2024年4月28日 星期日

悖論 吉姆.艾爾-卡利里 Jim Al-Khalili


1. 芝諾最著名的四個悖論被亞里斯多德命名為:阿基里斯(the Achilles)、二分法(the Dichotomy)、運動場(the Stadium)與飛矢不動(the Arrow)悖論。

2.「憤世嫉俗」一詞(cynicism,大寫時譯為犬儒主義)來自古希臘時期的唯心哲學運動。相較於這個名詞當今的意涵,希臘犬儒學派(the Cynics)是一群素行良好的學者。

3.比鄰星不是天空中最亮的恆星。最亮的頭銜歸天狼星所有,距離我們大約是比鄰星的兩倍遠。只有月亮、木星和金星一年四季的亮度都超過天狼星。它與參宿四和南河三共同形成北半球可見的「冬季大三角」。

4.遙遠的距離使星星變得極黯淡,也意味著我們看見的不再是分開而清晰的光點,而是由數十億顆星星的光芒共同累積形成的一片微光。

5.一件有趣的事實是,我們隔鄰的仙女座星系正朝我們撞過來!根據目前所估計的宇宙擴張率,它應該以每秒50公里的速率遠離我們。反之它卻以每秒三百里的速率接近。之所以產生這種矛盾,是因為星系在宇宙中並非均勻分布。

6.宇宙有起源的三個有力證據包括:宇宙背景輻射;元素的相對比例;以及透過望遠鏡可見的宇宙擴張。這三個證據都指向宇宙創生的那一刻。

7.從根本的角度來看,資訊其實不過是大腦或電腦記憶庫的某種有序狀態,亦即某種低熵態。當我們擁有愈多資訊,我們的大腦就愈結構化與組織化,熵也就愈低。

8.三體問題:法國數學家龐加萊發現,儘管只牽涉到三個物體,卻不可能得出精確的數學解答。不只如此,三體的某些排列對於初始條件的變化極為敏感,方程式因此得出十分不規則且難以預測的運動行為。




心得
    在祖父悖論那章節作者寫到讓我有所啟發,現在我們已經知道時空是一體的,那麼既然我們可以在空間中移動,那麼為什麼不能在時空中移動?或許未來真的會製造出時光機,使得時光旅行成為可能,不過我認為限制是相同的:我們能在空間中移動,但是每次移動後是存在在不同時間,移動回原空間,時間也不同,所以我體悟到空間的移動,必定會去到不同的時間;相同的思維,如果未來真的能時間旅行,那麼條件限制也必然會到達不同的空間。所以旅人回到的過去,不是他本來的過去;去到的未來,不是他本來的未來。依方塊時空理論,旅人還有極低的機會回到自己的世界,不過以我上述的理論,機率是零。
    時間到底是什麼,雖然還不很清晰,我認為是粒子運動的一個分量。我相信粒子的速度、振動、自轉等等各項數值,加上我自己假設的時間分量,全部以某種加權方式加在一起,在每一種粒子上各是一個常數。由於是一個常數,所以速度愈快,其他量值就會減少。或許也沒有時間分量這個數值,單純由振動等一些數值構成時間也是有可能的,同樣這些跟速度形成某個常數。不過這個是沒有理論證實的。
    薛丁格的貓一章,作者提出的例子很能說服我。一個原子的衰退,在未觀察時呈現未衰跟已衰的疊加態,外界是無法確定的,唯有觀察時才能使函數塌陷,確定是哪種情況。不過例如放射性元素存於自然界中,在衰退放出alpha粒子時,會在旁邊的組織(如岩石)留下粒子軌跡。後來的人是可以檢查到這個痕跡的。這代表是粒子衰退時就是衰退了,旁邊的組織其實就如觀察者一樣,而不會等到「人」真的觀察時,才決定從疊加態中塌陷表現出來。在薛丁格貓實驗當中,蓋格計數器就是一種觀察者,箱中的電子衰退在開箱之前早就已經完成衰退或未衰的狀態,所以貓的生死在開箱前已是固定,而非生死疊加態。只是生或死外界的我們不知道而已。
    其他的章節也都是相當有趣的。藉由一些有名的悖論,作者如聊天般展開背後物理原理的說明,令我收穫頗豐,不過也常常需要停下來思考。這也是好的物理書籍的特色。後面關於量子的章節,即使我之前就看過一些書籍,在此看得仍然有點吃力。這部分可能真的不是給普羅大眾,是需要具備些許背景知識的讀者才能完整的理解。本書成書約在2011年前,不過現在來看仍使我相當滿足,是一本好書。

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