Page 48 - 万物皆模式
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万物皆模式 Everything is Pattern
虽然物理定律从经验中总结出来更简单,但统计力学方法仍然是理解与研究物理
现象最直观的方式。包含多层次子系统的大系统,总有一个层次的子系统,其行为可
以撇开模拟物理量,而通过数字化的概率分布来描述子系统的行为。实际上,统计力
学正是从研究分子运动的热力学规律而导出的。水波的基本单元是水分子,风暴的基
本单元是气体分子,虽然水分子与气体分子的运动状态理论上是一个模拟量,但我们
无法用经典力学的分子运动方程来描述由大量分子组成的水波与风暴,因为太复杂
了。更进一步说,如果研究的是基本粒子以下层次的物理现象,就更无法用模拟量来
描述,只能用量子涨落的统计规律来描述。
目前能表述“道”的含义的唯一物理定律是广义的热力学第二定律,熵增原理是
人类对热力学第二定律的最大误解。是的,热力学第二定律有毁灭模式、嗜血的一
面,但在宇宙大环境下,量子涨落具有关联性,尤其是量子涨落在时间先后上的关联
性,形成了未来的量子涨落在空间位置上可能性的不均等,因此在基本层次会创生像
“粒子”这样的模式。
不像其他定律,热力学第二定律没有确定的数学形式,不能用一个方程式表达出
来。如果一定要找出一个包罗万象的通用数学形式,那么这个数学形式必定超级复
杂。大家不妨看一看规范场论标准模型的拉格朗日函数就明白了:
标准模型的拉格朗日函数是一个专门用于描述“场与粒子”的方程,是一个地地
道道的经验公式,该方程有 20 个可调参数,随着新粒子的出现,可调参数还会增多。
拉格朗日函数可以看成是广义的热力学第二定律在特定情况下的一个解,它并非一个
放之四海而皆适用的通用方程,对大千世界复杂性的描述也只不过是九牛一毛,还不
能被称之为天地之“大道”,但已经如此复杂,对于一个大学本科学历的人来说,仅
仅理解这个方程,就得再花几年时间修读专门的数学与物理课程。
规范场论标准模型建立在“规范原理”与“对称性自发破缺”两大哲学思想之
上,“规范原理”解释为什么基本粒子(或力)具有共性,这种共性在物理学里用对
称性来表达,而“对称性自发破缺”解释为什么不同基本粒子(或力)具有差异性。
“规范原理”与“对称性自发破缺”这些哲学概念都有点唬人,其实,基本粒子
(或力)都建立在共同的概率演化规则之上,天地之大道只有一个,那粒子(或力)
岂能完全没有共性?
客观世界存在着各种各样的系统,物理的或社会的,有生命的或无生命的,宏观
的或微观的,这些看起来完全不同的系统,其演化却具有深刻的相似性,很多子系统
的协同受相同原理支配而与子系统特性无关。对于同一个系统,随着参数、边界条件
以及涨落作用的不同,所得到的图样可能很不相同。但对于一些很不相同的系统,却
可以产生相同的图样。
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