物理有多有趣?

問題描述:物理有多有趣?
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我已被這個視訊驚呆


剁椒鹿:

本人並非物理專業,但是駐足在自然科學的殿堂門前,常常為物理的趣味所吸引。

(文章為了行文流暢,會引用一些別的學科知識。)

物理(physics)這個詞源自希臘單詞——φύσις(physis):

φύσις(physis)相當於英語中的nature。意即自然。

而形而上學(metaphysics)在古希臘語里意即物理學之後(物理學之後我們對自然就沒什麼好探索的了,迫不得已來研究哲學吧。)

古希臘哲學家普羅泰戈拉說過:「人是萬物的尺度。」

拋開這句話背後所蘊含的哲學沉思,人本身確實是萬物的尺度。

人定義了數,定義了單位。

從在電鏡下才能看見的單位納米、介米等。

被「納米壓痕」掰彎的納米鑽石針,宏觀的鑽石雖然硬卻非常脆,試圖掰彎它會導致斷裂。

到天文學上的難以靠日常觀察想像的尺度:光年、秒差距(約等於3.261光年)等。

哈勃深場,迄今為止拍到的最遠宇宙,星系最遠達132億光年,宇宙年齡目前估計為137億年,意即圖中的星系都是年輕時的模樣(8-40億年。)

在這張物理學教材的插圖中,生動地描述了宇宙在這種尺度上的首尾相連。

當我說「寂靜」時,我打破了寂靜;當我說「無」時我在無中生有。

量子場論認為:真空當中隨時都在「無中生有」。

真空里有什麼?有狄拉克之海,隨時漲落出量子*。

而萬物的尺度本身也被萬物所度量。

拉普拉斯有個很有趣的理論叫拉普拉斯妖,此「惡魔」知道宇宙中每個原子確切的位置和動量,能夠使用牛頓定律來展現宇宙事件的整個過程,過去以及未來。

正如天文學家能夠預測一個行星未來的運動軌道一樣,拉普拉斯認為不久之後人文科學同樣能夠可靠地預知它自己的表現。一切盡在數據的計算之中。他把這項大膽的新科學稱為「社會物理學」(Social Physics)。

你只需設計出一堆方程式,然後通過運算破譯出結果就行了。人類最終會意識到他們自己「原來就是一個機器人」。與上帝一樣,自由意志也隨之成了一場幻覺,我們會發覺自己的行為真的能像預測行星軌道一樣被預測出來。

雖然是假設,但這些科學的假設就像真空中漲落出的量子,一次次推動了科學的進步。

想像一下這樣的場景吧!我們行走時腳下揚起的塵埃,與那宇宙中的星辰共享一套物理法則,休戚與共,如果真有這樣一個全知的拉普拉斯妖,我們就知道它們所有的軌跡。

這樣一想,物理不亦樂乎?


Aorqu用戶:










圖片來源於某一紀錄片 侵刪


Aorqu用戶:
「在那裡,那是家園,那是我們。在那裡,你愛的每個人,你認識的每個人,你聽說過的每個人,在這世上存在過的每個人,度過了自己的一生。
聚集在這里的,是我們的歡樂和痛苦,是成千上萬的宗教信仰、意識形態,和經濟學說每個獵手與覓食者,每個英雄與懦夫,每個文明的創立者和毀滅者,每個國王與農夫,每對年輕的愛侶,每一個母親與父親、充滿希望的孩子們,發明家與探險家,每一位高尚的教師、每一位貪腐的政客,每一位超級明星、每一位最高領袖,人類史上的每一位聖人和罪人,都生活在這里。
如一粒微塵,懸浮在一束陽光之中。地球是一個很小的舞台,在浩瀚的宇宙背景下,想想過去的血流成河,那為帝王將相而流的血,只為讓他們在光榮和勝利中,成為瞬間的偉人,佔有那一個小點中…那一小部分。想想那無盡的殘酷,圖像里那一個像素點的某個角落的民眾,每天把這殘酷施加到與他們沒什麼區別的另一個角落的民眾身上。他們為何常常誤解,他們為何渴望殺死對方,他們的憎恨為何如此狂熱。
我們在裝模做樣,我們自以為很重要,妄想著我們人類地位特殊,在宇宙中與眾不同,這一切,都因這泛著蒼白藍光的小點而動搖。我們的星球,不過是一粒孤獨的微塵,籠罩在偉大的宇宙黑暗之中。
我們默默無聞,沉浸在無盡的浩瀚里,沒有一絲線索顯示,除了我們自己,還有誰能拯救我們。地球是目前已知唯一有生命的世界,生命再無其他去處,至少在不久的將來,亦是如此。沒有外星球,供人類遷移,只可參觀,不能定居。不管你喜歡與否,現在,只有地球供我們立足。據說研習天文,可以讓人謙卑,塑造人心,磨鍊個性,也許再沒有更好的方法能比這遙遠的畫面更好地顯示出人類的自負與愚蠢。
對我而言,它強調了我們的責任,要對人更友善,懂得珍惜與愛護,這泛著蒼白藍光的小點是我們知道的唯一的家園。

你願意生活在多大的宇宙里,有些人喜歡小宇宙,沒關系 ,完全可以理解,但我喜歡大的宇宙, 當我把這一切放在我的心裡,我的腦海里 ,我會感到心情振奮 。
當這種感覺湧起,我希望看到它是真實, 而不僅僅是我腦海中的想像。 因為這就是真相, 而我們的想像與自然中令人驚嘆的現實相比,根本不算什麼。

我想要知道,在那黑暗的地方有什麼, 在創世大霹靂之前發生了什麼,我想要知道,在宇宙的視界之外是什麼,生命又是如何起源的,宇宙中有沒有個地方,物質和能量在那裡被賦予生命和意識?我想要了解我們的先祖,了解他們每一個人,我想要成為一個美好而強大的聯接,聯繫世世代代的人類。我想要保護我的孩子們以及未來的子孫後代。

我們,代表著宇宙在這個世界的耳目,代表著宇宙在這個世界的想法與情感,我們開始了解人類的起源,思考繁星的故事,物質的演化。回溯意識起源之前那條漫長的道路,我們與這個星球上的其他生物,攜帶著宇宙進化的遺產跨越了數十億年。如果我們將這些知識銘記於心,如果我們了解並熱愛大自然的本質,我們的子孫們一定會記住我們,因為我們是生命之鏈中美好而強大的一環。我們的子孫們也會繼續這神聖的探索 ,
薪火相傳,不斷開拓,
發現我們做夢都想不到的奇蹟 ,
就在這宇宙之中。 “
- 卡爾·薩根


焦翔:

看了這么多回復,都是很嚴謹的說物理優點在哪缺點在哪,卻沒有一個覺得物理浪漫的。對,是浪漫,我寧願用這個詞形容它,物理它不應該是一個單獨的作為學科的存在,你應該同時了解它的靈魂與經歷,就是物理學家與物理史。而這些又讓物理的智慧顯的更加奪目與夢幻卻又真實誠懇,它告訴你關於一切,抑或著更確切地說,你可以用它與世間的萬物平等的對話與交流,而上帝,耶和華的已經死於物理,而物理的盡頭,說不定有一個上帝在等著。

另,推薦一本小說,奧術神座,名字腦殘,但絕對是一本好書,開始或許沒有什麼,當你看完全本和番外的最後一句是,你一定會懂,物理為何浪漫。


劉憶飛:

物理就是萬物的道理,自然科學就是自然哲學。
越多的了解物理,就是越多的了解這個宇宙運行的規則。
越多的明白了宇宙法則,就越能夠理解萬事萬物,就越能夠看到曾經看不透的東西。
物理的有趣,在於能讓你看到的世界和你的內心世界都變得豐滿,變得絢麗多彩。
上帝說,要有光。於是世界被光照亮。


蘇銘:

說一個和音樂相關的。讓我們用眼睛來「看」聲音

紐西蘭音樂藝術家Nigel John Stanford的作品《Cymatics》,將聲音具象化,通過各種有趣的物理方法,藉助細沙、水流、鐵磁流體、火焰、特斯拉線圈等材料和裝置,讓你「看」到聲音。

先欣賞一遍《CYMATICS: Science Vs. Music》的完整視訊:

下面是音樂實驗的片段記錄:

克拉尼金屬板實驗。
通過揚聲器聯合金屬板,觀察細沙在金屬板上的形狀。最終選擇了四個頻率,視訊中可以看到隨著音樂的變化,細沙變換不同的排列。

Cymatics Chladni Plate – Nigel Stanford​v.youku.com图标

軟管實驗。
將軟管和架子鼓連接,當敲擊低音鼓的時候,通過軟管的水流會在聲波作用下發生螺旋形變化。

Hose Pipe – Nigel Stanford Cymatics​v.youku.com图标

液體實驗。
將注入液體的盤子放在揚聲器的頂部。藉助液體的波紋感受聲音在液體中的樣子。

Speaker Dish – Nigel Stanford Cymatics​v.youku.com图标

鐵磁流體實驗。

Ferro Fluid – Nigel Stanford Cymatics​v.youku.com图标

魯本斯火焰管實驗。
不同的音頻轉換為不同的壓力,不同的壓力通過高低不同的火焰展示出來。

Ruben's Tube – Nigel Stanford Cymatics​v.youku.com图标

特斯拉線圈實驗。
以特拉斯線圈產生的高壓電弧在空氣中的形狀詮釋聲音的形狀,片中的演奏者被特製的全金屬外套保護,同時在鼓棒上纏繞導線,於是我們看到特斯拉線圈、人、鼓棒、鑔片之間的電弧,經過告訴攝影機的捕捉和慢鏡頭回放,形成超現實的美感。

Tesla Coil – Nigel Stanford Cymatics​v.youku.com图标

值得一提的是 ,這首《Cymatics》是在實驗和視訊完成後,音樂作品才出爐,是實實在在的實驗音樂作品。

Nigel Stanford自己有很多標簽,空間音樂家,實驗音樂家等,他的音樂塑造了很有趣的空間感,就像是給你的思維創造了一個世界,你的思緒可以在裡面任意暢游。對我來說,作為工作背景音恰到好處。當然作為物理愛好者看過《Cymatics》之後,只能說,愛的更深了。


Aorqu用戶:

「今天我們講國中物理。物理你們以前可能沒有聽說過,它講的是物質世界的道理,是一門很深很深的學問。

  「這課講牛頓三定律。牛頓是從前的一個英國大科學家,他說了三句話,這三句話很神的,它把人間天上所有的東西的規律都包括進去了,上到太陽月亮,下到流水颳風,都跑不出這三句話劃定的圈圈。用這三句話,可以算出什麼時候日食,就是村裡老人說的天狗吃太陽,一分一秒都不差的;人飛上月球,也要靠這三句話,這就是牛頓三定律。

——劉慈欣《鄉村教師》
你問我為什麼物理有趣?因為當你發現大自然的法則僅僅只需要區區一個或幾個方程就能盡數囊括時,我想任何人都會感到神奇吧?


斤木:

你身體里的每一個原子都來自一顆爆炸了的恆星, 你左手的原子與右手的原子也許來自不同的恆星。 這實在是我所知道的物理學中最富詩意的東西: 你的一切都是星塵…… 因此,忘掉上帝吧, 上帝不擲色子, 星星都死去了, 你今天才能在這里。


Cassie Xu:

物理到底有多有趣我不知道,但是有一個學物理的男朋友倒是一件很有趣的事情!

一些身邊的小東西你天天使用卻從來沒考慮過是什麼原理的,他能給你完整地講出背後的物理現象和科學道理。比如說微波爐是怎麼給食物加熱的,LED燈怎麼發光的等等。覺得身邊就像有一部活著的百科全書呢!

還有很多玄而又玄只在生活大霹靂里聽過的名詞,他也會眉飛色舞地給你解釋到底怎麼回事。雖然我大多數時候聽的一頭霧水,就像我根本理解不了什麼是波色子和費米子一樣。但是聽著就覺得很高大上呀!覺得他像外星來的一樣!


Aorqu用戶:
用無限適用於未來的方法,置換體內星辰河流。


莫不歸:

當我發現自己學的數學知識藉助於物理原理能把復雜的自然變化用完美簡潔而又理所當然的方程表示出來時,我總會想到高中物理書的第一頁寫著的這一句話:

析天地之美,辨萬物之理!


牛岱:

我提一個東西:量子懸浮。

量子懸浮科普視訊 Brian Greene

看來還是有人看的,為了回饋大家的贊,匆忙抽出時間做了個翻譯,大家可以當科普文看,也可以當作英語學習素材,不過有些單詞可能拼寫的不對,很久不接觸物理的東西了,輕噴:

Brian: This is called Quantum Levitation, and when we learned the quantum laws, we were able to understand the whole class of strange materials called super conductor. Right?

布萊恩: 這個現象叫做「量子懸浮」,當我們學會了量子力學後,我們就能夠理解一系列稱作「超導體」的奇怪材料了,對吧?

The super conductor is a piece of material embedded in this plastic casing, which we would make very cold, like 300 degrees below zero. It conducts electricity without any resistance.

超導體是一塊嵌在這個塑料外殼內的一塊材料,我們將其降至非常低的溫度,比如零下300度,這時它內部的電流以幾乎無阻礙地形式流動。

To make it cold, we need some liquid of nitrogen that we are gonna use over here. I』m glad you got your gloves on. It』s a very good stuff here, so we can pour this here – don』t really need the rest-

為了讓它變得足夠冷,我們需要在這邊使用一些液氮。你最好帶上你的手套。液氮絕對是好東西,所以我們可以把它倒在這里,剩下的不需要了。(說完布萊恩把剩下的液氮直接倒在了旁邊的地板上)。

Stephan: How long do we leave that in there? I』m gonna bill you for that.

這些液氮會保留多久?因為這事我可要罰你款了。

Brian: Yeah, there you go. So here』s the thing, so a super conductor detests magnetic field, which means I bring it near a strong magnet. This is a very strong magnet.

好的,你說對了。所以超導體是會排斥磁場的,當我把它放在一個強磁場旁 – 這是一塊強磁鐵。

I』m gonna pick it up and let you manipulate it. So put this over here on the top. Watch what happens right there, and in fact if you hold it still, I can put it to a – look at that.

我把這個拿起來,便於你來操作。所以把它(超導體)放在這(磁鐵)上邊。瞧瞧發生了什麼?事實上如果你讓它保持不動,我可以把 (布萊恩把超導體稍稍傾斜)– 看!

Strange angle, still holds in there. What』s happening here is the super conductor is expelling the magnetic fields, the quantum mechanics allow magnetic spikes quantum spikes to penetrate through digits and grab and hold it.

奇怪的角度,但是仍然保持不動!超導體在排斥磁場,而量子力學允許磁場量子尖峰從而抓牢它。

Let me hold this one second, I want you to feel it. Push straight down on that –

讓我稍微拿一下,我想讓你感覺它。向下推它 –

Stephan: Wow, a lot of resistance.

哇,好強的阻力。

Brian: you are putting this right into the quantum spikes so much so you can turn this upside down. Not just two magnets repelling each other. It』s quantum tantacles. This is a circular magnet. Give this a little spin, a little gentle spin. Is that how fidget spinner were invented?

你現在在把它直接放到量子尖峰裡面 所以你現在可以把它翻過來。並不是兩個磁鐵互相排斥,而是量子觸角(答主的理解是量子的尖峰像觸角一樣插在了超導體里,從而鎖定了超導體)。輕輕地旋轉它,輕輕地。Fidget Spinner(國外很流行的一種玩具,我不太清楚中文怎麼說)就是這么發明出來的吧!

題外話:Fidget Spinner:

Fidget Spinner 非常流行的玩具

Stephan: Ha, there you go!

哈,看!(超導體旋轉了起來)。

Brian: This is a circular track, so the field is uniform along, so if I take (Brian』s trying to take the superconductor by hand) –

這是一個圓形地軌道,所以沿著軌道的磁場是分布均勻的,所以如果我(布萊恩試圖直接用手去碰超導體)。

Stephan: Mr Scientist, even I know not to put my fingers on the liquid nitrogen.

科學家先生,即便是我也知道不能直接用手指去碰液氮 –

Brian: I want you to take this guy – give this guy a gentle little push. Now we can also –

我想讓你輕輕地推它一下。(超導體開始繞著軌道走)。我們還可以 –

Brian: Let』s check this out, let』s do this upside down. This doesn』t always work, but let me give this a work over here. Here we go, come to anther side. Let』s put this here, and I will do this bare handed – anything』s for science. And there it goes, look at that! It』s holding on to it.

讓我們來看看翻過來行不行。其實並不是每次都行,但是讓我試試。好,開始,我到這邊。把它放過來,我直接用手操作 – 一切為了科學。成功了,看!超導體固定在軌道上了!

Stephan: Professor Brian Greene, everybody. Quantum Levitation!

布萊恩格林教授,所有人!量子懸浮!

所以你知道我為什麼叫量子懸浮了吧,是因為視訊裡面說的就是量子懸浮!而不是超導懸浮什麼什麼的,而且解釋超導體的抗磁性應該是需要量子力學的吧?

不要臉的給自己剛開的專欄做個廣告:

前端實戰系列: FlappyBird小遊戲製作 #1 – 牛岱的文章 – Aorqu https://zhuanlan.zhihu.com/p/47912379

前端實戰系列: FlappyBird小遊戲製作 #2 – 牛岱的文章 – Aorqu https://zhuanlan.zhihu.com/p/48009621

數據結構 – Union Find #3 – 牛岱的文章 – Aorqu https://zhuanlan.zhihu.com/p/48744054

對計算機科學不感興趣的當作沒看見就好。


Aorqu用戶:
“Physics is like sex; sure, it may give some practical results, but that’s not why we do it.”


你喜歡的草莓味:

比談男朋友有趣多了


孫浩:

恩,這個問題很難回答。
首先,什麼試有趣?有趣如何量化?其次什麼是物理?很多人認為物理就是教科書上的公式,這是大大的錯誤。
關於什麼是興趣,及興趣的度量我很難給到客觀的定義。
但關於物理,我可以。
先看看咱們偉大的牛頓怎麼說吧。
自然哲學的數學原理,恩,牛頓認為,物理是自然哲學,而數學在此處的用途是語言的功能。
所以,物理不是只有書本上的那些東西。
比如,從10層樓頂跳下去,你越來越快,落地時會撞死。因為知道這么一個簡單的道理,所以你不會隨便跳樓。
其實很多人都挺喜歡物理的。我可以說,凡事喜歡亂跑,喜歡亂擺弄東西的人,都有成為物理學家的天賦。
亂跑,說明你意識到你所看到的世界具有局限性,你想突破。這說明你已經能通過特殊感悟到一般。
亂擺弄東西就更不得了啦,這說明,一,你可能已經意識到了一些規律。二,你具有利用這些規律的能力。
所以,其實很多人都有物理天賦,並熱愛物理,只是,不愛書本上的物理。
為什麼不愛書本上的呢。有以下幾種可能。
其一,書本上的姿勢缺乏體驗性。
其二,數學不好。
其三,由於偶然原因,知識斷檔,由於知識具有連貫性,知識斷檔將導致後續學習出現困難,而學校老師不會因為一個人而放慢整個班級的進度。然後就是惡性循環。(有一個笑話。上課時我的筆掉在了地上,然後我彎腰將它拾起,從此,我的數學再也聽懂過。理科就是這樣。噢耶!)
那,現在我要回答題豬的問題了,物理到底有多有趣。
說真的,沒有和帥哥約炮有趣。但,如果你學好了物理,會比學好英語語文更狂,且是狂在裡面。
為什麼。
因為,凌駕在金錢之上是權利,掌控權利的是武力,現代化的武力是靠物理化學數學這三科支撐的,其中以物理為主。物理學家只是看透了大部分事情不想搞破壞性活動。否則,你們都死去吧。


潘溫柔:

傅里葉變換:一個方波函數可以寫成正弦函數的疊加。
「可知那靜若一泓秋水
有我心底多少波瀾。」


苦行僧:

男孩和女孩約好在小湖上劃船,分坐船頭船尾,二人相對,脈脈無言。男孩提出互換位置,女孩照辦了。這時,男孩拿出捲尺測量了船的位移和船的長度,大聲說:卧槽!原來你有120斤!

學霸男孩和心機boy之間就差一道物理題。
你說物理有趣不有趣?!


柳絲刀:

大劉說,科幻比奇幻(玄幻或者魔幻?原話忘了)更廣闊。我想有道理。物理學有很多違背我們常識的現象,也有很多窮盡我們想像力也感受不到的原理,這就是物理的有趣之處吧。

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