最近读的书

小说方面: 最近读完了《Harry Potter》的后几本,读了《The Hunger games》第一本,还读了《The Martain》

非小说科普书籍: 在同时读《A brief histroy of mathmatics》《a brief history of nearly everything》 《100 great science discoveries》

小说方面,哈利波特看到后面确实显得比较老套了,真实世界的善恶并不会那么分明,不过学英语还是不错的入门级原著了。

饥饿游戏的设定写的还不错,不过读到后面兴趣也不是很大了,感觉写的有些冗长,拖沓,用来学英语也算不错的读物。

火星救援是一本非常不错的科幻小说,拿来学英语和科普知识都很好,很对胃口。尤其是对气体方面的描写,很有意思。

读完火星救援以后就赶紧找几本英文的科普书籍来读,就是后面提到的几本。

这几本书都写的很简略,不过很适合用来建立一种科学的大局观和构造科学常识。

不管是仰望星空,还是探幽入微; 不管是分类总结,还是个例调研,科学研究是一个个严密推理,细心求证的过程。

数学上,了解到了费马大定理,x^n+y^n=z^n 的整数解,只有在n <= 2 时存在。 该定理已经被证明,其中的关键步骤,被称为谷山-志村定理,指的的是所有的椭圆曲线,都可以表示为一个模(抽象代数中概念)结构。如果费马大定理不成立,谷山-志村定理就存在不成立的特例。 尽管形式很简单,费马大定理的证明过程历时很久,涉及到代数几何、抽象代数等多个领域,极大促进了数学的发展。

由此想到另一个数学理论,一元五次方程没有根式通解。一元二次方程,一元三次方程,一元四次方程都有通用根式解,四次以后就没有了。这个理论的证明过程,直接催生了群论。也让我们明白,一元二、三、四次的方程都比较容易用编程方式解决。 而5次方程就没那么容易了。

群论与高次方程、非欧几何、向量空间等,都有着紧密的关系,是一种重要的现代数学语言。

wiki百科查了下下面几个比较有名的数学猜想:

  1. 费马大定理: X^n + Y^n = Z^n 在n>=3时无解,已经被证明
  2. 哥德巴赫猜想: 任意偶数可以被表示为两个素数之和,任意奇数可以被表示为两个三个素数之和,仍未被完全证明
  3. 庞加莱猜想: 任意一个封闭的三维流形与球同胚,通俗理解为没有孔的三维物体与球类似,(环就是有孔的)
  4. 费曼猜想:不太懂具体内容,关于素数分布的一些理论,可以比较好的得出素数的分布情况,如今未得到证明; 即使被证明,也还不能得到准确的素数分布规律。
  5. P=NP?问题,可以以多项式时间复杂读验证真假的问题,是否可以在多项式时间内得出解,目前还没找到P=NP的案例。
  6. 四色定理: 任意没有飞地的地图,可以通过四种颜色染色,使得没有相邻的任意区域不同色。已经借助计算机得到证明。

天文学方面,从最开始对星空的观察,到宇宙的起源和演化,人们的认知也经过了一个严密推理演化的过程。

古人多次仰望星空,发现行星不同于恒星,其位置会发生变动。 近一步对行星运动轨迹的研究,催生出地心说和日心说,第谷常年对星空的观察,积累了很多资料,他的学生开普勒进而得出开普勒定律。

牛顿通过对日常现象和天文现象的研究,得出了经典力学的基本定律,对运动有了深入而精确的理论。

后来,人们发现了放射性,核裂变和核聚变,从微观角度的突破,使人们对恒星的构成原理有了一些推测和认识。

再后来,从广义相对论,可以推理出宇宙的膨胀模型,而宇宙微波背景辐射,光线的多普勒效应等,证实了宇宙大爆炸理论,让人们对宇宙有了更近一步的认识。

另外,天文学的进步,离不开光学的进步,毕竟,我们了解宇宙的主要媒介,就是各种电磁波。可见光、红外线、紫外线、微波等等。当然,现在普遍认为,只有引力作用,没有电磁作用的暗物质也是存在的~~

之前读到人们对地球年龄的测算过程,还是比较神奇。 开始,人们的推测依据,是各种各样的化石; 后来,是根据地层的温度;这些方式得出的结论,都小于地球的真实年龄。 发现了放射性和衰变现象之后,人们才根据半衰期以及陨石推测出地球的真实年龄46亿年。

对于地球质量的测算,最基本的方法是密度乘以体积,这样可以得到一个大致的数量级,但是与实际值想去较远。后来,卡文迪什的扭秤实验,最终计算得到了引力常数和地球质量。同时,根据天文观测和引力理论,可以计算出太阳,月球等天体的质量。

地球内部结构的推测依据,则主要是根据地震的数据的来。根据震动的传播特性,发现了地壳与地幔的交界面。并根据更大范围的地震波传输方式,得到了地核与地幔的交界面。

化学方面,古代希腊人认为,物质由土、气、水、火构成; 中国古代也有金木水火土五行学说。 这些基于经验的认识有很多谬误和不足。 不过,人们已经可以冶炼金属,甚至制作合金了。西方的炼金术士,试图讲普通金属炼制成稀有金属,这在普通能级状态下其实是不可能的(核聚变的时代可能,但需要极高的能量)。

波义耳的气体压强理论,拉瓦锡的燃烧理论,对空气中氧气、二氧化碳、氮气的发现等。

道尔顿提出原子理论,阿伏伽德罗提出分子理论,门捷列夫编制元素周期表,以及现代粒子物理理论对化学反应的微观解释。

化学代表了人类对物质属性认识的一步步深入,一步步精确,今天的每一个化学反应表达式,其实都经过了一个艰难的认识过程。

一些典型的化学问题,比如,燃烧的本质是什么?

空气的成分是什么,各种元素占多少比例?

玻璃是如何制造的?炸药如何配制?单晶硅如何提纯?

化学研究过程离不开实验,熔炼,提纯,结晶,蒸馏,氧化,硝化,电离等处理方法繁多。

虽然现代化学的底层原理可以用粒子物理去解释。但是,正如一个知乎答主的比喻,用粒子物理解释一切化学现象,就像用汇编语言编写上层应用程序,是费力且不切实际的。

反思

人类历代积累了庞大的知识体系,因为人脑本身的局限,别说学完,想要精通一门都是极其困难的。这里,必然有个取舍的问题。

学英语的意义,就在于有更好的学习交流手段,能够学习和交流更精华的知识。

知识无限,在必须有所取舍的情况下,为什么还要花费心思去研究这些基础学科呢?

因为世间的很多道理,其实是相通的,制造一辆汽车与制造一台交换机有很多异曲同工之处。 除了常识之外,很多科学技巧和思路,是可以移植。作为一个现代人,必须要有基本的科学素养。

最近其实各种各样的书籍读了不少,有时还会感觉迷茫,掌握内化的内容太少。

想想其实应了那句古话,学而不思则罔(信息太杂乱,迷惑不能辨别,不能掌握,白学);思而不学则殆(想不出什么有意义的东西,陷入困境)

没有主动去提问和构建知识体系,没有问问题并总结,没有应用和实验,就容易陷入学而不思则罔,纸上得来终觉浅的困境。

要想脱离这种困境,方法就是主动提问,做笔记,做应用。

科学方面,同样要主动去了解发现问题的背景,是如何提出问题的;如何论证问题地;结论是如何推广的;技术角度是如何应用的。

数学上,要关注问题是以什么数学形式出现的,几何?代数?分析?集合?向量?方程组? 数量之间是什么关系?是,非,大,小,等

计算机方面:要解决什么领域的问题? 计算,存储,传输,图像, 过程自动化? 有哪些通用思路?