黑客帝国

来源: 都是国货于 2019-02-26 05:12:51 [档案] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读：次 (24185 bytes)

你们学会OK了么？

????

在20年前。

一部科幻片，攫住了无数影迷的心。

就连那些从不看科幻片的人，都为之久久难以平复，从此打开另一个世界的大门——

《黑客帝国》

The Matrix

在聊之前，先说一个不久前还在Sir朋友圈里转发的视频。

威尔·史密斯回忆当年拒绝出演《黑客帝国》的经历。

沃卓斯基（当年的）兄弟找到了史皇，希望他出演。

但史皇看了剧本，发现兄弟俩居然迷恋这样一个镜头——

主角大鹏展翅凌空跃起，然后定在半空，360度摄影机旋转。

听罢，见多识广的的史皇一脸嫌弃，推掉片约，然后接下了大烂片《飙风战警》。

现在我们都知道，这个不可描述的体位，已经成为《黑客帝国》的标志，留名影史。

而与之擦身而过的史皇，也只能哭晕在厕所了。

当年《黑客帝国》到底有多火？

沃卓斯基兄弟用6300万美元的预算，狂揽4.6亿美元的全球票房，更是获得了当年的奥斯卡四项技术奖项。

考虑到奥斯卡主要奖项一贯对科幻片的冷处理，《黑客帝国》显然具有里程碑的意义。

影响之广，直到今日，也能看到各种余晖。

1、让昆汀爆粗的特效

不熟悉的影迷可能不知道。

同样作为港片爱好者的昆汀，曾经对《黑客帝国》破口大骂。

为啥？

因为他认为其中惊艳的电脑CG，很可能会毁掉电影这门艺术。

不温馨提示：下面内容可能不适合承受力差的人

法国官方决定去除父母称谓，用Parent1,2代替"Père" "Mère"，引起巨大争议

法国决定删除Père和Mère这两个词？！

日前，法国国民议会已经投票决定将“父亲 / Père”和“母亲 / Mère”这两个词从教育系统官方文件中去除，以解决针对同性恋家长的歧视问题，改用 « 家长1 / parent 1 » 和 « 家长2 / parent 2 »。

与此同时，巴黎市政府已经采纳了市议员的建议，在户口本中和官方表格中取消 « 父亲 / père » 和 « 母亲 / mère » 这两个词，采用性别中立的词语，改用 « 家长1 / parent 1 » 和 « 家长2 / parent 2 » 代替。

6年前，同性婚姻在法国宣告合法。同性夫妻的孩子入学后，学校的表格要求填写“父亲”、“母亲”，这是一种歧视。因此，有议员提出了这项议案，以在法律中体现儿童家庭的多样性。

然而，以“家长1”和“家长2”取而代“父亲”“母亲”的办法，激怒了许多保守派和基督徒，他们认为这标志着国家的道德衰退。

他们呼吁，应当采取非暴力抗议行动，不然的话，下一步恐怕就是从法语中删除父亲和母亲这两个词。

这项措施受到中左翼政党的欢迎。中学家长委员会联合会称：“这是一件大好事。考虑到了家庭的变化情况。”有网友说：“人们可以有2位母亲，或者2位父亲，这样能做到更为平等”。（On peut avoir deux mamans, ou deux papas, ça permet d'avoir une meilleure égalité". ）

那么问题又来了。谁是家长1，谁是家长2？

有一位叫Valérie的母亲推特发文说：“我可不是自己孩子们的家长2，我是他们的母亲！谁会愿意做第2号家长？”

而且，同性家长家庭协会对这项措施态度复杂，因为其迫使所有家长必须选定一个次序。该组织主席说：“谁是第一家长，谁是第二家长？”不过他说，这是向着最终去除所有官方文件中的父母性别问题的良好开端。

是啊！在讲究男女平等的法国，女权主义者更不会同意，让女性成为第二家长。虽然，波伏娃写过《第二性》。于是，又有人想出了办法，不写parent1,2，而写，"père, père, mère, mère"。在表格里面，四个都写上，你可以自己勾选。这样既可以是“父母”，也可以是“父父”，“母母”，皆大欢喜！

于是，经过激烈笔战，初步决定第二方案。这个法案还要经过参议院批准同意，在此期间，大家仍然可以互相争论。

类似的情况在2012年也出现过。当时，法国各大媒体热议取消Mademoiselle（小姐）一词。

最初，法国女权组织要求Mademoiselle（小姐）这个词从法语表格中删除。因为该词与Damoiseau（年轻男子）差不多，但是Damoiseau已废除了几十年。Mademoiselle这个词起源于中世纪指处女(pucelle或vierge)，传统上被男性用于恭维年轻貌美的女人。

最后，法国政府于2012年2月21日正式发布通函(Circulaire),要求今后在各类行政表格中不再使用“Mademoiselle”﹑“Nom de jeune fille”和“Nom d’épouse”等称谓。今后，在各类表格中只使用“Madame”称女性，用“Monsieur”称男性。

大家知道杨振宁和李政道先生斩获了全球华人的第一个诺贝尔奖，然而，对杨振宁关注多一点的人就会经常听到这样一个说法，说宇称不守恒虽然为杨振宁赢得了物理学界至高无上的诺贝尔奖，但这并不是他的最高成就，杨先生最大的贡献是杨-米尔斯理论。

……

宇称不守恒虽然也影响了物理学的方方面面，但是我们把它单独拎出来还是马马虎虎能讲清楚的，而杨-米尔斯理论就不一样了，想要把它搞清楚，我们得把视角上升到整个物理学发展的高度上来，因为这是一个跟物理学主线密切相关的故事。

……

爱因斯坦之前的物理学家是怎么做研究的？

他们去做各种实验，去测量各种数据，然后去研究这些数据里的规律，最后用一组数学公式来“解释”这些数据，如果解释得非常好，他们就认为得到了描述这种现象的物理定律，然后顺带着发现了隐藏在理论里的某些性质，比如某种对称性。在这里我们能清晰的看到实验-理论-对称性这样一条线，这也符合我们通常的理解。

但是，爱因斯坦把这个过程给颠倒了，他发现上面的过程在处理比较简单的问题的时候还行，但是当问题变得比较复杂，当实验不再能提供足够多的数据的时候，按照上面的方式处理问题简直是一种灾难。

比如，牛顿发现万有引力定律的时候，开普勒从第谷观测的海量天文数据里归纳出了行星运动的三大定律，然后牛顿从这里面慢慢猜出了引力和距离的平方反比关系，这个还马马虎虎可以猜出来。我们再来看看牛顿引力理论的升级版-广义相对论的情况：

上图是广义相对论的引力场方程，你告诉我这种复杂的方程要怎样从实验数据里去凑出公式来？况且，广义相对论在我们日常生活里跟牛顿引力的结果几乎一样，第谷观测了那么多天文数据可以让开普勒和牛顿去猜公式，但是在20世纪初有啥数据让你去猜广义相对论？水星近日点进动问题是极少数不符合牛顿引力理论的，但是人们面对这种问题，普遍第一反应是在水星里面还有一颗尚未发现的小行星，而不是用了几百年的牛顿引力有问题。退一万步说，就算你当时认为那是因为牛顿引力不够精确造成的，但是就这样一个数据，你怎么可能从中归纳出广义相对论的场方程？

经过一连串的深度碰壁之后，爱因斯坦意识到当理论变得复杂的时候，试图从实验去归纳出理论的方式是行不通的，洛伦兹不就是被迈克尔逊-莫雷实验牵着鼻子走，最终才错失发现狭义相对论的么？实验不可靠，那么爱因斯坦就要找更加可靠的东西，这个更加可靠的东西就是对称性！

于是爱因斯坦在物理学的研究方式上来了一场哥白尼式的革命：他先通过观察分析找到一个十分可靠的对称性，然后要求新的理论具有这种对称性，从而直接从数学上推导出它的方程，再用实验数据来验证他的理论是否正确。在这里，原来的实验-理论-对称性变成了对称性-理论-实验，对称性从原来理论的副产品变成了决定理论的核心，实验则从原来的归纳理论的基础变成了验证理论的工具。理解这一转变非常的重要，后面的物理学家都是这么干的，我们要先把思路调对，不然到时候就容易出现各种不适应。

爱因斯坦利用这样思路，先确定了广义坐标不变性，然后从这个对称性出发得到了一套新的引力理论，这就是广义相对论。这也是为什么其他科学家看到广义相对论之后一脸懵逼，而且说如果不是爱因斯坦，恐怕50年之内都不会有人发现这套理论的原因。爱因斯坦是第一个这么反过来干的，广义相对论大获成功之后人们才发现原来理论研究还可以这么干，这种思想后来被杨振宁先生发扬光大，并形成了“对称决定相互作用”这样的共识。

……

整体对称，顾名思义，如果一个物体所有的部分都按照一个步调变换，那么这种变换就是整体的。打个比方，舞台上所有的演员都同步地向前、向后走，或者全都做同样的动作，观众看着演员都整整齐齐的，觉得所有人都像是一个人的复制品一样，这样的变换就是整体的。如果经过这样一种整体的变换之后，它还能保持某种不变性，我们就说它具有整体对称性。

有了整体对称的概念，局域对称就好理解了，类比一下，如果一个物体不同的部分按照不同的步调变换，那么这种变换就是局域的。还是以舞台为例，导演为了使表演更具有个性，他想让演员表现出波浪的样子，或者是千手观音那样，再或者是形成各种不断变化的图案，这种时候每个人的动作变换就不一样了吧，也不会说所有人都像一个人的复制品一样了，这时候这种变换就是局域的。因为它不再是所有的人按照一个规则变换，而是局部的每个人都有他局域特有的变换规则。同样的，如果经过这样一种局域的变换之后，它还能保持某种不变性，我们就说它具有局域对称性。

从上面的情况我们看出来，整体变换要简单一些，所有的地方都按照同样的规则变换，而局域变换就复杂多了，不同的地方按照不同的规则变换。所以，很明显，如果你要求一套理论具有某种局域对称，这比要求它具有整体对称复杂得多，局域变换对物理定律形式的要求就更加严格一些。但是，你一旦让它满足局域对称了，它能给你的回报也会多得多。

还是电磁理论的例子：整体规范对称性下我们只能得到电荷守恒，但是一旦要求它具有局域规范对称性，整个电磁理论，甚至麦克斯韦方程组都直接得到了。电荷守恒和麦克斯韦方程组，这就是整体对称和局域对称给的不同回报，孰轻孰重差别很明显吧？电荷守恒是可以直接从麦克斯韦方程组里推导出来的。

以上是偏科普的解释，从数学的角度来说，整体变换就是你所有的变换跟时空坐标无关，局域变换就是你的变换是一个跟时空坐标相关的函数。跟时空坐标相关的函数，其实就是说不同的时空点，这个函数值是不一样的，也就是说变换不一样。

不管从哪种解释（从数学更容易），我们其实都可以看出：整体变换其实只是局域变换的一种特例。局域变换里变的是一个跟时空坐标相关的函数，但是这个函数的值也可以是一个定值啊，这时候局域变换就退化成整体变换了。

那么，一个大胆的想法就产生了：在电磁理论里，整体规范对称性对应着电荷守恒，但是我一旦要求这个整体规范对称性在局域下也成立，我立马就得到了整个电磁理论。那么我可不可以把这种思想推广到其他领域呢？比如强力、弱力，有没有可能同样要求某种整体对称性在局域成立，然后可以直接产生强力、弱力的相关理论呢？

这是一个十分诱人的想法，杨振宁从他读研究生的时候就在开始琢磨这个事，但是一直到十几年后的1954年，也就是他32岁的时候才有结果，这个结果就是大名鼎鼎的非阿贝尔规范场论，也叫杨-米尔斯理论。

……

杨振宁先生终于把局域规范对称的思想从阿贝尔群推广到了更一般的非阿贝尔群（阿贝尔群的电磁理论成了它的一个特例），从而使得这种精妙的规范对称可以在电磁理论之外的天地大展拳脚，也使得他一直坚持的“对称决定相互作用”有了落脚之地。为了区别起见，我们把外尔的那一套理论成为阿贝尔规范场论，把杨振宁和米尔斯提出来的称为非阿贝尔规范场论，或者直接叫杨-米尔斯理论。

杨-米尔斯理论给我们提供了一个精确的数学框架，在这个框架里，只要选择了某种对称性（对应数学上的一个群），或者说你只要确定了某个群，后面的相互作用几乎就被完全确定了，它的规范玻色子的数目也完全被确定了。这就是为什么后来大家能直接从强力和弱电理论里预言那么多还未被发现的粒子的原因。

什么是规范玻色子？科学家们按照自旋把基本粒子分成了费米子（自旋为半整数）和玻色子（自旋为整数），其中费米子是组成我们基本物质的粒子，比如电子、夸克，而玻色子是传递作用力的粒子，比如光子、胶子。有些人可能是第一次听说传递作用力的粒子这种说法，会感觉非常奇怪，怎么作用力还用粒子传递？

没错，在量子场论里，每一种作用力都有专门传递作用力的粒子。比如传递电磁力的是光子，传递强力的是胶子，传递弱力的是W和Z玻色子，传递引力的是引力子（不过引力子还没有找到）。两个同性电子之间为什么会相互排斥呢？因为这两个电子之间在不停的发射交换光子，然后看起来就像在相互排斥，这就跟两个人在溜冰场上互相抛篮球然后都向后退一样的道理。那么相互吸引就是朝相反的方向发射光子了，其他的力也都是一样，这些传递相互作用的玻色子在规范场里都统统被称为规范玻色子。

也就是说，在杨-米尔斯理论里，那些传递相互作用的粒子都叫规范玻色子，每一个群都有跟他对应的规范玻色子，只要你把这个群确定了，这些规范玻色子的性质就完全确定了。比如在U（1）群里，规范玻色子就只有一个，那就是光子；在SU（3）群里，理论计算它的规范玻色子不多不少就是8个，然后实验物理学家就根据这个去找，然后真的就找到了8种胶子。以前是实验物理学家发现了新粒子，理论物理学家要琢磨着怎么去解释，现在是理论物理学家预测粒子，实验物理学家再去找，爱因斯坦颠倒研究物理的方法现在终于从蹊径成了主流。

……

描述强力的量子色动力学和描述电磁力和弱力的弱电统一理论一起构成了所谓的粒子物理标准模型，于是我们可以在杨-米尔斯理论这同一个框架下描述电磁力、强力和弱力，这是物理学的伟大胜利。同时，我们也要清楚的知道，杨-米尔斯理论不等于标准模型（没有夸克模型你拿着理论也不知道怎么用），它是一个数学框架，是一把神兵利器，它本身并不产生具体的理论知识，但是一旦你把它用在合适的地方，它就能给你带来超出想象的回报（想想我们50年代末还对强力弱力束手无策，但是70年代末就完全驯服了它们）。

……

之所以执意用这么通俗的语言讲杨-米尔斯理论，主要就是想让更多人更加客观的理解杨振宁先生的工作，很多事情如果彻底搞清楚了，就会省去很多无意义的争论。现在网上关于杨振宁先生的新闻很多，但是很不幸，大部分新闻上的却是娱乐版，即便除去那些娱乐八卦，关于杨先生科学方面的话题大部分最后都演变成了诸如“杨振宁真的很伟大么？”“杨振宁跟霍金谁厉害？”“杨振宁跟爱因斯坦一样伟大吗？”“杨振宁没有你想象的那么伟大！”等极容易引起骂战却又很空洞没营养的问题。并且，论战中的双方要么就把杨振宁先生往天上捧，要么就把他使劲往地上踩，这还算是科学讨论么？这是讨论科学问题该有的态度么？

物理学家并不是擂台上的拳击手，他们一起通力合作构建我们现在恢弘的物理大厦。没有开普特和伽利略的奠基，不可能有牛顿的力学体系；没有法拉第工作，不可能有麦克斯韦的电磁大厦；狭义相对论在20世纪初已经是水到渠成呼之欲出了，爱因斯坦也只不过是捷足先登了而已。而且，除了广义相对论确实是爱因斯坦的独门独创，好像还真没有哪个东西说是非谁不可的。没有牛顿，我估计胡克和哈雷也快找到万有引力定律了，洛伦兹和彭加莱已经一只脚跨入狭义相对论的大门了，有没有爱因斯坦狭义相对论差不多都该出现了。

我这么说并不是要否定牛顿和爱因斯坦他们的功绩，能抢在同时代最杰出的头脑之前发现那些理论，这本身就是科学家的能力体现。我只是想建议大家不要总把注意力放在“谁或者谁更伟大，谁比谁更厉害”这种很虚的东西上面，而更多的把注意力放在这些科学家工作本身上去，这些才是全人类共同的宝贵财富。大家的时间都很宝贵，我们就尽量把时间都花在刀刃上去，科学家最宝贵是他们的科学思想，而中国比任何一个国家都不缺少娱乐八卦。

……

杨-米尔斯理论出来以后，对称性就不再是一个人的玩具了，杨振宁通过这个理论把对称性这种高大上的精英产品一下子变成了谁都可以玩的平民玩具，他把如何释放对称性里蕴藏能量的方式给标准化、工具化、流水化了。从此，“对称决定相互作用”就不再是一句标语，而成了物理学家们的共识和最基本的指导思想，这极大的释放了物理学家的生产力，为后来快速构建标准模型奠定了基础。

这一块是大家在谈论杨振宁先生的工作，谈论杨-米尔斯理论的时候最容易忽略的一块，如果你不能认识到对称性在现代物理里的重要性，不能认识到杨振宁先生和杨-米尔斯理论在对称性问题上的作用，那么你对杨先生工作的理解是非常片面的，甚至错失了他最精华的部分。希格斯机制、渐近自由、夸克禁闭、自发对称破缺、规范场的重整化，这些从杨-米尔斯理论到标准模型之间众多精彩纷呈的故事似乎更适合说书，但是，大家要记住对称性才是现代物理的核心。