Category: Academic

我在实验室干活想偷懒的时候，有时会到系图书馆看看杂志。这图书馆主要是给物理化学等系的，杂志也基本上都是学术期刊，不过还好有些“科普”一点的不那么专业的杂志。最近发现不错的一本周刊 New Scientist，会以比较平实的语言介绍不同学科一些很有趣的进展，但同时也并不过分科普。之前我有偶尔翻看 Science News，不过它没有 New Scientist 写的深入，估计我是要抛弃前者主要看后者了。上周的 New Scientist，封面故事似乎很有趣（见右图），翻来看看，发现其实是和量子理论有关的，题目叫《Impossible things for breakfast, at the Logic Café》，讲英国的两个理论物理学家Doering和Isham的一系列新paper，提出新的用Topos（拓扑斯？）理论构建物理基础理论的方法（A Topos Foundation for Theories of Physics）。俺数学造诣有限，所以那一系列paper大概也就第一篇的简介能看看。我也挺佩服 New Scientist 那篇文章的作者，不牵扯到具体细节也能搞出那么一长篇文章来，当然这杂志不无限科普，所以也不是完全的泛泛乱谈。 我不懂拓扑和啥拓扑斯，不能对他们提出的步骤做任何评论，但至少可以随便总结两句他们这么做的一部分动机。如果我们相信量子理论是正确的，那么我们观测到的这个世界上一些很确定一清二白的东西，并不是那么绝对，而只是无数可能中的某一种。那么接着就会有一个问题，这么多的可能性又是怎么归结到我们所生活的这个确定的现实？一种流行的解释是 Copenhagen interpretation，根据这种解释，是“观察”这个行为或者说观察者的存在使得这众多的可能性塌缩到某一个确定的态上。但是这种解释，在处理一个完全自我包含闭合的系统（比如宇宙）时就会出现问题，对于这种系统不存在外界的观察者，那么这个系统就不存在一个确定的现实，不存在绝对的真实与虚假，正确与错误，没有什么定律，整个逻辑系统也因此变的混乱。解决这个矛盾有两个角度，要么是量子理论或者相关的解读是错误的，要么是我们理所当然的基础逻辑和数学系统是不能用来形容量子系统的，或者说我们所用的逻辑系统只是一个经典极限下的近似。比如说常见的“与、或、非”算符，拿“与”来说，如果你早饭点油条“AND”包子，那么你应该得到这两样东西，但是如果在量子系统里你说油条“AND”包子，那么你有可能得到油条有可能得到包子也有可能什么也得不到或者得到一团既不是油条也不是包子的东西，所以我们需要定义一个新的有意义的“AND”。再一个例子是我们在用连续的实数虚数系统研究本质上不连续的量子理论，而这可能造成潜在的底层问题。当然，再往下为什么Topos理论足够酷有可能解决问题，我就不懂鸟。不过我是觉得这种想法很有意思，至少我对颠覆逻辑系统这个概念很有兴趣，哈。虽然我觉得这种东西想多了，容易疯掉。 我对严肃的科学问题的关注也就浅浅的到这个层面了，有谁足够酷的去看看那些paper，然后再来给我讲讲？New Scientist 需要订阅，但那篇文章全文可以在这里看到。Doering和Isham的那一系列4篇paper在arXiv上可以找到，第一篇在这里。