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埃舍尔的量子场论

已有 6156 次阅读 2015-6-3 09:04 |个人分类:物理|系统分类:科普集锦


 

整理图书,看见好久不知去向的Escher画集,顺便翻了几页。我第一次见他的画是在GEB,《一条永恒的金带》Gödel, Escher, Bach:an Eternal Golden Braid),后来才有了《魔镜》(现在译本不见了,只有两个英文版)在同行眼中,Escher是“艺术圈儿里的非艺术家”,但在数学家眼中,他创造了最能刺激脑力的作品(the most intellectually stimulating drawings of all time)。他画活了抽象的数学概念,多样的几何结构和变幻的物理时空,其间的对称、怪圈、错觉和双关,都能唤起数学家的胡思乱想。Douglas R. Hofstadter回忆,他想写哥德尔定理和逻辑怪圈strange loops),脑子里常常浮现些图象,却总是抓不住。有天骑在自行车上,他突然想起E的画,才发觉它们正表现了他脑子里的奇异结构。于是,他把Escher请进了书的标题(原来只有GB)。

Douglas第一次E的画,是19661月(20岁)在剑桥大学核物理学家Otto Frisch的办公室里。他一进屋,就被墙上的《夜与昼》(Day and Night, 1938惊呆了in a flash was bowled over by a stunning drawing),不过那会儿他只看见两群鸟儿相向飞过看见它们变形成为黑白的田野看见镜像的河流和村庄……他想去那乡村小路上溜达。他惊讶那两群鸟儿怎么能“无缝儿地相互穿过”(fly right througheach other without even the tiniest space)?没有空气,它们怎么呼吸呢?三维的小鸟(半米长而已)怎么就变成那么大一片(大约100)二维的田野?可见,那会儿D同学的心眼儿还很实在,用看风景画的眼睛来看E的画。

   他问主人,画的什么?Frisch回答,题目是“夜与昼”,不过我叫它“场论”(Field Theory)。是啊,如果黑白代表正负,它就活脱脱表现了量子场论的CPT对称:空间的左右对称、时间反演(夜与昼)对称和正负电荷对称。而且,那非鸟非田的过渡,正刻画了没有坍缩的量子态……

 有趣的是GEB中,D没有用这幅画说场论,而是用它来说也许更深层的东西,说禅。老D对禅的感觉是不错的:I'M NOT SURE I know what Zen is. In a way, I thinkI understand it very well; but in a way, I also think I can never understand itat all. 他抓住了禅的可说也不可说的“量子态”特征。他认为,《夜与昼》就很好揭示了禅的这种“背触交驰”(positive and negative interwoven)——从正负的纠结跳出来,就落禅了(见《无门关》(Mumoni)):

首山和尚拈竹篦示眾雲:汝等諸人若喚作竹篦則觸,不喚作竹篦則背。汝諸人且道,喚作甚麼?

   無門曰:喚作竹篦則觸,不喚作竹篦則背。不得有語,不得無語,速道速道。

   頌曰:拈起竹篦,行殺活令。背觸交馳,佛祖乞命。 

于是,从不同的角度看,我们看到了量子场与禅之间的“背触交驰”。虽然参禅学不会量子场,但量子论的思想是可以用来参禅的。禅说不清楚或不能说的,可以借量子来“模拟”——换句话说,量子论是禅的数学模型。








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