简洁而同时避免任何 对真理的歪曲。”——费曼 作者: 刘县书 脸谱: 随便说说 日期: 2005-02-24 23:11 回复作者 修改本文 标题: 做这些摘抄,对我自己是一种学习和享受,也可能有助于大家阅读理解费 曼和该书 内容: 如果你没看明白,或者没时间,我简单总结几句: 方舟子在〈光的真理〉中最后写道:“这给人的印象似乎牛顿也没有错。经常有 人在争论问题时引用这个所谓‘波粒二像性’来说明真理不止一个,大家争来争 去可能只是看到了问题的不同一面,最终会统一起来,证明大家都对。这个观点 是错误的。爱因斯坦的光子和牛顿的微粒除了都是粒子之外,并无任何相同之处。 光子不是牛顿所描绘的那种遵循经典力学运动定律的微粒。牛顿对光的反射、折 射、衍射、颜色等等光学现象的解释都是错误的,波动学说才是正确的。在光的 问题上,真理仍然只有一个。” 方舟子的错误是: 1.并没有人认为牛顿的微粒说是完全正确的,其实所有的物理学理论都不能保证 没有错!物理学的发展史(从波动说、粒子说到波粒二像性的发现与解释)只不 过说明,物理学说不是绝对真理,对一种事物可以从不同侧面进行分析解释,乃 至对同一现象也可作出都相对成立的不同解释(这些解释其实都是想象的体系); 2.对光的反射、折射、衍射等现象的解释,波动说并不是惟一的真理!那是一个 天大的误会!其实经过修正的粒子说可以相当完美地解释一切已知的光的现象 (那就是费曼等人创立的量子电动力学所做的事)!但费曼这样的科学家并不认 为他的理论就是真理!他明确告诉我们,量子电动力学只不过是一种可能正确和 有用的猜想。 (戏仿套用方舟子常用于别人身上的一个句式:方舟子他只知道爱因斯坦的光电 理论,连量子电动力学这个名字可能都没听过,也配来谈论“光的真理”?) 正如费曼所言,做到简洁而不失真太难了,《QED:光与物质的奇异性》是一本 奇书啊,作者用不到10万字的篇幅将量子电动力学的精髓传达给了我们——这门 理论至今堪称为物理学的最前沿之一。 到底什么是量子电动力学?我所学浅薄。简单说,它分析解释光子、电子等基本 粒子的行为及其之间的相互作用,按费曼不无自夸的说法,这个理论能推导、解 释物质世间一切物理、化学现象——除了万有引力和放射性现象。爱因斯坦一直 不能接受让上帝掷骰子的量子力学,为什么?读读这本书,你就明白了,费曼的 办法确实非常怪异,充满顽童气息!但你不能不承认它是堪与相对论并立的不同 类型的天才思维! (XYS20050225) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.3322.org)(xys.freedns.us)◇◇