作者归档:李淼

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中国科学院理论物理研究所研究员

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该博客看上去在国内打不开,只有用代理才会打开。这是该博客开博若干年来第一次。 最近在这里出现一些讨论,我置之不理,若干天来也没有出事,但今天博客在国内打不开了。 我将删除一些过于直接的留言。 请大家在这里讨论的时候尽量谈科学,或者按照一些大网站的尺度,如新浪微博,否则我自己删帖。 博客需要存在,这个请大家谅解。

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十万个为什么(合页:光速不变吗? 质量守恒吗?引力是怎么产生的? 空间能弯曲吗?)

合页1(狭义相对论) 李淼 1、 光速不变吗? 爱因斯坦相对论与牛顿力学最大的不同是光速不变假设。在牛顿力学中,相对做匀速运动的两个不同的惯性参照性中的时间的变化是一样的;同时,伽利略的惯性原理是成立的:两个不同的惯性系中所有的物理规律是一样的。这个原理可以直观的解释为,如果你坐在一艘匀速运动的船上,或者坐在一列匀速运动的火车中,你不知道是轮船或火车在运动,还是河岸或者火车外面的景色在运动。时间的绝对性和惯性原理可以导出两个参照系之间的变换规律。现在,爱因斯坦说,我不知道时间是否是绝对的,我只能用光来校对不同地点的钟。既然不同的参照系中我们都用光来校对时钟,同时我们又不想放弃伽利略相对性原理,那我们只好假设光速是不变的。 光速不变是革命性的假设,因为这推翻了时间的绝对性。如果时间是绝对的,那么牛顿运动学体系告诉我们,速度是叠加的,也就是说,如果参照系B相对参照系A在X方向有速度V,而一个物体在参照系B中X方向的运动速度是U,那么这个物体在参照系A中的速度就是V+U。显然,光速在牛顿体系中不可能是不变的。既然如此,牛顿的绝对时间与光速不变矛盾。

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科幻会影响科学吗?

(《新发现》专栏,勿转) 说起科幻小说我们总想起法国的凡尔纳,英国的威尔斯,美国的阿西莫夫。我自己读过这些人的作品,特别是凡尔纳的,如《海底两万里》,《地心游记》,《环绕月球》。可是,谁是最早的科幻作家?凡尔纳不过是十九世纪人,威尔斯的早期作品也是十九世纪末创作的。他们都不是最早的科幻作家。 在近代科学时代,最早的科幻作家也许是大名鼎鼎的天文学家兼物理学家兼哲学家开普勒!他在1620年到1630年之间写了一本小说《梦》,被阿西莫夫和萨根认作第一本科学幻想小说。开普勒这部小说中的主角杜拉库图斯(Duracotus)是一位女巫的儿子,也是开普勒名义上的老师第谷的学生。杜拉库图斯的妈妈的老师是来自月亮的精灵,每逢日食时,精灵就可以通过连接地球和月亮的黑暗隧道来往于地球和月亮。杜拉库图斯想去月亮上看看,他的月亮之旅其实是为了证明哥白尼理论的正确性。就是说,从月亮上观测地球,我们就能看到地球环绕月亮运动。既然作为月亮上的观测者会误会地球围绕月亮运动,我们也会误会太阳围绕地球运动。杜拉库图斯喝了一些可以让他昏睡的药,在到达月亮和地球引力的平衡点之后,就慢慢地滑向月亮。从这一点来看,开普勒已经知道月亮和地球都会产生引力。我们不知道的是,开普勒的大脑中是否已经有了牛顿万有引力的概念?

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在国家科学图书馆的演讲

最近没有新文章,先贴最近在国家科学图书馆的演讲。

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科学的幽默

(《读+周刊》专栏) 在中国人眼里科学历来是件严肃的事。科学讲道理,所以严肃。近大半个世纪,中国人最讲科学,我们要建设一个科学的社会,发展观也是科学的。我们认为科学等同于理性,所以,搞笑诺贝尔奖在中国不怎么被看重。尤其是科学家,觉得那是一件与科学不沾边的事。我小时候的印象中,科学家不是穿着白大褂戴着口罩令人仰慕的人,就是陈景润那种不通人情世故的人。其实,这种对科学以及科学家的刻板印象都和西方的科学家相反。 西方科学家,有的多才多艺,有的擅长幽默。科学家的饭桌上经常听到笑话和包袱,在中国,我们很难听到这些。所以,菠萝科学奖,作为第一届中国的搞笑诺贝尔奖,起步并不容易。但是,4月7号的菠萝科学奖典礼做得十分成功,说明我们中国人即使搞科学的时候也能够幽默。 搞笑诺贝尔奖,英文名Ig Nobel Prize,Ig是ignoble,翻译过来是卑微和不光彩的意思。但搞笑诺贝尔的宗旨并不是如此,它的宗旨是“先让大家笑,然后使得他们思考”,也就是说,有趣而搞笑,但值得深思。搞笑诺贝尔每年十月初颁发,略早于诺贝尔奖,由幽默期刊《不可思议的研究》主办。第一届始于1991年,有十个奖项,除了诺贝尔涵盖的五个奖项外,还有公共卫生和工程等。

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我的科学与文学

(《新发现》专栏,勿转) 我似乎从来没有在我的《新发现》专栏里谈过文学,尽管,我写现代诗的时间仅仅短于我写科普的时间。 最近,我的恩师在美国猝然去世,谁也没有想到。三月份我去位于长岛的石溪大学访问,就想,如果下半年或明年有机会就去看看他。去年他因为心脏问题住了一个多月医院,后来好转出院,还能为学生上课。今年他76岁了,本可以赋闲在家,但还是义务上课。在上课之外,他还与学生辈天文学家合作做研究,去世的前一晚还用skype与其他人讨论学术问题。 我这次借这个专栏写写文学,一来很快将在国家科学图书馆做讲座,讲座名是《一个理论物理学家的现代文学观》,用崔卫平老师的话说,拗口;二来,也算是纪念我的恩师。按说,现代文学在消费时代越来越边缘化了,文学与科学向来也是两种很难融合的文化,我怎么就谈起现代文学了?年轻的时候,目睹恩师在做学问之外,涉猎科学史、哲学、宗教和文学,我并没有多大共鸣——除了科学史。所以可以排除来自他对我的直接影响。我在微博上说:“老师爱学问爱做科普,喜欢写随笔。我跟他做了两年宇宙学同时自学超弦理论。后来我写科普,热爱文学都是偶然诱因导致。有人说我在这些方面受老师的影响,其实不然,他在国内时大谈波普尔和哲学、宗教时,我并不感兴趣。现在年龄到了,想不到我竟然在这方面变本加厉。我想有些人终归是要走这条路的。”

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自由的风

缺乏地理概念的我,在来长岛之前只知道长岛有著名的纽约州立大学石溪分校以及布鲁克海文国立实验室,前者因杨振宁先生曾任教在华人社会名头响亮,后者则参与了最近出了重要成果的中国大亚湾中微子实验。长岛由四个郡构成,其中两个郡靠近曼哈顿,同时也是纽约市的两个区,皇后区和布鲁克林区。中间那个郡叫纳苏郡,我则住在最东部苏福克郡,因为我访问的石溪大学位于这个郡。这个郡面积最大,而我离长岛最东端还有很远的距离。 今年是纽约的暖冬。2月29号我刚到这里,天下着雨,还感受不到暖冬是什么样子,半月过后,北京也常见到的连翘和紫木笔(俗称玉兰)开得不可收拾。有时我得将住处的空调开到制冷处。

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古诗词品读岂只“意象”?

(读+周刊,李淼有艺见) 汉语古典诗词是我们的文化基因之一。受过教育的人提到诗歌脑子里首先出现的大概是古典诗词;即使没有受过正规教育的人,也会从各种不同的媒介中接触到古典诗词。比如说,有一次我在网上说诗歌越来越边缘化,可是诗歌对汉语语言构成的贡献是无与伦比的,有一位网友不乐意了,留言说:“语言来自生活和普通人,诗人不要孤芳自赏。”我就说:“谢谢使用来自诗人的成语‘孤芳自赏’。”宋朝词人张孝祥有一首《念奴娇•过洞庭》:“应念岭海经年,孤光自照,肝胆皆冰雪。”其中孤光自照后来演变为成语孤芳自赏,这首词是高中语文课本中有的。

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佛学只是心灵学

(读+周刊”李淼有艺见“专栏,链接:http://cjmp.cnhan.com/cjrb/html/2012-03/13/content_4975385.htm) 在写下这个标题的时候,我意识到也许自己浅陋了。然而,这确实就是目前我对佛学的理解,所以我就不避浅陋了。 过去,我和很多中国人一样,觉得佛学和多数宗教一样,是一种有神教。譬如,《西游记》中的释迦摩尼佛就是一位神通广大,连玉皇大帝和太上老君都要尊敬和甘拜下风的神。对佛学开始正视并有所了解,是读了王朔的《我的千岁寒》和北京话版《金刚经》之后。再后来,我读黑塞的《悉达多》和《玻璃球游戏》,对佛学仿佛有所领悟,觉得佛学与其说是宗教,不如说是一个教人们如何过心灵生活的法门。西方人对佛学的理解大抵如此,例如毛姆写《刀锋》,主角经过战争的生死,忽然对生死的意义产生了极大的兴趣,先是读各种哲学著作,后来去了印度就教吠陀大师,终于顿悟,领略到“此心安处是吾乡”,随后捐出自己不菲的财产,随心所欲地生活和工作,例如在一艘轮船上做烧锅炉的从欧洲回到美国。《刀锋》里的刀锋一词正是指多数人难以越过世俗的种种,那些都是刀锋,而主角拉里一定是毛姆本人的意念投射。后来美国的垮掉的一代诗人盖瑞•施耐德也到日本修学禅宗,禅宗对他的诗歌有极大影响,就如很多西方人对日本俳句生发兴趣,因为日本俳句追求的是闲寂的境界。

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来自中国的物理学突破

(《新发现》专栏,勿转) 2月29号我来到纽约州立大学石溪分校西蒙斯几何和物理中心参加非常理论的超弦讨论会,而不意在3月7号听到来自欧洲的关于希格斯粒子实验的消息(其实是美国费米实验室的结果),在3月8号听到来自中国关于中微子实验的消息。来自中国的消息第一次让中国人为本土的科学成绩所感动。 中微子在过去半年中数次占据了科学新闻的头条。先是去年9月23号从意大利Gran Sasso地下实验室传来中微子超光速的震撼新闻,接着在去年11月份得到进一步消息。不过,也就是在我来美国前不久,意大利的实验发现了两个漏洞,一个和连接原子钟的光纤有关,一个和原子钟本身有关。这两个漏洞使得中微子超光速的结论变得毫不可信了。部分人兴奋,部分人失落。到底中微子的速度超了光速没有?我们需要等到今年五月份欧洲核子中心重新启动加速器产生意大利实验室需要的中微子,才能知道最后结果。

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