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我和《热力学与统计物理学》这门课的不解情缘

已有 815 次阅读 2025-4-4 09:34 |个人分类:我思故我在|系统分类:观点评述

    在我所学习的物理学课程中,《量子力学》对我的影响肯定是最深的。你去学它,你就会快乐,就会有想法。我后来的核结构领域、量子光力学领域以及后选择量子测量领域的研究,都是以量子力学为基础的。量子力学对我的一生影响极其巨大。

    而另一门对我影响虽然没有量子力学巨大,但是现在看来影响也是非常显著的,这就是《热力学与统计物理学》。我并不做这方面的研究,但是我教这门课。从我来通化师范学院以后,我就开始教这门课。后来读博以后这门课就由别的老师教了,然后在几年前,我又开始教这门课。

    虽然我一直不研究这个方向,但是也在潜意识中影响了我。而最明显的部分就是在研究后选择弱测量的时候,我和李刚提出了基于热态的后选择弱测量。我们发现,在后选择的条件下,热态指针会给出更大的放大效应,更显著的测量精度。这样的结果只有你计算出来以后,你才知道它是真的。这是一个和物理直觉非常冲突的结论。所以在发表文章的过程中,也遭遇了极大的阻力。最后文章都发表在了JPB上。

    在以前的研究中,没有人会思考一个热的指针。所以即使有人重复出了计算,在观念上也依然拒绝相信这个结论。这个现象其实很有意思,它其实证实了库恩在那本小册子中的结论,不可通约的世界是完全存在的。科学界一直都在否认这个事实,其实是一种极其虚伪的表现。科学家经常犯错误,即使是一个科学共同体,也会出现长时间的错误。科学进步中的试错成本比很多人想象的要高的多。

    历史上最显著的例子,就是开普勒发现了行星的椭圆轨道。虽然从实验和数学两方面都是证据确凿的,但是依然在许多年都不被认可,仅仅是因为观念不一样。当然今天我们已经知道,那些反对他的,都是错误的。

    这个事情发生以后,对我产生了极大的影响。我开始不那么相信以前研究的结果。直接的结果是我推翻了以前的核结构观念,建立了新的核结构观念。

    很多的时候,是我们的思想被窒息了,被压抑了。再聪明的研究者,都可能会被束缚。所以科学进步的关键,并不是聪明,而是活跃的思想。我去吉大读博,最重要的造化,就是我的思想在偶然之间被解放了。以至于我现在虽然45岁了,但是我感觉我好像比我年轻的时候都聪明了许多。最重要的是,没有束缚。

    有的时候,我就想,为什么我会做出这么一个不可思议的跨越。在当时的研究中,我们和别的研究组一样,先讨论的是基态,然后是压缩态。到了压缩态的时候,别的研究组就停留在了非经典性上。但是我不一样,我进一步从压缩态又跨出了一步,讨论了热态。

    这一步,整个世界就和以前不一样了,甚至发现以前的想法其实是错误的。结果让我们震惊,但是没有震惊别人。我能做出这一不一样的跨越,想来想去,只能是因为我教了《热力学与统计物理学》这门课。其实我的量子光力学的讨论,也讨论了300K的情况下的量子纠缠。所以这绝对不是一个纯粹的意外。

    人生总是奇妙的,许多不经意间的事情,就会彻底改变一个人的一生。



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IP: 124.126.96.*   回复 | 赞 +1 [3]李志林   2025-4-7 17:05
思维被束缚是创新的障碍。我们的中小学甚至大学教育通过标准答案、标准化考试给思维很多束缚。打破这束缚很重要。
回复  还能打破么?这似乎已经说了好多年了。
2025-4-9 20:201 楼(回复楼主) 赞 +1 | 回复
IP: 120.229.59.*   | [2]聂广   2025-4-6 04:03 (审核未通过)
审核未通过
IP: 223.72.67.*   回复 | 赞 +1 [1]许培扬   2025-4-4 11:05
或许热力学最深刻的隐喻,在于它承认不可逆性的同时,揭示出耗散结构的存在可能。就像我至今仍在统计物理的深海中沉浮,每次重新翻开昂萨格倒易关系,都能在时间反演对称性破缺的方程里,触摸到知识增长的不可逆路径。这门课早已超越学科边界,成为理解复杂世界的基本语法——在确定性崩塌处,真正的可能性才开始生长。
回复  耗散结构的确重要,但是还无法和生命的本质联系在一起,也许以后我们会有新的洞见。
2025-4-4 20:501 楼(回复楼主) 赞 +1 | 回复

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