月归档:七月 2017

读书笔记(十七)再读 The Theory of Almost Everything

  本文地址:http://sokoban.ws/blog/?p=3747 读了费曼的《QED:The Strange Theory of Light and Matter》之后,非常有兴趣地把 The Theory of Almost Everything 这本我读过的 Kindle 书再读一遍。虽然此书之前读过并写了读书笔记,这次再读,很多内容毫无印象。可能上次一目十行读得太快,也可能是读完费曼的书后,之前读不懂的地方现在读懂了。读不懂当然印象不深。 总的来说,The Theory of Almost Everything 一书力图把理论物理中的数学尽可能浅显的解释清楚,读了之后不但对基础物理有更多的了解,而且对数学也能有更深的认识;对理论物理和数学之间的联系也会有新的体会。 虽然一开始重读爱不释手,读到最后两章(第11、12章)也索然无味了,花了四天的零散时间,虎头蛇尾读完第二遍。的确是温故而知新,比第一遍的收获更多。下面简单罗列12章的内容。 第1章,介绍经典物理学中物质和场的观点。如气体对容器的压力是由气体分子无规则运动造成。牛顿的引力场和麦克斯韦的经典电磁场的概念。 第2章,介绍狭义相对论中时间和空间融合为时空。又介绍物理中对称性和守恒的联系。 第3章,介绍薛定谔方程和量子力学的产生,可解释元素周期表和化学变化。 第4章,光有粒子特性,爱因斯坦解释光电效应的工作得到诺贝尔物理奖。反之,电子也有场的特性,甚至C60分子都有衍射现象。作者不厌其烦的重复阐述的量子力学的概率的世界观,区别于牛顿的机械世界观。这是一个重要的现代物理主流观点。自由意志由此成为可能? 第5章,狄拉克的理论预言正电子。介绍费曼的QED理论。 第6章,介绍施温格的理论,被戴森证明和费曼的QED等价。费曼、施温格和一个日本人因此获得诺贝尔物理奖。不管是费曼的理论,还是施温格理论,他们建立的相对量子场论(relativistic quantum field theory)都是有悖常识、难以理解的(即其数学理论只是描述了事件发生的概率)。这和牛顿力学与拉格朗日力学所体现出不同的物理哲学有类似之处。 第7章,云室或对撞机实验中,大量新粒子的发现。 第8章,盖尔曼提出夸克模型。丁肇中发现Charm夸克(第四种夸克)是夸克模型一大重要支持,因此得诺贝尔物理奖。关于强相互作用的QCD因此建立。 第9章,作者又花了许多笔墨解释了如何人为的建立一个类似于QED、QCD的相对量子场论(relativistic quantum field theory)。关于弱相互作用的相对量子场论就是这样建立的。弱相互作用主要体现有:beta裂变、太阳核聚变等等。QED和弱相互作用还能统一成一个相对量子场论,这工作也得到了诺贝尔物理学奖。 第10章,至此,可以复述完整的标准模型理论。该理论缺点:怎么有10多个人为的常数?为何恰有三组基本费米子(up、down夸克、电子、中微子是一组)?但基本和宇宙学的发现吻合。另介绍了我们所在世界的一大重要现象:宇称不守恒。杨振宁、李政道因此得诺贝尔物理学奖,吴健雄做实验证实。 … 继续阅读

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读书笔记(十六)QED – The Strange Theory of Light and Matter

  本文地址:http://sokoban.ws/blog/?p=3732 量子电动力学(QED)是基本粒子的标准模型(Standard Model of Particles)中最先发展成熟的学问。后来的量子色动力学(QCD)也是参照QED发展起来的。早就听说诺贝尔物理奖得主费曼(1918-1988)的QED – The Strange Theory of Light and Matter 是一本经典之作,这两天终于花点时间读完,对标准模型(SM)的理解又深入了一些。此书写于1985年,但由于这理论早已很成熟,可能还没有能超越此书的科普性的读物。 费曼首先在第一章介绍了他的物理哲学。他认为自然(Nature)是难以理解的,量子电动力学能非常好地描述自然,并且和精心设计的无数实验惊人的吻合。但是很多时候只能以概率的方式预测,比如说4%的光子被玻璃反射,96%的光子会透过玻璃。但具体到一个光子究竟是反射还是穿透,无法预测。他认为自然就是这样,荒诞无法理解。QED原则上能解释所有电磁现象,包括基于此的化学、生物学等等。 第二章和第三章分别介绍了光子和电子。介绍了在各种现象如反射、衍射等等,QED是如何计算的,其中的困难在哪里,还简单提及了重整化(Renormalization)。计算的困难在于用费曼图(Feynman diagram)来展示的各种潜在的情况太多。这样的一套理论也难怪会出现平行宇宙的解释,虽然费曼不持这种观点。 第四章总结了一下QED理论的缺陷。又略提及了强弱相互作用以及引力的理论。 作为补充,又略读了之前下载过的另一诺贝尔物理奖得主Frank Wilczek发表在2000年8月Physics Today期刊上的QCD Made Simple一文。  

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庆祝推箱子比赛第一百期

  本文地址:http://sokoban.ws/blog/?p=3720 我们的推箱子比赛举办了第100期,可喜可贺。为此,anian特别邀请20603设计了主关,副关也是丹麦DrFogh为100期特别设计的。 除此之外,anian还另外特别设计了《百花齐放》关卡。关卡发到sokoban.org, 长期有效,欢迎大家提交答案。这个关卡代表了一种特殊的类型,就是用推箱子来模拟另外一个orimaze的游戏,且模拟得相当紧凑。 我又邀请了青年漫画家小矛为100期画了新的墙纸。小矛在2012年也为我们设计过一张墙纸。两张墙纸都可以在这里下载。

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写在推箱子比赛第一百期之际

  本文地址:http://sokoban.ws/blog/?p=3627 作者:杨超 接触推箱子这个游戏已经近20年,发起在线推箱子比赛至今已8年有余。比赛每月一期,现在正进行第100期。由于这个比赛,使得我业余持续地关注推箱子游戏,并且推箱子游戏也持续地给我带来很大的乐趣。趁着第一百期之际,谈谈推箱子是什么,以及推箱子给我所带来的精神上的快乐。 一、推箱子是什么? 推箱子是一种成本极其低的智力消遣活动。早在推箱子出现之前,姜长英在1949年《论消遣》一文就分析过平民化的科学消遣的好处。最近看到《三联生活周刊》特约作者“土摩托”袁越在新浪微博问答中也表达了类似的观点:“……精神追求的成本越来越低了……我觉得这才是人类的未来,因为这是一种低成本满足所有人的唯一方式……”。 所以,以推箱子为爱好的朋友是非常幸福的,这玩意几乎不需要花钱。因为推箱子是一款纯软件产品。只要一个计算机系统足够开放和普遍,它上面一定会出现优秀且免费的推箱子软件,如Windows系统,如安卓系统。即便比较封闭的系统,如掌上游戏机、电子词典、电视机、机顶盒等等,都会出现推箱子。 我们举办网上的推箱子比赛的服务器成本也相当低。两个域名(sokoban.cn 和 sokoban.ws)加上租用服务器虚拟空间,平均每个月只要约28元,只相当吃一顿快餐。这么低的成本就可以把分散在全国乃至全世界各地的顶尖推箱子爱好者聚在一起,举办全世界水平最高的推箱子比赛,可算奇迹了。 这主要还是得益于电子计算机和互联网的快速发展。就最近来说,触屏式的智能手机只用了不到十年,就发展得非常成熟了,几乎取代了台式电脑,成为人们上网的主要设备。就我自己而言,微信等APP已经成为我获取信息的最重要渠道之一。很多跑步活动的信息我都是最先从微信获得,甚至就在微信中完成报名的。 因此,2014年7月,比赛网站也开通了微信订阅号,主要推送比赛开始等相关信息。继《推箱子加加》之后,愉翁又为安卓平台发布了《推箱快手》这款功能强大的APP。而苹果手机因系统较为封闭,虽是智能手机的引领者,却一直未见优秀的推箱子软件出现在该平台。 二、推箱子给我带来的快乐 下面罗列一些在推箱子中得到的快乐,其中很多事情做成了之后当时能高兴好几天。 为了测试各种平台下的推箱子,尝试了不同的操作系统。特别是编译运行了早期Linux平台下的XSokoban。为此至少连续使用了三年Linux的一个发行版Ubuntu作为平时工作生活的主要桌面系统。近三四年又以苹果的macOS X为主要的工作系统,因此对三大桌面系统Windows, macOS, Linux都算是比较熟悉了。甚至连PC-BSD, Solaris等非主流系统都安装试运行过几次。有了在不同的操作系统下的使用经验,对什么是操作系统的理解,比以前只会使用Windows时有了更深的认识。最近anian又告知有一款相当不错的Linux下KDE桌面的推箱子Sokoban SG,尚没有时间和精力测试。 学习并使用了多种编程语言。使用得比较多的语言是C、JavaScript、PHP。比较满意且花的功夫比较多的是用C编写的USokoban,用JavaScript编写的HTML5浏览器平台下的SokoPlayer HTML5,以及用服务器端编程语言PHP编写的比赛网站sokoban.cn以及关卡分享平台sokoban.org等。其它还尝试过写Firefox浏览器插件,用Python也写了一个简单的推箱子等等。后来因跑步和小孩出生,没有太多业余时间写程序了,但有些程序至今还时不时需要维护,如在第99期比赛时,还修正了比赛网站的一个bug:对副关的答案没有做“至少一推”的检验。 学习使用LAMP技术建设网站。LAMP是比较成熟的开源建站技术,租用服务器建站成本和技术难度都不算高。但是工信部对个人建立网站的管理时紧时松,为了比赛顺利进行,我还是在2011年初按工信部规定为比赛网站备了案。一开始只注册了sokoban.ws这个差强人意的域名,后来又注册到sokoban.cn和sokoban.org两个域名真是喜出望外。对整个互联网是如何运转的也有了些更深的认识。 琢磨了一些推箱子相关的算法。写USokoban时,实现了一个简单的解关器,掌握了解关器的一些基本算法。后来为了优化SokoPlayer HTML5推一个箱子的提示和寻径,想到了运用图论中找割点的算法,大大提高了计算的速度。 研究了推箱子及其变种的计算复杂度。计算了一系列具有指数长度答案的关卡所需要的精确步数。搞明白了推箱子问题的计算复杂度为什么是PSPACE完全的,还证明了推箱子的一个新变种也是PSPACE完全的,发表在学术期刊Theoretical Computer Science上面。 此外,关于推箱子的编关和解关,我几乎没有太多研究,还有许多宝藏有待今后挖掘。可见,推箱子是可以作为一生的爱好,不断地给人带来欢乐。  

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