2017年9月1日 星期五

A Quick Start to React Native

http://mqjing.blogspot.com/2017/09/a-quick-start-to-react-native.html

A Quick Start to React Native
井民全, Jing, mqjing@gmail.com
Google Doc: This Document.

Environment
Ubuntu 17.04

Step 1: Install Packages
  • [install] How to install Node.JS (view)
  • sudo apt-get install git

Step 2: Create React-Native app
Command
sudo npm install -g create-react-native-app

Step 3: Create a new project
Command
create-react-native-app AwesomeProject
E.g.
Step 4: Start the dev. Server
Command
cd AwesomeProject/
npm start


IPhone Site

Step 1: Install Expo

Step 2: Scan the QR Code

Fig. The default text shows on iPhone.
Step 3: Start Coding.
Commnad
vi app.js

[Server Site] vi App.js


[Server Site] npm start
[iPhone Site]
Expo

Failure Case

If the server does not running, your iPhone will show an error message like this.

Reference


2017年8月23日 星期三

[book] 大設計

http://mqjing.blogspot.com/2017/08/book.html

大設計
井民全, Jing,  mqjing@gmail.com
Google Doc: This Document
Stephen Hawking 這本『大設計』 我很早以前就想買來閱讀了.  可是受到大學時期閱讀『時間簡史』以及『胡桃裡的宇宙』兩本書的影響. 所以一直沒有再有時間閱讀. 我甚至把它擺在 『金剛經說什麼』和『莊子』的後面. 可能是因為當時沒有遇到來自香港的朋友 Wing, 所以沒有發展出好的讀書方法來處理這種書 ^_^. 還有一個原因是 Hawking 講的 "事實", 是當時我沒辦法接受的事實. 所以一直沒把它拿來閱讀, 以免影響了我的“古典”價值觀.
直到現在我長大了, 在不斷改進的讀書方法下, 已經可以讓我用相同的招式, 把亞當史密斯的 『國富論』Piketty 的『21 世紀資本論』等高度知識密集的書籍大卸八塊. 此時我才決定花時間開始閱讀 Stephen Hawking 一系列相關的書籍.
但實在很遺憾, 我誤會了 Stephen Hawking 與 Leonard MIodinow 兩位作者的用心, 這本「大設計」實在是寫的淺顯易懂. 這是一本極端具有野心的書籍 (和銀河便車指南一樣 ^^). 把探討主題 {萬物存在的奧秘、 自然法則、什麼是真實、驚人的多重歷史觀念、追求萬事萬物的理論、我們的宇宙是否唯一、我們的存在是巧合還是有神的運作、萬事萬物的大設計} 這些大哉問, 以驚人的極少頁數, 完全塞在薄薄 210 頁的書中 (其中還包含感謝與字彙和索引的頁數), 重點是裡面完全沒有任何數學公式.
這讓我想起一本『數理統計』教科書, 裡面主題我可以接受每一頁都是數學推導. 但是連例題我解完後才逐漸理解作者的目的可能是在炫技時的失望,  差距實在太大. 在多年後, 關於多重宇宙 多重歷史的觀念已經是常識的現代, 再閱讀這本書時, 依然是處處感到讚嘆並且驚訝於理性的美. 閱讀這本書把我的思維拉到無限大, 讓我對自然感到敬畏, 讓我驚嘆於自身的存在. 啟發我發現生命的美.
這本書我做的實體筆記少, 幾乎全部都是數位筆記. 下面就是我的收穫.

萬事萬物的理論
# 根據 M 理論, 我們的宇宙不是唯一的宇宙。相反地, M理論預測了為數龐大的宇宙從無到有創造出現


#模型相關真實論
模型相關真實論的基本觀念是人類大腦打造了這個世界的模型,據以詮釋感官輸入;當某個模型能夠成功解釋事件時,我們便會對此模型及其構成元素與概念賦予真實特質或視之為絕對真實。
在面對相同的自然狀況,可能有不同的模型存在。而且分別具有不同的基本元素和概念。如果兩項物理理論或模型都能夠正確預測相同的事件,我們不能說哪一個比較真實,而是我們可以隨意採用最便利的模型。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "存在的奧秘," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 7.



哲學
然而現今哲學已死,因為它未能跟上現代科學(尤其是物理學)進展的腳步。
pp. 5.



多重歷史
宇宙沒有單一歷史甚至不具獨立存在
pp. 6.


Why 與 How 的差別
古代人將重點放在大自然為何如此運作,而非如何運作上。
pp. 25.


科學的基礎
觀察是科學的基礎
pp. 27.


自然法則
笛卡兒主張,自然法則無論任何何時何地都成立,而且明確指出遵守這些法則並不意味運動物體具有心智。
pp. 27.


自然法則
笛卡兒主張自然法則之所以無法改變,是因為法則本身乃上帝本質的反映。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "Chapter," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 28.


自然法則
大多數的自然法則都存在於一個大而相連的法則系統裡
pp. 30.



#自由意志
人類沒有自由意志,根據我們對生物分子學的了解來說,生物過程是受物理與化學法則所支配,也就是說跟行星軌道一樣都是被決定的。
看來我們只是生物機器而已,所謂的自由意志不過是幻覺罷了。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "法則支配," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 34.


#等效理論
在物理學上,等效理論 (effect theory) 是指將觀察到的現象納入一個模型架構,而不用詳盡描述背後過程的每一個細節。例如,我們無法將身上所有原子與地球上所有原子之間的重力作用方程式一一解出,但實際上只要幾個數字(例如人體種質量),便可以描述一個人與地球之間的重力作用。
同樣的,我們無法解除繁多原子與分子的行為方程式,但是已經發展出「化學」作為等效理論,足以解釋原子和分子的化學反應,無需交代每一個交互作用的細節。
經濟學也是一項等效理論。不過,經濟學在預測人類行為上成效平平,因為人類常常做出不理性的決定,或者誤判決策的結果,所以世界總是一團糟!
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "法則支配," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 36.


#客觀事實存在
大多數科學家會說,自然法則獨立於觀察者存在之外的真實的數學描述。
但是當我們深究人類觀察環境並形成概念的過程,會碰到一個無可避免的問題了,那就是真的有理由相信有一個客觀真實存在嗎?
pp.37.


#解釋真實圖像
圓弧型的魚缸會讓金魚看到扭曲的真實。但是我們怎麼知道自己有未受扭曲的真實圖像呢?
人類是否也住在一個巨大的金魚缸裡面,透過一面巨大的透鏡而得到扭曲的視野呢?
金魚的所見雖然與我們不同,但是牠們仍然可以提出一套科學法則,用於描述所觀察到的魚缸外面的物體運動。例如,我們觀察到一個物體直線前進,但因為魚缸扭曲的視野,所以金魚會看到物體延著彎曲的路徑前進。
雖然金魚的參考座標是扭曲的,但它永遠成立,所以可以提出科學法則,並對魚缸外物體未來的運動做出預期。雖然金魚的法則看起來比人類架構中的法則更複雜,但是簡單與否只是品味的問題。若是金魚提出這樣的理論,我們都必須承認金魚的觀點是有效地真實圖像。
托勒密,在托勒密的觀點中,地球居於宇宙中心。
哥白尼,哥白尼模型主張太陽靜止不動,而行星以圓形軌道繞行太陽運行。
雖然常有人說哥白尼證明托勒密是錯誤的,然而這種說法並不對。就像我們的正常視野與金魚的扭曲視野的例子一樣,托勒密或哥白尼的圖像都可以作為宇宙模型,因為不管是「日動說」或「地動說」,都可以解釋我們對天體的觀察。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "真實是什麼?," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 45.


#驚人的空間膨脹
即使是最保守的估計,在宇宙爆炸的期間,宇宙擴張速度也達到每 0.00000 00000 00000 00000 00000 00000 00001 秒並擴張 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 倍!
就好比是直徑一公分的硬幣,突然間暴增到銀河寬度的一千萬倍。看起來似乎違反了相對論,因為沒有東西可以移動的比光速快,但是光速限制不適用於空間本身的膨脹。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "選擇我們的宇宙," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 145.


#簡化為簡單的公式
好的模型擁有「優美」這一條件。這標準顯然有主觀的成分。例如優美本身並不容易測量,只是科學家很重視這一點,因為自然法則本當將眾多複雜的特例化約為簡單的公式。
托勒密將周轉圓加入天體的圓形軌道中,是為了讓模型能正確描述天體運動。他原本能夠加入更多週轉圓,好讓模型做出更正確的描述。
不過雖然越複雜可以讓模型越正確,科學家卻認為變造模型來配合特定的觀察並不是好事,比較像是資料目錄而非理論,難以成為有用的原則。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "真實是什麼?," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 56.


#模型相關真實論
光是粒子也是波,不過波粒二相性,亦即一個物體可以描述成波與粒子的想法詭異於日常經驗,就好像說可以喝一大塊沙岩般奇怪。
波粒二相性的情況,便是兩個不同的理論能夠正確描述相同現象的例子,這與模型相關真實論一致;兩個理論能夠描述並解釋某些特性,然而不能說哪一個理論更為真實。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "真實是什麼?," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 61.


#宇宙有多重版本與多重歷史
現代自然觀基礎的「量子理論」,特別是「多重歷史論」的研究方法。在這一派觀點中,宇宙並非只有一個存在或歷史,而是宇宙每一個可能的版本都同時以量子疊加態而存在。
這聽起來可能太荒謬了,簡直就像說當我們離開房子時桌子便消失的理論一樣,然而這理論卻已經通過每一項實驗的測試了。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "真實是什麼?," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 63.


#組合物體的運作之道不同於組成成分的行為表現
量子物理的概念基礎完全不同,物體的位置、路徑,甚至過去與未來都無法精確決定。在量子理論中的作用力,如重力或電磁力等等,都是建構在這個架構之內。
這些理論的架構與日常經驗如此詭異,但它也能像提出精確模型的古典理論那般,解釋日常經驗中的事件嗎?答案是可以的。
雖然組成物體的原子遵守量子物理原則,但是大型組合物 (如足球、蘿蔔、噴著機和人類等) 確實不會發生夾縫干涉現象。
所以,雖然日常生活物體組成份子會遵守量子物理,可是牛頓定律也形成等效理論,能夠正確描述日常世界中的組合物體如何運作。
這聽起來可能很奇怪,但是組合物體的運作之道不同於組成成分的行為表現,在科學中常常出現。例如,一個神經元的反應不代表人類大腦的反應,了解一個水分子也不代表了解一整座湖泊。
我們只知道所有物體的組成分子會遵守量子物理法則,至於這些量子組成分子所構成的巨觀物體,可由牛頓定律對其運作之道做良好的近似描述。
量子物理是嶄新的真實模型,帶來一幅宇宙圖像,讓我們對真實的許多直覺認知的基本概念都不再具有意義。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "多重歷史," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 72.


#用病毒實驗觀察狹縫干涉現象
發現電子這樣的物質粒子竟然表現得有如水波,這類震撼性的實驗促成量子物理興起。
基本上物體越大,則量子效應也不明顯,所以不必擔心動物園裡的動物會化成波浪穿越柵欄逃跑。
不過,實驗物理學家已經在越來越大的物體上觀察到波的現象,他們希望有一天能用病毒來重複巴克球的實驗,畢竟病毒不僅比巴克球大上許多,更算得上是生物了。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "多重歷史," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 73.


油滴實驗


#先去有美味咖喱蝦的餐廳
根據量子模型、每個粒子在起點與終點之間並沒有明確的位置,費曼了解到這意味:粒子在起點與終點之間取道所有可能的路徑。
從雙縫實驗來看,依照費曼的想法,粒子的路徑有可能是穿越一到狹縫;或先穿越一道狹縫,再從第二到狹縫繞回來,接下來又穿過第一道狹縫;或者先去有美味咖喱蝦的餐廳,然後繞過木星幾圈再打道回府;甚至先去環遊宇宙一趟再回來。
這件解釋了為何粒子會獲取狹縫的訊息
若是有一道狹縫打開了,粒子會經過它;或是兩道狹縫都打開了,粒子穿越一道狹縫的路徑會對粒子穿越另一道狹縫的路徑造成干擾,因此形成干涉。
這聽起來太瘋狂了,然而就現今絕大多數基礎物理研究而言,費曼的描述甚至比原先的描述更為有用。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "多重歷史," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 81.


#觀察它就呈現一直線不觀察它則會行經所有可能路徑
#因此觀察所呈現的事物不是真實的事物行為
#由觀察所推算的歷史_都不是真實的歷史
#故真實的歷史是不確定的
就量子巴克球來說,從出發地到屏幕之間不能說具有一條明確的路徑,或許可以藉由觀察而定住巴克球的位置,但是你又不觀察它,巴克球就會經過所有路徑。
量子物理告訴我們,無論在現在的觀察如何徹底,未受觀察的過去就像未來一樣不確定,只以眾多的可能性存在。根據量子物理,宇宙沒有單一的過去或歷史。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "多重歷史," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 88.


#現在的觀察將影響過去
#觀察某個系統將會影響該系統的過去
物理學家惠勒提出一項延遲選擇實驗「delay-choice experiment」相當能突顯這一層意義。
基本上,延遲選擇實驗很像是上面提到的雙峰實驗,可以選擇觀察粒子採取哪一條路徑。
只是在延遲選擇實驗中,會在粒子落在偵測的屏幕之前那一瞬間,才選擇是否要觀察其路徑,而此時粒子早就已經通過狹縫了。
惠勒甚至想出宇宙尺度來做這項實驗,其中的粒子是指從幾十億光遠的似星體所發射出來的光,這種光可以經由中間星系的重力透鏡效應,分成兩條路徑,再向地球會合。
雖然目前科技無法進行這項實驗,但是如果從這種光收集到足夠的光子,應該會形成干涉圖案。不過若是設置一種裝置,在偵測落點之前,量測路徑訊息,那麼干涉圖案應該會消失不見。
到底要走一條路徑或兩條路徑,早在幾十億年前 (遠在地球或甚至太陽形成之前)便已決定,但是現在我們在實驗室進行的觀察將會影響那項決定。
每一個歷史都有自己的可能,而我們現今對宇宙的觀察將會影響其過去,並決定宇宙不同的歷史,正如我們在雙峰實驗中對粒子的觀察會影響粒子的過去一樣。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "多重歷史," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 89.


#自學
#環境
#磁場與光有關係
法拉第幾乎未受過正式教育,他出生在倫敦附近的一個貧窮鐵匠家庭, 13歲便輟學到書店打雜。那一年裡他一點一滴的從書本裡汲取科學知識,並偷空進行簡單便宜的實驗。最後他在偉大的科學家 Davy 爵士的實驗室找到助理的工作。
法拉第的數學不好,所學也有限,所以當他想爲在實驗室裡觀察到奇怪的電磁現象提出一幅理論圖像時,可真是難為極了,不過他還是成功辦到。法拉第對人類知識最大的革新就是帶來力場的觀念。
電流能造成磁場,反之磁場應該也會造成電流。法拉第在 1831 年驗證了此效應, 14 年之後,又發現強烈的磁場會影響偏振光的本質,指出電磁與光之間有其他關聯性。
在 1860 年代,終於出現一位蘇格蘭物理學家 Maxwell ,將法拉第的想法納入數學架構中,解釋了電、磁和光三者之間緊密而神秘的關係,以一組方程式描述電與磁都是電磁場的統一物理表現,(電與磁)為一種作用力。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "萬物理論," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 97-99.


數學與模型
數學與模型會呈現全貌,因此,可以察覺隱藏在日常生活中難以察覺的現象與事實。
例如:狹義相對論,馬克斯威爾的方程式:電、磁、光的關係
By Jing.


#每一種作用力都有量子版本
雖然 Maxwell 的電磁理論與愛因斯坦的重力理論都徹底改革了物理學,但是兩者就像牛頓物理學一樣,都是古典理論,也就是說,在這些模型中宇宙都只有一個歷史。
而量子理論中宇宙擁有所有可能的歷史,各有其強度與機率大小。如果希望了解原子與分子的行為,那麼需要量子版的 Maxwell 電磁理論。同樣的,如果想了解早期宇宙,當時所有物質和能量都擠成一小團,就必須要有量子版的廣義相對論。
已知自然界有四種作用力:重力、電磁力、弱核力、強核力
第一個有量子理論的作用力是電磁力,電磁場的量子理論稱為量子電動力學,QED, 是 1940 年代由費曼等人發展而成,並成為所有量子場論的典型。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "萬物理論 the theory of everything," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 114-116.


#電磁力的量子解釋_物質與光的交互作用
根據古典理論,作用力是由場傳遞。但是在量子場論中,力場是由各種成為玻色子的基本粒子所組成。這些能攜帶作用力的粒子會在物質粒子之間傳遞作用力。
物質粒子稱為費米子,電子和夸克都是費米子,而光子則是玻色子。電磁力就是由光子所傳遞。
傳遞作用力方式為物質粒子射出玻色子後向後退,如同大炮射出炮彈後會向後退一般。接著珀色子與於另一個物質粒子碰撞並吸收,改變了該粒子的運動。
QED 的預測已經受過檢驗,而且與實驗結果精準符合。但是QED 的數學計算卻極為困難,因為要將交換的交互作用模式納入粒子作用採用所有可能發生的歷史當中,因此做數學計算時,必須將玻色子所有可能的交換方式列入考慮。好在,費曼除了發明多重歷史的觀念之外,還發展出一種簡潔的圖解法來代表不同的歷史,這種方法成為費曼圖。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "萬物理論 the theory of everything," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 116.


#強作用力的量子解釋
色動力學中說明,夸克分成紅、綠、藍三種顏色。此外每個夸克都有一個反粒子夥伴,這些粒子的顏色分別是反紅色、反綠色和反藍色,重點在於只有顏色總和抵銷的組合才能以自由粒子存在。
紅色、綠色、藍色各一的三個夸克可形成穩定的重子粒子,質子和中子便是例子。另外三個反夸克可形成重子的反粒子;質子和中子是組合成原子核的重子,也是宇宙中所有正常物質的基礎。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "萬物理論 the theory of everything," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 123.


重力的量子解釋
重力的量子解釋很難
pp.124.


Purpose
外星人來地球絕對不會坐在布幕後等你詢問,有關宇宙萬事萬物解答的問題。他來一定有 purpose, 會坐在布幕後也許很急需要你的幫忙。
By Jing.


#宇宙的誕生_滾水裡形成的成串小泡泡
當物質粒子朝兩道狹縫發射時,會在屏幕上形成水波般的干涉圖案。費曼指出,這是因為粒子並未具有一個獨特的歷史所造成,也就是說粒子從起點A到終點B 時,並未採取一條特定的路徑,而是採取兩點之間每一條可能的路徑。
就一個運動粒子來看,費曼的方法指出在計算任何特定終點的機率時,必須考慮該粒子從起點到終點之間所有可能的歷史。
在這個觀點中宇宙是自發出現的。並向每一種可能的方式演化。這些演進方向絕大部分朝向其他宇宙發展,雖然有些宇宙與我們的宇宙相似,但是絕大多數都極為不同,不僅是在小地方有所不同,甚至連自然界的外觀法則也不同。
事實上,許多宇宙以許多不同套的物理法則存在,有些人把這些搞得很神秘,有時稱為多重宇宙,但其實只是費曼歷史綜合論的不同表示而已。
我們對宇宙自然量子創生的想像變有點像是滾水裡形成的成串小泡泡。首先,有許多微小的泡泡出現,然後又消失,這些泡泡代表擴張的迷你宇宙,但是在顯微大小時變崩塌不見了。
他們代表可能的替代宇宙,但是沒有太大的意義,因為持續不夠久,無法發展出星系和恆星,更不用說智慧生物了。不過,極少的小泡泡會增長到免於崩塌的地步,他們會以越來越快的速度持續擴大,形成我們能夠看見的成串泡泡。這些相當於以加速度擴張開始的宇宙,換句話說,就是處於暴漲狀態的宇宙。
早期宇宙不均勻之所以重要,是因為如果某些區域比其他區域的密度稍微高些,額外密度所產生的重力會減緩該區域的擴張。當重力慢慢將物質拉近時,物質最後會收縮成星系和恆星,再演化出行星,以及至少出現在地球的人類。
所以仔細看微波背景圖,這是宇宙所有結構的藍圖,我們是最初宇宙量子起伏的產物。如果有人有宗教信仰,應該說上帝確實會玩骰子。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "選擇我們的宇宙," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 151-155.


#檢驗真實_先建立模型
大腦會製造外在世界的模型,然後根據模型詮釋感官輸入。我們會形成屋子、樹木、人等心智概念,也可形成有關電的心智概念,不論電是流通於插座、原子、分子和其他宇宙等等。這些心智觀念成為我們唯一知道的真實,如果沒有模型便無法檢驗真實,一定是先建構模型,才能創造出真實。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "大設計," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 190.


#決定論
一旦設定啟始條件,法則會決定未來的發展。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "大設計," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 191.


#自由意志
如何判斷生物是否具有自由意志呢?如果遇到一個外星人,要如何知道它是機器人或擁有自己的心智呢?
機器人的行為完全被決定,不像有自由意志的生物,所以大致上可以從行為能否被預測來判斷是否為機器人。
但,若物體又大又複雜,就會變得難以辦到,像我們甚至無法解出三個粒子以上的交互作用方程式!因為一個人類大小的外星機器人含有的粒子高達千兆兆個,因此將全部方程式解開並預測其行為是不可能的事情。
所以我們必須假定#任何複雜物體具有自由意志。這不是一種基本特質,而是基於等效理論,承認我們無法做計算來預測其行為所致。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "大設計," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 197-198.


#智慧生命
即使是一組非常簡單的法則,也能成立是智慧生命的複雜特徵
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "大設計," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 198.


#萬事萬物的解答
自發創造正是為何宇宙存在、為何我們存在,以及為何萬事萬物存在而非空無一物的理由,完全不需祈求上帝指引,啟動一切讓宇宙運轉。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "大設計," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 200.


#兩個太陽的雙星系統
天空中有一半的恆星屬於這類系統,...
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "乍看下的奇蹟," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 165.


#超對稱_作用力和物質的關係
在物理學上,若是一個系統在經過某種轉變,如旋轉或鏡相之後,其性質未受影響,則稱這個系統具有對稱性。例如將一個甜甜圈翻過來,看起來會完全一樣,除非上面一層沾有巧克力,那最好還是吃掉就算了。
超對稱性是一種更微妙的對稱,一個重要的例子是作用粒子與物質粒子的對稱,因此作用力與物質只是一體兩面而已。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "萬物理論," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 126-127.


#同位素、有機化學的基礎、最原始的物質
當元素的原子核內具有相同數目的質子,但擁有不同數目的中子,成為同位素。
例如氫,氫具有最簡單的原子核,是由一個質子單獨組成或搭配一個到兩個中子組成。
首先認識到生命可能牽涉到相當程度的隨機性的人是1950年代的霍耶爾。他相信所有化學元素都是源自於氫,他認為氫是真正原始的物質。
如今知道 #氫和鋰也都是最初合成的元素,只是數量比較少,在宇宙剛誕生200秒時合成的。另一方面,生命需要更複雜的元素,#其中以碳元素最為重要,是所有有機化學的基礎
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "乍看下的奇蹟," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 174.


#檢視有爭議性的強人擇原理的有效性
今日可以建立電腦模型,得知在不同強度的自然基本作用力下,碳元素合成(3 alpha)反應的速度爲何。結果計算顯示,只要強作用力的強度改變0.5% ,或是電磁作用力的強度改變4%的話,將會幾乎摧毁每個恆星裡全部的碳原子或氧原子,連帶也摧毁了生命產生的希望。
可以說,只要稍稍改變宇宙的規則,我們存在的條件就會消失殆盡了。
我們可以系統的變更物理理論,檢視模擬宇宙來研究物理法則產生的效果。結果發現,不僅強作用力和電磁力簡直是我們為我們量身打造,物理理論中大部分的基本常數也顯得「十分宜人」,因為只要稍加改變,宇宙本質就會截然不同,在許多情況中變得不適合生命發展。
#弱作用力與恆星生成的關係
#弱作用力與重元素生成的關係
例如如果弱作用力更加微弱,那麼早期宇宙中所有的氫原子就會變成氦,也就不會出現正常的恆心了。而弱作用力如果變得更強,那麼爆炸的超新星就無法輕易撐開外殼,也就是無法在星際中灑滿重元素的種子,幫助行星讓生命開花結果。
#組成質子的夸克總質量和穩定性的關係
如果質子比現值更重0.2% ,將會衰變成為中子,原子就會變得不穩定。如果組成質子的夸克總質量改變10% ,組成我們的穩定原子核將大幅減少;事實上,夸克的總質量幾乎只讓最高數目的穩定原子核得以存在的最佳值。
#三維空間與穩定的橢圓關係
如果行星必須待在穩定的軌道上長達數億年之久,生命才得以發展變化,那麼顯然現今空間維度的數目也是為我們的存在而設。因為根據重力法則,只有在三維空間中才有可能有穩定的橢圓軌道,雖然在其它維度中正圓形軌道也有可能,但是正如牛頓所擔心的這種軌道並不穩定。如果不是三維空間,縱使是微小的擾動,如其他行星的引力也會使行星脫離圓形軌道,因而靠近太陽或遠離太陽,讓我們烤焦或凍死。
#三維空間與重力的關係
另一方面,如果空間為度超過三個,兩個物體之間的重力作用會比原先減少的更快。距離為兩倍時,在三維空間重力作用將會減少4分之一 ,在四維空間將減少為8分之一,在5維為空間將減少為16分之一。
依此類推,結果在超過三個維度時,太陽內部的壓力會無法與重力的拉力產生平衡,使得太陽無法保持穩定的狀態,可能會炸的粉碎或崩塌而成為黑洞,無論如何都會毀了我們舒服的生活。
#爭議性的強人擇原理推論
因此,支持智慧觀察者的複合體出現的條件可謂非常脆弱。自然法則必須創造出極端精細巧妙的系統,而且物理法則絲毫不能變動,否則將會毁掉生命發展的機會。要不是在物理法則上發生一連串天衣無縫的驚人巧合,人類的生命型態似乎將無法存在。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "乍看下的奇蹟," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 177-179.


什麼時候開始由化學接手
物體的化學性質由它的電子軌道決定


電子能階跳躍
電子向下做量子跳躍時,發出光的顏色符合軌道間的能量差異


#萬事萬物的理論
#模型相關真實論
也許要描述宇宙時,必須在不同的情況使用不同的理論,每個理論都擁有各自的真實,根據模型相關真實論,#只要這些理論在相疊範圍內的預測都一致或都是用的話,那就可以接受。
#M理論
弦論家現在相信,五個不同的弦論和超重力理論都只是一個更基本的理論的不同近似而已,每種理論適用於不同的情況。這個更基本的理論便是前面提過的M理論。
#p維膜
不管M理論是否為單一表述,我們確實知道它的一些特性。首先, M理論有11個時空維度,而不是10個維度。M理論不單可包含震動的弦,也可包含點粒子、二維薄膜、三圍團狀物,以及其他更難想像與佔有更多空間維度的物體,包括到九維度的物體,這些物體稱為P維膜。
#物理常數與交互作用的本質
M理論的數學限制內空間維度能夠捲曲的方式,內空間的確切形狀決定物理常數值如電子電荷,以及基本粒子的交互作用本質,也就是說會決定自然界的外觀法則。之所以說外觀法則,是指我們這個宇宙中觀察到的法則,例如四個作用力法則,以及基本粒子的質量和電荷等參數,但是更基本的則是M理論的法則。
因此,M理論的法則容許不同的宇宙擁有不同的外觀法則,端看內空間如何捲曲而定。
#無數的宇宙_擁有自己法則
M理論的解答容許無數不同的內空間,也許高達10的500次方,這意味著它容許10的500次方個不同的宇宙,每一個都擁有自己的法則。
數學方程式能夠對天上地下的物體交互作用方式提供正確度驚人的描述。這讓科學家相信,如果知道正確的理論並具備超強的計算能力,整個宇宙的未來將在眼前展開。出現量子測不準原理、彎曲空間、夸克、弦和額外維度等等,最後淨輸出居然是10的500次方個宇宙,各有不同的法則,卻只有一個是我們知道的宇宙。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "萬物理論," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 127-132.



#暴漲的宇宙
根據量子理論,暴漲所形成的宇宙擴張並不像傳統大霹靂圖像的預測一樣完全均勻。這些不規則會造成 CMBR (宇宙背景輻射) 在不同的方向的溫度微小變化。現在可以確定宇宙暴漲真的發生。
雖然宇宙背景輻射的微小變化是宇宙暴漲的證據,然讓暴漲成為重要概念的一項理由是因為宇宙背景輻射的溫度幾近完美的均勻。
若是物體某部分比周圍溫度更高,經過一段時間後溫度高的地方會變冷,而周圍的溫度會變熱,直到溫度一致為止。同樣的也可以預期宇宙最終會到達一致的溫度,但是這個過程需要時間。
如果我們接受溫度傳遞速度不超過光速的話,會發現若宇宙未曾發生暴漲,將不會有足夠的時間讓廣大的地區溫度達到均等。宇宙早期快速擴張(比光速更快)的時期會解決這個問題,因為要讓暴漲前極微小的早期宇宙達到均溫,只需要極短的時間。
暴漲解釋了的大霹靂中的霹靂,至少所代表的擴張比廣義相對論一下傳統大霹靂理論所預測的擴張更為極端。
Reference
1. 史蒂芬·霍金, "選擇我們的宇宙," in 大設計, 大塊文化, 2011, 3, pp. 145.