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期刊信息

刊名:石油实验地质
曾用名:石油地质实验
主办:中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院;中国地质学会石油地质专业委员会
主管:中国石油化工集团有限公司
ISSN:1001-6112
CN:32-1151/TE
语言:中文
周期:双月
影响因子:2.55102
数据库收录:
文摘杂志;北大核心期刊(1992版);北大核心期刊(1996版);北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);地学数据库;日本科学技术振兴机构数据库;石油文摘;中国科技核心期刊;期刊分类:石油天然气工业;地质学
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世界上运行时间最长的实验是如何打破传统物理(2)

来源:石油实验地质 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-09-16 13:53

【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】随机紧密包装的不同大小的球体(英国皇家化学学会出版) 在我们的日常世界中隐藏着秩序? 一个令人着迷的问题是,我们的日常世界是否有某种隐藏的

  • 随机紧密包装的不同大小的球体(英国皇家化学学会出版)

在我们的日常世界中隐藏着秩序?

一个令人着迷的问题是,我们的日常世界是否有某种隐藏的秩序。从股市到房市崩溃和流行病:这涉及到了解这些突发现象是否隐藏了潜在的秩序,从而能够被预测。

最近的研究发现,确实有一种非常特殊的秩序与无序有关,叫做超均匀性。2014年,研究人员发现,鸡的眼睛有不同的颜色感受器,这些感受器看起来是随机的,但实际上有隐藏的秩序。

虽然看起来类似的秩序与其他混乱现象,如交通堵塞和拥挤人群有关,但高度统一只在某些系统中出现。在我们寻求在我们看到的一切事物中隐藏的秩序时,我们绝不能忘记我们为什么要这样做。这就引出了我最后的讨论:当物理定律无法预测从液体-固体过渡到交通堵塞和股票市场的许多日常现象时,我们该怎么办?

物理定律什么时候失效?我们必须面对的实际后果是什么?

我们一定不要忘记,物理定律与它们所预测的现象同样重要。此外,物理定律和自然定律一般来说可能是固定不变的。但即使是石头也会有变化。统计物理学被设想为理解材料和从一种形式到另一种形式的变化。这是平均法则。单个原子和分子是随机的,不可预测的。然而,几个世纪的研究发现,统计物理学是构成固体、液体和气体的分子群行为的极好近似。但这就是物理定律——它们是近似。

物理定律是现实的近似值,而不是相反。

当正确的条件没有满足时,物理定律就失效了。就像看草坪一样。在下面的图片中,草坪可以被近似为绿色的草坪,而小的秃斑并不会改变大范围的近似。但是如果不是秃斑,而是一小块传染性很强的杂草,这可能会改变整个景观,就再也没有美丽的草坪了。

统计物理学中的既定定律无法描述日常世界中的许多现象,原因有很多。这些包括:

  1. 缺乏平均:在传统晶体中,原子的运动平均了,所以它们整齐地排列在格子中,而在玻璃中,原子的运动没有平均得那么好。这也可以扩展到更大的社会聚合。有时,一个恼人的司机或事故可能导致巨大的交通堵塞,或总统选举改变了一个国家的轨迹。
  2. 有限尺寸效应:世界不是无限大小的,而材料可以近似地包含无限数量的分子。
  3. 时间尺度:固体到液体的转变可以近似为不连续的或零时间的。然而,从液体到玻璃的转变可能需要数百万年的时间。或者说社会事件的时间尺度相对于我们的生活经历要长得多。因此,在这么短的时间内,事情变得难以预测。统计物理学不仅是平均空间的定律,也是平均时间的定律。

但也不全是坏事。我们可以很好地接近现实,预测和塑造未来的事件。例如,事后许多科学家正确地预测了COVID在没有社会距离的情况下会成为一场大流行。更难以预测的是大流行发生的确切时间。物理学有一个巨大的好处

物理近似是基于因果关系,而不是相互关系

虽然大量的数据催生了数据科学和机器学习,这些方法可以用来预测未来(如股票市场和房价),但这些方法中的许多都在轻微干扰下失败了,因为它们是相互关联的,而不是因果关系。例如,简单的变形来阻止信号可以欺骗复杂的神经网络,而这些神经网络没有接受过这些变形图像的训练。

总之,当物理定律的基本假设没有得到满足时,它就失败了。在某些情况下,另一种理论可以取代现有的理论。但在许多其他情况下,可能没有一个神奇的定律可以描述一切。

在混乱之下是否有一种隐藏的秩序?如果是这样,这是否意味着在我们日常世界的不可预测性之下存在着一种美丽的秩序?或者,也许答案是有些事情比其他事情更容易预测?而不是按照可预测或不可预测来思考,我们需要一个可预测的范围。

任何一种情况都不应阻碍我们理解现有理论为何失效,从而帮助我们更好地理解我们复杂的世界。

文章来源:《石油实验地质》 网址: http://www.sysydzzz.cn/zonghexinwen/2021/0916/911.html

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