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主题：Mark Buchanan的科学时评 I 写在前头的话 -- witten1
家园 Mark Buchanan的科学时评 I 写在前头的话 Nature Physics上的专栏作家Mark Buchanan的每期科学时评写得相当精彩，或辛辣，或精辟，或有深刻思考，每每读来感到受益良多。所以现在有打算把Mark Buchanan在Nature Physics上的过去几年的科学时评逐一翻译，把这作为一种传播科学精神的方式。
翻译并不仅仅只是一件体力活，这里还包括了时间和精力的付出，而尤其是对这类的文章的翻译其实更加耗时耗力，尽管每篇可能就五千到一万字左右。想起在国内时导师讲的一句话，大意是说，中国现在想做愿意做“笨”工作的人要绝迹了。当然这里的“笨”工作不是真的就是笨工作，而是那种要花很多时间，最后可能还是无名无利，但是却又是对后人很重要的工作。他当时就给我看一本国内一个学校的老师花了十几年心血编辑的一本挺厚的不等式大全，他说，这本大全就是算这类“笨”工作，但是这工作却又是极为重要，导师从中找到几个很重要的最后把他的一些科研工作往前推进的不等式。这样的“笨”人死绝了吗，我看没有，我想每一代的国人之中必然都有不少的这样的“笨”人，不然我们中华的历史也不会绵延五千年了。
我在这里可能也在做一些小一点的“笨”工作。这样的翻译工作，其实很容易就被人偷去国内发表赚钱，我以前写翻的中国核武系列我后来搜了一下，发现还真有人这样做，只是想这样的文章对增强国民自信，振奋民族精神都是有好处的，加上没有时间和不懂如何追究就作罢了。可是我想即便如此，还是有必要做一下，这样好的时评应当翻译过来，让科学的精神和思想去影响更多的中国人。
由于西西河让我受益良多，在茶馆之中也学到了不少东西（因为芒总后期的文章在那），尽管受风眼邀请，我也在风眼注册了，但是目前这个时评我还是先放在西西河和茶馆，不在风眼同步了。我在茶馆的ID是“风云际会”，风眼的ID也是“风云际会”。任何想转载的人，请注明出处，对任何把我的翻译用于盈利为目的的行为保留追诉权利。
这个翻译可能是会持续一两年的过程，毕竟我自己还得养家糊口，没有这么多的时间。如果中间中断了，也请大家原谅。
通宝推：崇山彩云,钓者任公子,唵啊吽,diamond,光年,淮夷,坐言起行,苏迅,本嘉明,文化体制,王树,发了胖的罗密欧,蜜饯,wild007,史文恭,南京老萝卜,天高地厚,上古神兵,花大熊,云中飞,不远攸高,与往事干怀,
本帖一共被 7 帖 引用 (帖内工具实现)家园 关于Buchanan科学时评之一切皆有可能 这次我加上大量的评论，希望有所帮助吧。
家园 Buchanan科学时评之一切皆有可能(下) 一切皆有可能(下)
－－唯一惊奇的事是这些事情是如何总是让我们惊奇
我（Buchanan）想，就像von Neumann在上个世纪关于隐参数量子理论不可能性的证明让同时代大多数物理学家信服一样，Riccioli的证明在他的那个时代肯定让与他同时代的许许多多的人信服了。在2010年Christopher Graney把Riccioli的拉丁文著作翻成了英文（参见arxiv:1011.3778）（注：这很上人敬佩，这其实也是“笨”活）。在该文中C.Graney指出，在所有７７种证明中只有两种证明是明显带有宗教性质的。绝大部分的证明都是根据在那个时代经验而给出的非常好有“道理”的证明。现在让我们来看看其中几个证明。
一个证明是这样进行的：如果地球每天都在转动，那么在相同的条件下，一个相同的重物从赤道上掉下来和从极点附近掉下来应当是完全不同的（注：这是一个非常好的论证）。类似的，另一个论证是这样的：如果地球是真在转动，那当你从原地跳起的时候你应当在空划出一条曲线而不是如我们所看到的那样总是掉到原地（注：这个论证也确实挺好的，我小时候就这么想过。。。）。确实，Riccioli的论证是OK的－－他已经预感到某种力应当存在以能自洽解释地球自转，而这个力就是Coriolis力（科里奥利力），只是这个力在1651年时候还未曾被测量。（注：我想这里Buchanan讨论的是第一个论证，对第二个论证，我认为应当用“惯性”原理来解释）。
另一个论证旧这样的：如果地球真在自西向东转动，那么我们所看到的云朵，鸟儿应当朝西飞，因为他们会落后于地球。Riccioli只是用隐含量的假设给出这个效应的大小。再一次，一个后来被弄清的隐含的假设。（注：那这个隐含的假设是怎么呢？呵呵，我想他隐含的假设了云朵和鸟儿不会随地球一起运动，这在伽利略之前可是很难发现的）。所以说，唯一惊奇的事是这些事情是如何总是让我们惊奇！
在最近，我们已经看到了一系列的关于量子加密过程中的各种各样的不可破译的证明。然而在任何一个更加复杂情形的进展（注：证明量子加密不可以破译）都似乎启发了反对方去发现新的逻辑缺陷的努力。也许，真正可行的不可能性的证明是那些可以给出积极结果的构造性证明。比如在1952年Bohm所架构起来的量子力学解释的构造过程本身证明了von Neumann的论证前提是站不住脚的。（注：量子力学的Bohm隐参数解释能给出所有正统量子力学的预言，当然出没有给出更多的预言）。确实没有论据可以断言一个能自洽的对量子力学的非定域本性给出决定论式的解释是不存在的。既然Bohm给出了一个，那它就是有可能存在的。（注：个人认为隐参数的量子理论没多大意思，隐参数是怎么？没有人说的清，这就像人们依然没有真正理解量子理论的非定域本性一样。你多了一个自由度－－隐参数，显然你可以包含的东西会多得多，这没多大意思。多提一句，到今天为止绝大多数的隐参数量子理论都被实验证否了，这使得那些喜欢玩概念的的就加上越来越“强大”的隐参数，让实验更难区分。。。比如前一阵的Gisin的实验证实任何包含有限速度(可以比光速快)的隐参数理论都是不对的，推论就是，隐参数理论得引进一个在逻辑上更加荒谬的无穷的大的传播速度来拯救自己。）
我确信人们在未来数个世纪会将继续学到这样的教训：“所有的历史经验”，Max Weber(马克思.韦伯)写道，“一再的表明人们在还未触及不可能之前是无法触及可能的！”
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 这篇文章不好评论啊 Riccioli的例子很有趣。要是人们最终发现哥白尼假说依赖的天文观察可以用其他因素解释，而Riccioli的几个论证真的无懈可击……
那样比较好玩
家园 看完这篇不知怎么想起了“无限非概率驱动” 《银河系漫游指南》里“黄金之心”号就是用这个原理驱动的，书上说：
产生少量有限非概率的原理当然很好理解，只需要简单地把基于单个超微57型亚介子脑的逻辑电路接在一个挂在强布朗运动发生器（比如说一杯热茶）上的原子矢量绘图器上就行了——这样的装置通常用来打破宴会上的冷清气氛，比如把女主人内衣的所有分子转移掉，同时配合不确定原理，目标指向在场的任何一个其他人。
许多有名望的物理学家声称他们不能容忍这样的做法，部分是由于这种做法贬低了科学，但更主要的原因却是他们从来没有被邀请参加过这样的宴会。
他们所不能忍受的另一件事就是，他们制造一台能够产生无限非概率的仪器的尝试一再失败。这样的仪器如果用在飞船上，就能够跨越哪怕是最远的星球之间的距离。最终，他们恼怒地宣称这样的一台仪器根本就是不可能的。
此后的一天，一个学生留下来打扫实验室，他这样推理：如果，他对自己说，这样的一台仪器事实上是不可能的，那么它就必定是一种有限非概率。因此，如果我要造出一台来的话，所要做的全部事情就是算出它如何不可能的精确数值，把这个数值输入有限非概率发生装置，再来上一杯热茶……然后，打开它！
他这样做了，于是震惊地发现自己成功地凭空造出了人们苦苦寻求已久的珍贵的无限非概率发生装置。
家园 Buchanan科学时评之一切皆有可能(上) 一切皆有可能(上)
－－唯一惊奇的事是这些事情是如何总是让我们惊奇
John Bell曾经评论过不可能的证明通常只是表明你缺乏想象力。这个评论是在Bell讨论由John von Neumann(冯.诺依曼)在1932所完成的一个历史著名的错误的不可能的证明中说出来的。在这一不可能性的证明中von Neumann试图表明任何一个由隐参量所以建构起来的量子理论都不能给出同正统量子力学一致的全部分预言。（注：这里的隐参量是为了试图解释量子力学过程的“概率幅”而加入的一个额外的谁也不知道是啥的量，以试图拯救决定性理论－－即不再有那些让人琢磨不透的概率性过程）。当然Bell的评论是过分了，因为我们都知道von Neumann是绝顶聪明的人，他拥有着过人的想象力。当然von Neumann不仅仅就这一次表现了其想象力的贫乏，比如在1950年，由于von Neumann认为没有任何方式可以避免当时美苏这两个核大国之间的最终毁灭，他建议美国政府先发制人的对苏联发动核攻击。无论如何Bell的评论确实指出一个事实即，不可能性的证明只是表明了在某一种思考下或者某一类思考下怎么东西是不可能的，而这类思考可能是狭窄的。而在漫长的人类历史中这样的“陷阱”折磨我们的次数是不胜枚举。
von Neumann的错误是非常的精细，这个错误所赖以存在的基石是绝大多数物理学家认同的。正因为此在长达的二三十的年时间里没有人去质疑这个证明。他的论证包含了五个假设，这五个假设他认为是所有含有隐参数的量子理论都应当满足的。对于绝大多数物理学家来说这些些假设是极为合理的。他第五个假设断言了在隐参数理论中对任何隐参数，两个可观测量的和的平均值应当等于这个两可观测量各自平均的和。这个假设看上去似乎是很合理。并且当我们假定这个假设不合理的时候，我们似乎很难再往前一步了。Bell在经过长久的思考和努力后最终弄明白了von Neumann的这个前提条件是完全不恰当的。这个假设是基于于“无关性”－－即一个物理客体所拥有的数值当完全独立于用来测量他们实验装置。
显然，这样的“无关性”对所有的经典理论都是对的。但是“相关性”正是量子理论诸多有有趣特性中的一种，同时也是任何隐参数理论必需予以涵盖的诸多特性中的一种。任何此类理论如若要让自己有一些价值就得实验装置的作用可以帮助决定被观测量的观测值。这个，正如Bell所指出的，使得von Neumann的假设完全站不住脚。Bell最后用了“滥用”一词来形容。（注：这里怎么给我有“文人相轻”的感觉。。。von Neumann显然是大家，Bell无非弄出了一个Bell不等式以用以判定量子理论是不是定域实在论，可是von Neumann在很多领域都有杰出贡献，论历史影响Bell是不可能比得上von Neumann的）
这个例子显示出一个普遍的问题－－这些隐藏的假设在那些不可能性的证明中是很难被发现的，从而人们也就很难发现他们在证明过程中的逻辑缺陷（注：即便聪明如von Neumann也被迷惑了）。这事今天会发性，显然过去也是会发生的。在四百年前－－１６５１年－－一个叫Jesuit Giovanni Battista Riccioli意大利人出版了一本书，书名为《Almagestum Novum》。在该书中，他给出了地球不可能会运动的７７种证明！很显然在那个时代，Riccioli的书是专门针对Copernicans学派（哥白尼学派）军的．一个历史学家就这本书的评价是，相较于十六、十七世纪的别人对于地球这否在运动的这个问题的回答，Riccioli的回答和分析是最长，最有洞察力，以及最权威的。
家园 要是能在翻译时批判一下就更有价值了。 家园 这得讨论的 楼下有几个讨论，只是太少了。
家园 关于 Buchanan科学时评之带着时间赌博 针对这时评，花兄在茶馆里问了一个问题说这篇文章是不是告诉我们积小胜为大胜的道理？
这并不是这篇文章的主旨，这篇文章的思想很深刻，他试图寻找现代自然科学的一个突破口，并以人们非常熟悉的赌博中的一个例子来进行说明。“系综平均”是如此广泛而深入的被运用近代社会的方方面面，那并不是因为这方法有多好，而是比它更好的方法几乎就没有。人们自然会问为何不直接实时处理，那是因为实时的处理几乎就是mission impossible，正如文中所说，我们一直在用“系综平均”这个假设，来处理各种各样的系统，以至于人们都不愿意面对当有一天这个设定都不成立了怎么办？所以说搞科学的人其实也是鸵鸟，方法就是当作没看到这类问题。当然也许人类现在的技术层面还不至于要求大范围突破这样的认识，所以这样的想法仍然会在很长时间内会是主流。
我不想对“系综”再作科普，因为有些东西不好科普，尽管我也天天在用系综平均的概念处理含有量子相变的体系。说白了“系综”就是把事物在时间演化中的一切可能状态全放在一瞬间，只要体系足够大，我们就认为这是足够好的近似。
家园 俺也不是很明白 kelly公式本来就是研究信息论的时候提出来的，后来被thorp用于二十一点赌博及投资中。而信息论不是可以看成统计物理的一个分支么？也就是说物理学家应该对这一套不是那么陌生才对啊？
家园 我想问的是这个硬币模型挣钱或者输钱的速度有多快？ 文章里说了有一个初始财富值C，超过一定才以获胜。比如人有1亿元，赌一元，那是确定获胜。但是，他胜一次就是挣一元，也没多大意义不是？
假定10秒扔一次硬币，是不是可以看看扔多长时间才能挣到多少钱，和本金相比，算出一个时间期望？
家园 师兄，如果你想看文中所引用的那篇文章的话 给我你的Email，我给你发过去，我现在没空去细看那篇文章的推导，我想你看完之后应当就明白了。都是一些不复杂的不会用到太过于advanced的数学推导。