汪诘-科学故事解读

《皇帝的新脑》- 罗杰·彭罗斯

共10章，前八章都是在讲历史，做铺垫。第9章才入正题。

《皇帝的新脑》是由英国数学物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）所著的一部跨学科的著作，涉及电脑科学、数学、物理学、宇宙学、神经和精神科学以及哲学等多个领域。这本书体现了作者向哲学上最大问题——“精神-身体关系”挑战的大无畏精神，并充满了天才般的猜测，贯穿着探索真理的灵感和激情。

书中广泛讨论了现代物理学中对人类观念最具挑战性的问题，例如人工智能、哥德尔定理、复杂性理论、相对论因果性和决定论、时空弯曲、不确定性原理、量子场论、熵和时间箭头、宇宙论和大爆炸、精神与意识的本质、动物意识、宿命论、人择原理等等。同时，书中还包含了许多能激发想象力的数学物理模型，如图灵机、孟德勒伯洛特集、希尔伯特空间、爱因斯坦-玻多尔斯基-罗逊“矛盾”、薛定谔猫等等。

四种基本力

四种基本力的发现顺序如下：

万有引力（Gravitational Force）：万有引力是最早被人类认识到的基本力。艾萨克·牛顿在1687年发表了《自然哲学的数学原理》，其中提出了万有引力定律，描述了物体之间的引力作用。
电磁力（Electromagnetic Force）：电磁力的发现稍晚于万有引力。1865年，麦克斯韦提出了描述电磁场的麦克斯韦方程组，统一了电和磁的现象。
强力（Strong Nuclear Force）：强力是维持原子核内部质子和中子结合在一起的力。20世纪30年代，核物理学家开始研究原子核的结合能问题，发现了强力的存在。强力的现代理论是在20世纪60年代和70年代发展起来的量子色动力学（QCD）。
弱力（Weak Nuclear Force）：弱力是四种力中最后被发现的。它负责某些类型的放射性衰变过程。弱力的现代理论是在20世纪60年代和70年代，与电磁力一起被统一在电弱理论中。

人择原理

说到“人择原理”，我们一般说的是“弱人择原理”：

我们存在于这个宇宙中，是因为这个宇宙的物理定律和常数恰好允许我们的存在。换句话说，我们观察到的宇宙特性之所以是这样的，是因为如果不是这样，我们就不会在这里观察它。这个原理强调了观察者存在的事实对宇宙特性的限制。

除此之外，还有强人择原理和最终人择原理。

强人择原理认为宇宙必须具备允许智慧生命在其某个历史阶段得以在其中发展的那些性质。这个原理认为，宇宙的基本物理常数和定律之所以是这样，是因为它们必须如此，以便能够产生智慧生命。
最终人择原理认为，包含智慧的信息处理过程一定会在宇宙中出现，而且，它一旦出现就不会灭亡。这个原理在某种程度上预言了智慧生命的不可避免性和永恒性。

测不准原理

测不准原理，说法不合适，更准确的说法是“不确定性原理”。并不是“测不准”，而是客观世界就“不确定”。

根据不确定性原理，拉普拉斯（拉普拉斯妖）是无法精确预测未来的。虽然我们无法精确预测未来，但是，我们可以预测未来的概率。

量子力学的两道门槛：不连续性，不确定性。爱因斯坦和薛定谔迈过了第一道门槛，却倒在了第二道门槛上。

弗里德曼-勒梅特宇宙模型

弗里德曼-勒梅特宇宙模型基于爱因斯坦的广义相对论，描述了一个均匀各向同性的宇宙。以下是三种主要的宇宙模型，它们预测了宇宙膨胀的不同情况：

开放宇宙模型（K=-1）：在这个模型中，宇宙的曲率为负，意味着宇宙是无限且膨胀的。宇宙的膨胀速度快，并且会一直持续下去。这个模型对应于三维双曲空间。
平坦宇宙模型（K=0）：这个模型中，宇宙的曲率为零，意味着宇宙是平坦的。宇宙的膨胀速度较慢，但也会一直持续下去。这个模型对应于三维平直空间，也被称为爱因斯坦-德西特宇宙。
闭合宇宙模型（K=1）：在这个模型中，宇宙的曲率为正，意味着宇宙是有限且膨胀的。宇宙的膨胀会减慢到一定限度后出现胀缩交替情况，对应于三维球面空间。这个模型预测宇宙会经历膨胀和收缩的周期性过程。

其它

哈勃红移的原因不是多普勒效应，而是宇宙膨胀，只是当时还不知道