华尔兹的哀的头脑风暴
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物理(14)
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2014-06-10 17:22:09 

  转自physicsworld.com/cws/article/indepth/2014/may/29/roll-over-boltzmann原文标题:Roll over Boltzmann
作者:Jon Cartwright 


非常通俗易懂地介绍了Tsallis发现/发明non-additive entropy的经历以及non-additive entropy的价值,应用和面临的问题。


原文:


To many physicists, "Tsallis entropy" has been a revolution in statistical mechanics. To others, it is merely a useful fitting technique. Jon Cartwright tries to make sense of this world of disorder.
Roll over, Boltzmann
Physics may aim for simplicity, yet the world it describes is a mess. There is disorder wherever we look, from an ice cube melting to the eventual fate of the cosmos. Of course, physicists are well aware of that untidiness and have long used the concept of "entropy" as a measure of disorder. One of the pillars of physical science, entropy can be used to calculate the efficiency of heat engines, the direction of chemical reactions and how information is generated. It even offers an explanation for why time flows forwards, not backwards.
Our definition of entropy is expressed by one of the most famous formulae in physics, and dates back over a century to t...
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  标度相对论:www.swarma.org/swarma/detail.php?id=13962

我觉得把标度对应为时间更好吧~  想象一下,一个远处的小车不在你视野中心。(1)。假设你不动:小车以匀速直线运动远离你视野中心,小车速度(看成内禀属性或者自变量)X 时间(看成外部的操作,类似函数映射) = 在你视野里的位移(得到函数值,这里的位移是在你视野里移动的比例)。 (2)。假设车不动,你向你视野中心的地点走去,这时小车在你视野里也会同样的发生位移(也就是小车在你视野里的位置变了)! 仔细考察这个过程,会发现你的走动(或者标度的改变)是一种函数操作, 整个空间的标度(分形)特征是某种内秉属性,最后小车在视野里位移是结果。    


  所以为啥不认为 log(S) (S是标度)对应时间,而分形维度对应速度呢?




这样想后,Jake这贴www.swarma.org/swarma/detail.php?id=18452里的问题“复杂科学里的速度,加速度,力是什么?有没有类似牛顿力学的普世原理”就好想了。 


我以我最熟悉的原子力显微镜(AFM)测样品表面形貌为例。


我们一般是这么做的: 首先,测得样品在不同尺度(比如10nm, 100nm, 1000nm...)下的topography。因为topography图的像素是确定的,当尺度越大时,一个像素对应的区域就越大。  然后,在每个尺度下,算功率谱密度(PSD)函数。为了简单,我举一维为例,具体算法是...
标度 
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  最近看了一篇文章,用interferometer测得的岩石表面在小尺度下的分形维度D, 和用遥感(还是激光?)测得的断层表面的分形维度D几乎一样。 这个D也比较有用,是联系不同尺度的一些物理量(如粗糙度roughness)的一个纽带。 这也验证了一个基本定律(或者叫法则?猜想?):自然界中的分形维度不随观测尺度该变(scale-independent)。 不过我疑惑的是,这个scale-independence有什么更深的原因或者机制么? 如果是数学上人为构造的分形对象如康托集的D是scale-independent我能理解,毕竟康托集是就是人为按照一个法则在各个scale下构件出来的,但自然界,比如海岸线或者岩石表面,是什么自然机制确保在不同scale下D一样呢?我猜测这就跟自然界中的高斯分布一样,没有更底层的原因了,它自己就是最根本的。。。...
分形 
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  www.changhai.org/articles/science/misc/experience.php
首先要提醒读者注意的是: 本文的所有讨论都是在高度理想化的前提下进行的。 因此本文纯系思辨, 读者请勿被标题所误导, 期待从中学到任何有关体验的科学知识。
好了, 现在我们叙述一下所要讨论的问题。 如标题所示, 本文试图讨论的是: 科学是否有可能解释体验? 或者说是否有可能存在有关体验的科学理论?
要回答这个问题, 首先要知道什么是体验。 毫无疑问, 这不是一个容易定义的东西。 每个人的体验都只属于自己, 似乎没办法对不同人的体验进行直接比较。 但是, 在现实世界中我们却常常交流彼此的体验, 并且对许多体验都有共识。 如果稍稍追究一下这种交流的过程, 我们会发现这种共识在很大程度上来自于对自然语言的经验定义。 比方说, 每个人所接受的教育都告诉他: 一种被称为红光的特定频率的光进入眼睛所产生的体验叫做 “红色”。 这实际上正是对自然语言中的 “红色” 一词进行经验定义。 有了这样的经验定义, 所有的人就会对红光产生的感觉叫做红色具有共识[注一]。
那么借助于那样的经验定义, 我们是否可以发展出一套足以描述 (注意, 仅仅是描述, 不是解释) 所有体验的语言, 从而将共识扩大到所有体验呢? 答案是 “不知道”。 但在本文的讨论中, 我们假定这是可以做到的, 即:
假设一: 存在一种语言对体验进行精确描述。
需要说明的是, 这种 “精确描述” 的精确性是相对于...
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2014-04-09 03:32:30 
  正在学习中,觉得这老师讲解的非常清晰生动易懂!


youtube 上的地址:https://www.youtube.com/watch?v=lWZ2Bz0tS-s

觉得翻墙麻烦的土豆上正好有人搬来了,不过不全: zone.tudou.com/mslgxy-gde-ycxltkmy
...
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  得到原作者授权转载。小刚大神谈前沿物理中需要的新数学。
(人人网上流传甚广的日志,传说中的文教授的兔斯基+绿豆蛙卖萌体 ;-) ) 
It happens several times in the history of physics that a truly new phenomenon requires a new mathematics to describe it.  In fact, the appearance of new mathematics is a sign of truly new discovery. For example, Newton′s theory of mechanics requires calculus (which was invented for that purpose). Einstein′s theory of general relativity requires Riemannian geometry. Quantum theory requires linear algebra. Newton′s case is the only time when the physicists are ahead of mathematicians.  When Newton was developing his theory, the required mathematics has not been invented yet. Newton had to invent calculus to describe his theory.


Right now, we are facing a similar situation. It is an exciting time in physics. 



For a long time, we thought that different phases of matter are described by symmetry breaking patterns, which are classified by group theory. Now we know that there are many new quantum phases of matter that are beyond symmetry breaking. Those new phases are described...
物理 
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  几天前人人网看到的分享,主要还是尤大牛的观点(貌似尤大神也在集智潜水的样子。。。我还以为集智肯定有这贴了,结果今天来看竟然没有,于是我就先copy paste了,如果作者或者尤大神觉得自己在集智发帖比较好的话那时我再删吧 ;-) )


新的物理学革命——从统计物理说起原帖:blog.renren.com/blog/238527646/814916661 作者:陈成
记与亦庄学长的一次深入讨论
1.对凝聚态的重新认识
以前听说理论物理分成理论高能物理和理论凝聚态物理,两者都应用量子场论,但前者是相对论性的,后者是非相对论的,所以一直觉得后者不深刻,前者才能作为理论物理的代表。另一方面,也许是我们学校固体物理课程的缘故,让我觉得凝聚态代表介观尺度,而理论物理当然要统摄宏观天体和微观粒子。这样,我对凝聚态的偏见进一步加深。
直到今年我再次翻开统计物理书时,我的偏见才逐渐淡化。白矮星改变了我对凝聚态的认识。谁都知道电磁是相互作用,引力是相互作用,强力是相互作用,弱力是相互作用。可是,我最近才领悟到,统计也蕴含着相互作用:当我们研究又小又快的粒子时,要同时考虑量子论和相对论;当我们研究又小又多的粒子时,就要同时考虑量子和统计。同时考虑量子论和相对论会导致新的理论,同时考虑量子和统计也会导致新的规律——玻色子会凝聚,费米子会不相容。正是量子统计关联才使得白矮星没有为引力(相互作用)坍缩——这不正说明统计效应也等价于一种相互作...
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  原文地址:www.buddhistgeeks.com/2013/01/bg-272-quantum-gaming/有podcast!可以当练英语听力!还有完整字幕,可以核对是否听对了。


顺便推荐给大家这款《时空幻境Braid》游戏,不大,大概130M。网上能免费下载,电驴迅雷都有。
热情推荐集智的各位有空玩一玩这Braid!构思极其巧妙,通过关卡必须要费些脑经(我自己的感觉是,这游戏简直就是给物理系童鞋量身定做的嘛!),而且能对时间空间这些基本物理概念有更生动新颖的体会!


另外这游戏的背景音乐(BGM)也十分优美,很多首原创的小提琴曲,和游戏故事相当匹配。
最后是这游戏的深刻内涵,虽然没有明说,但根据游戏里的许多暗示,很容易想到是物理学家(奥本海默)与公主(科学,原子弹)的爱恨纠葛,反正感觉世界观很宏大。


最后的最后在打个广告,那个Buddhist geeks论坛非常非常不错,是美国的佛粉集中讨论佛学与现代技术相遇的地方,以我有限的阅历,这应该是全世界目前佛学(也包括其他东方灵修传统)现代化最前沿的地方了!推荐给集智的众佛粉道粉。


这访谈就是佛粉Jonathan Blow谈怎么在设计Braid等游戏的时候自然进行灵修的。


PS:大胆YY一下十年之后集智的人开发了一款复杂性科学的Braid游戏 ;-)
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  我来推荐两个,有兴趣的可以去潜水或者活跃下:


www.fqxi.org/community  FQXI, 应该算世界最大的“非主流”理论物理(里面也有复杂性科学板块,不过主体是物理)俱乐部了。大牛很多!

www.scholarpedia.org/article/Main_Page 类似集智百科,也是主要涵盖复杂性科学和物理学。词条编辑者好多都是大神,比如Roger Penrose!


大家还有什么其他类似的论坛网站也来推荐介绍下哈~
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  新出炉的PRL,

估计很多人都听说过芝诺悖论:
(详见:zh.wikipedia.org/wiki/%E8%8A%9D%E8%AF%BA%E6%82%96%E8%AE%BA)
就是几千年前的一帮哲学家空想的时候提出的:一支射出去的箭,每个时刻都是静止的,所以它不能运动。(当然还有追乌龟永远追不上等其他版本)。 后来物理学与微积分的发展解决了这些悖论。 量子力学出现后,有人提出了古老的芝诺悖论的量子版:一个体系的波函数(非物理专业人士可以理解为一个系统的状态)随时间演化,当体系被测量(观测)后,体系坍塌到它的一个本征态,然后从这个本征态开始继续演化;设想这个体系坍塌后,紧接着又被接连不断的测量,这些测量的间隔如此之小,以至于体系可以始终维持在那个本征态, 用芝诺的话说,你一直盯着一只飞箭看,那么这只箭就不会动!
(量子芝诺效应见:en.wikipedia.org/wiki/Quantum_Zeno_effect )
PRL的那个实验,正是巧妙利用了量子芝诺效应,实现了即使没有物质交流,两个人也能实现信息交流。确切说,物质(光子等粒子)是参与了信息交流这个过程,但没有从一个人传到另一个人。


作者说:“If physical particles did not carry information between sender and receiver then what did?”  我觉得这应该就是所谓的靠pattern传递信息了吧,有点像水波的传递,每个水分子平均来说都没有移动,但整体的pattern却有了波速。但这个类比怎么进一步量化到chain zeno效应的...
物理 
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