原標(biāo)題:《萬(wàn)圣節(jié)還在cos傳統(tǒng)鬼?？磳?shí)體版的《怪物》！》

又到萬(wàn)圣節(jié)了，

各種妖魔鬼怪也蠢蠢欲動(dòng)。

我們從事物理學(xué)，

當(dāng)然，我不相信這個(gè)。

我們有怪物的實(shí)體版本。

惡魔/惡魔

首先，我要介紹惡魔團(tuán)隊(duì)的兩位成員。

其中一個(gè)可以熟悉過(guò)去和未來(lái)，另一個(gè)可以控制單個(gè)分子作為著名的物理天團(tuán)四大猛獸的成員，她們被所有的女人和孩子所熟知

拉普拉斯妖是法國(guó)數(shù)學(xué)家拉普拉斯提出的一種虛構(gòu)的生物它知道宇宙中所有粒子的位置和動(dòng)量信息在經(jīng)典力學(xué)中，它可以通過(guò)牛頓運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算出宇宙中任意一個(gè)粒子在任意時(shí)刻的信息，也就是知道了宇宙的過(guò)去和未來(lái)

麥克斯韋妖也是一種想象出來(lái)的生物，由英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋提出它的特殊之處在于可以控制單個(gè)分子，在一個(gè)絕熱容器中根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)速度將分子分離，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的熵麥克斯韋妖的能力來(lái)自于自身的妖力，在控制分子的過(guò)程中不消耗能量，所以整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自發(fā)的熵減，這與熱力學(xué)第二定律相悖

當(dāng)然，現(xiàn)在物理學(xué)家們已經(jīng)為這兩個(gè)小怪物準(zhǔn)備好了被關(guān)起來(lái)的籠子，其中關(guān)拉普拉斯怪物的籠子叫海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理，關(guān)麥克斯韋怪物的籠子叫信息熵理論限于篇幅，這里就不展開(kāi)了，有興趣的朋友可以自行了解一下

魔法/魔力

接下來(lái)，我要介紹魔法家族的代表這幾年火的很大，是材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)相關(guān)文章多次發(fā)表在《自然》《科學(xué)》等頂級(jí)期刊上，一個(gè)簡(jiǎn)單的偏轉(zhuǎn)就推開(kāi)了新世界的大門

在了解魔角石墨烯之前，我們先從二維材料說(shuō)起。

我們可以用點(diǎn)，線，面，體來(lái)分別表示零維，一維，二維和三維二維材料是只有一個(gè)表面且厚度為零的材料當(dāng)然，實(shí)際材料不可能是零厚度通常，當(dāng)一種材料只有幾個(gè)原子層厚時(shí)，它可以被稱為二維材料石墨烯是典型的二維材料

知乎石墨烯大健康

二維材料有什么特點(diǎn)它們通常通過(guò)同一層中原子之間的共價(jià)鍵結(jié)合，而層之間僅通過(guò)弱范德華力結(jié)合因此，只需要一點(diǎn)點(diǎn)能量就可以打破層間的結(jié)合，將它們剝離成幾層材料最早開(kāi)始研究石墨烯的英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的Geim等人，就是用膠帶直接從石墨晶體上撕下來(lái)的石墨烯

把二維材料想象成堆在一起的蛋糕我們可以很容易地剝離一層或幾層，但需要一些力量來(lái)分離一層

通常上下原子的位置關(guān)系是固定的，層間的堆積角度也是固定的但是，當(dāng)我們得到單層的石墨烯時(shí)，我們可以通過(guò)人工堆疊得到雙層和多層的石墨烯

五層角石墨烯

在這個(gè)疊餅的過(guò)程中，如果我們把它翻過(guò)來(lái)讓上下兩層之間有一個(gè)角度，再加上一個(gè)低溫，好家伙，疊起來(lái)的多層石墨烯就是超導(dǎo)的，有希望成為高溫超導(dǎo)體！不僅是超導(dǎo)，相關(guān)的絕緣態(tài)，量子反?；魻枒B(tài)等很多新奇的物質(zhì)狀態(tài)都出來(lái)了！

一個(gè)簡(jiǎn)單的扭轉(zhuǎn)角，就像魔術(shù)一樣，把二維材料領(lǐng)域的研究引入了一個(gè)新的世界，這大概就是魔術(shù)角的由來(lái)。

幽靈/幽靈

在量子場(chǎng)論領(lǐng)域，一系列態(tài)被賦予了鬼的名稱，如鬼，鬼場(chǎng)，鬼粒子，規(guī)范鬼等雖然它們有粒子或場(chǎng)的物理名稱，但它們本身是非物理的，它們只是為了計(jì)算方便而產(chǎn)生的

前蘇聯(lián)理論物理學(xué)家路德維希·法德夫用這樣一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明鬼的意義:在電動(dòng)力學(xué)中，電磁場(chǎng)，也就是光子場(chǎng)，有四個(gè)分量，但實(shí)際上只有兩種光子極化，所以這四個(gè)分量中有兩個(gè)是非物理的這時(shí)，可以通過(guò)引入幽靈來(lái)抵消非物理項(xiàng)的影響

例如，在電動(dòng)力學(xué)中，為了保持磁場(chǎng)的洛倫茲不變性，我們使用四分量矢量勢(shì)，而光子只有兩種極化因此，one needsasuitablemechanisminordottogetridofunphysicaldegreesoffreedom介紹虛擬領(lǐng)域，主機(jī)，isonewayofachievingthisgoal

其實(shí)物理上不僅有鬼，還有好鬼和壞鬼。

如果一個(gè)鬼的引入能使一個(gè)給定的理論自洽，那么這個(gè)鬼就是一個(gè)好鬼，反之亦然好鬼是虛的，壞鬼需要理論承認(rèn)一種不必要的非虛狀態(tài)比如泡利—維拉斯鬼引入了負(fù)動(dòng)能的粒子，這顯然是壞的

奇怪/奇怪

在妖，魔，鬼之后，終于輪到妖了。

如果范圍不限于物理，各種編程題目都有奇數(shù)還有那個(gè)帶有奇怪的物理名詞，邊肖想了很久，但似乎真的沒(méi)有為此，邊肖也嘗試用怪異場(chǎng)和怪力等可能的名詞進(jìn)行搜索，直到她用怪異之子進(jìn)行搜索時(shí)得到了下圖

好了，來(lái)科普一下，剃刀蛤！很好吃。

在一次無(wú)用的搜索之后，邊肖也放棄了直接搜索的想法。

讓我們換個(gè)角度思考。

其實(shí)很多名詞都有多種譯法，比如怪粒子國(guó)內(nèi)翻譯是怪粒子，不過(guò)翻譯成怪粒子也未嘗不可隨之而來(lái)的還有量子數(shù)中的怪?jǐn)?shù)奇異性，完全可以翻譯成怪?jǐn)?shù)吧比如魔鬼粒子魔鬼粒子也可以叫妖怪從這個(gè)角度來(lái)看，物理學(xué)還是有很多古怪的

讓我們?cè)僖淮纬ㄩ_(kāi)心扉鬼有這么不方便嗎

在物理學(xué)的歷史長(zhǎng)河中，不乏怪異和意想不到的發(fā)現(xiàn)。

泊松反駁光的波動(dòng)說(shuō)，個(gè)人計(jì)算出光源會(huì)在一個(gè)擋板后面形成亮點(diǎn)，這顯然是反普遍的，但是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，人們發(fā)現(xiàn)這樣的亮點(diǎn)真的會(huì)出現(xiàn)！這個(gè)用來(lái)反駁波動(dòng)理論的論點(diǎn)，成為了證明波動(dòng)理論的有力證據(jù)，從此泊松亮點(diǎn)就一直在教科書中被命名。

泊松亮點(diǎn)

盧瑟福用α粒子轟擊金箔，意圖觀察原子的棗餅?zāi)Ｐ?，卻意外發(fā)現(xiàn)了原子核的存在，推翻了棗餅?zāi)Ｐ?，建立了原子的?jīng)典核結(jié)構(gòu)模型。

核結(jié)構(gòu)模型

為了解釋黑體輻射，普朗克首次假設(shè)能量是以不連續(xù)的方式被吸收和發(fā)射的，盡管他自己也很難相信這一點(diǎn)，甚至花了數(shù)年時(shí)間試圖否定這一想法可是，正是這一發(fā)現(xiàn)打開(kāi)了量子世界的大門

黑體

普朗克之后，量子力學(xué)蓬勃發(fā)展，這一個(gè)是物理學(xué)最大的怪物能量是不連續(xù)的，奇怪的，粒子位置和動(dòng)量不能同時(shí)確定，奇怪，物質(zhì)既是波又是粒子，奇怪這樣一個(gè)從頭到尾都很奇怪的理論，其實(shí)是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基石之一甚至在我們的日常生活中，也能看到各種各樣的量子產(chǎn)品這不也是一種奇怪嗎

物理，其實(shí)本身就是一門發(fā)現(xiàn)和研究怪異的學(xué)科經(jīng)過(guò)研究和解釋，古老的古怪逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，它不再是古怪，新奇奇怪怪的發(fā)現(xiàn)吸引著人們?nèi)パ芯恐貜?fù)，探索，尋求真理

除了物理，很多領(lǐng)域都有怪獸你的朋友知道什么

參考資料:

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