关于对偶,在量子力学中比较容易理解,不确定原理中的一对物理量之间的关系就可算是对偶。这是很深刻的,很多其它的对偶关系都以此为基础。
相比物理学,在天文学中,对偶关系就不那么明显了。当然,天文里也有以不确定原理为基础的对偶——大望远镜的波束小,小望远镜的波束大。这是不确定原理的一种表现形式。与此相关,观测大尺度结构需要用小望远镜,而观测小尺度结构需要用大望远镜。所以大望远镜和小望远镜是各司其职、互为补充的,那种“有了大望远镜就不需要小望远镜”的认识是错误的。所以从这个角度来说,FAST望远镜应该配套一台小一些的射电望远镜。
另外一个著名的对偶就是粒子和宇宙的关系了。为了研究宇宙的性质和演化,我们必须知道基本粒子的性质。这也是那幅著名的衔尾蛇(οὐροβόρος)图所表现的。
望远镜和波束,宇宙和粒子都是靠物理比较近的例子。比较有天文气息的例子应该就是内流(吸积)和外流了。吸积和外流广泛存在于各种天体系统中,现在普遍认为,很多情况下,正是吸积释放的能量驱动了外流。类似地,在超新星爆发中,有一类超新星的爆发正是由塌缩导致的。
看似没有关系或互相矛盾的事物确有着紧密的联系,这正是对偶的有趣之处。
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思考题(十八)人类至少发射过多少个金星探测器?