第40章 一场隔著屏幕的解剖 这个学霸疑似巨额知识来源不明
下午三点多,张秀芬见天色有些阴沉,似乎要下雪,便起身告辞。
回到自己家,刚一脱下羽绒服,江临就迫不及待地走到沙发旁,向正坐下喝水的父亲伸手。
“爸,手机借我用一下。”
“拿去吧,別玩太久,伤眼睛。”
江建国乐呵呵地把自己那台屏幕有些磨损的智慧型手机递给儿子。
换作以前,他可能还会嘮叨两句是不是要打游戏,但现在,他对江临有著近乎盲目的信任。
江临拿著手机回臥室,坐到书桌前,点开抖音,在搜索框里输入量子力学没那么玄,找到那位物理老师的帐號。
点开作品列表,將排序方式切换为从早到晚。
最早的一个视频,发布在一年多以前。
標题是:【量子力学为什么这么难?】
视频里的陆知行穿著一件宽鬆的灰色毛衣,坐在那间一成不变的办公室里。
身后的白板上,用黑色的记號笔写著四个大字:直觉的代价。
“很多学生,甚至是一些已经考上物理系的研究生,都会在某个深夜抓狂地觉得量子力学太难了。他们总是抱怨,是因为波函数、希尔伯特空间、算符偏微分方程这些数学工具太反人类。”
陆知行说到这里,竖起一根手指。
“这话,只对了一半。”
“数学確实难,这毫无疑问。但是,数学,从来都不是学物理最痛的地方。因为数学就像是一把刀,刀再钝,只要你花时间去磨,总能把它磨快,总能掌握它的使用方法。”
“学量子力学真正让人感到痛苦的是它蛮横地要求你,必须放弃那些你从生下来开始,从你扔出第一块石头,观察第一次苹果落地时,就在潜意识里建立起来的,用来理解这个宏观世界的经典直觉。”
画面里的陆知行身子前倾,目光透过屏幕,直击人心。
“人要放弃自己赖以生存的直觉,无异於重塑三观,那是极其痛苦的。”
江临深以为然。
抱著强烈的期待,继续看第二个视频。
標题是:【懂了表述,不等於懂了概念——警惕直觉的回马枪】
陆知行在视频里说:“我见过很多学生,期末考试能考九十多分,你让他默写量子叠加態的数学定义,他能把薛丁格方程背得一字不差,甚至能熟练地写出態矢量的线性组合公式。”
陆知行在白板上敲了敲公式。
“但是,这就代表他懂了吗?不,你隨便给他换一个稍微变种的物理情境,你就会发现,他的潜意识里,还是会偷偷摸摸地把量子態的叠加,想成某种经典概率的无知。”
“比如,他会觉得薛丁格的猫,其实在我们打开盒子之前,它就已经死或者已经活了,只是我们不知道而已。他把量子叠加当成了我们信息不足导致的古典概率。”
“最可怕的是,学生自己是完全不知道自己犯错的。因为这种错误,不是发生在白纸黑字的推导运算上,而是发生在他自己都无法察觉的直觉缝隙里。”
江临按下暂停。
脑子里浮出废土概念本上的一页。
那一页,他曾经用铅笔画过一幅画,写过一个自己当初颇为得意的类比。
发芽的种子。
他曾经试图用一颗被埋在土里,还没有破土而出的种子,去类比量子叠加態。
一颗种子在土里,它可能往左边长出根须,也可能往右边长。在它破土而出被观测到之前,它像是在泥土里同时保留著往左和往右的几种可能性。不到最后时刻,你不知道它选哪条路。
这个充满生命力的类比,他用了整整两年。
这两年里,他用这个模型去理解一维势垒的穿透,甚至觉得极其顺畅,自以为抓住了量子力学的精髓。
直到后来。
直到他在一本更高级的教材残页里,开始处理相位和量子干涉。
当两个量子態的叠加不仅有概率幅的加减,还涉及复数平面的相位角 时,量子概率產生了无法消除的干涉项。
那一刻,那个完美的种子类比,碎成了一地齏粉。
种子不可能產生干涉。因为经典的概率是p=p_1+p_2,是单纯的相加。
而量子力学是波函数的叠加,是具有干涉效应的。
左边的根和右边的根,不可能互相抵消变成没有根。
之后,他在概念本上把那颗种子画了个大大的叉。
那是他第一次意识到,用宏观具象去强行类比微观量子,会付出多么惨痛的代价。
思绪到这里,他重新播放视频。
不仅因为这个视频给了他什么高不可攀的新知识。
而是因为,陆知行作为一个远在天边的陌生人,却极其冷静精准地把他曾经在黑暗中走过的弯路,摔过的坑,清清楚楚地解剖了出来。
这种跨越时空的理解,让他感到一种巨大的震撼。
第二个系列是关於双缝实验的完整解析。
第一个视频只讲现象。
电子一个一个打过去。
屏幕上最后形成干涉条纹。
陆知行没有急著解释。
他说:“我们先不要抢答案。”
“很多人学物理太急了,现象还没看清,就想把它塞进自己熟悉的框架里。”
江临把这句话重放了一遍。
它和蒋瑶那道题像一件事。
先问清楚题目在问什么,先看清楚现象是什么。
第三个视频,就是白天表弟刷到的那个。
观察者效应。
江临重新看。
这一次没有外婆家的电视声,没有厨房的锅铲声,也没有张宇不耐烦的手指。
臥室里很安静。
他把那句听到过的话又听了一遍。
“你以为自己在问,电子走了哪条缝。”
“但你其实在问,在没有发生测量的时候,走哪条缝这件事是否有意义。”
江临把视频往回拖了十五秒。
再听一遍,又拖回去,第三遍。
这才放下手机,提笔在草稿纸上写。
【不是问答案,是问问题本身是否有定义。】
写完后,他在旁边画了一个很小的方框。
这不是答案。
但这是一个更好的问题形状。
他继续往下看。
第三个系列是海森堡不確定性原理。
其中第一个视频讲的是位置和动量的关係。
陆知行的表述极其严谨和谨慎,在追求爽感和噱头的短视频平台上,简直是一股清流。
他没有说因为仪器不够精密,所以测不准。
而是反覆强调:“请记住,不確定性,绝对不是人类技术发展的缺陷。”
“它不是因为我们的手在抖,不是因为显微镜不够高级,更不是因为电子太小所以我们凡人的眼睛看不清。就算你拥有上帝的仪器,你也测不准。”
“因为,这是量子態本身的数学结构决定的。这是波函数的傅立叶变换性质!当位置空间的分布变窄,动量空间的分布必然变宽。这是希尔伯特空间里的几何法则,是宇宙底层的铁律。”
这一部分江临看得比较快。
因为这些硬核的数学推导,他都上面吃过苦,流过汗,把它们碾碎了咽进过肚子里。
陆知行为了向大眾科普,在视频里省略掉了一些极其繁杂的数学推导细节,比如泛函分析里算符的不对易性证明。
江临能敏锐地感觉到那些被省略掉的台阶在哪里。
但他没有觉得陆知行是在敷衍。
他非常理解科普不是编纂教材。
面对普通观眾,有些过於陡峭的数学桥樑,必须先搭得窄一点,平缓一点,否则观眾会在第一步就坠入深渊。
第二个视频,难度陡然上升,讲的是物理学史上最深刻的判决:贝尔不等式。
视频一开头,陆知行收起了之前的轻鬆,表情肃穆:“友情提示,这个视频的逻辑密度非常大,可能需要你们暂停很多次。”
江临確实暂停了很多次。
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