Monte Carlo方法小结。

这个学期做毕业设计，导师叫我做做Monte
Carlo模拟方面的一些东西。到现在，东西做了一点，可是实质性的工作没有什么。
Monte
Carlo方法这个名字很怪。其实这是一个很有名的赌场的名字，而这个方法的由来就是因为用它模拟跟赌博一样靠概率。从google上我搜到了这么一个网站：<a href='http://csep1.phy.ornl.gov/mc/mc.html
上面的东西比较全。可惜我没有自己的电脑，我的是跟别人合买的。
学习Monte
Carlo方法还是要靠书籍，慢慢看。
近几十年，计算物理学发展非常快，其中Monte
Carlo方法就是一个
重要的方法。它很像是做一个民意测验，由此预测最后的大选结果。
我们利用一个随机数选择有限的点来模拟实际的物理过程，或者求
某个复杂的函数多维积分。
我做的是一个Ising模型，用到了Monte
Carlo方法中的Metropolis算
法来进行运算。算法并不难学，只是为了达到理想的结果参数非常
难调整。模型也很简单：一个自旋格子，自旋只能取$\pm
1$’ target=_blank>http://csep1.phy.ornl.gov/mc/mc.html
上面的东西比较全。可惜我没有自己的电脑，我的是跟别人合买的。
学习Monte
Carlo方法还是要靠书籍，慢慢看。
近几十年，计算物理学发展非常快，其中Monte
Carlo方法就是一个
重要的方法。它很像是做一个民意测验，由此预测最后的大选结果。
我们利用一个随机数选择有限的点来模拟实际的物理过程，或者求
某个复杂的函数多维积分。
我做的是一个Ising模型，用到了Monte
Carlo方法中的Metropolis算
法来进行运算。算法并不难学，只是为了达到理想的结果参数非常
难调整。模型也很简单：一个自旋格子，自旋只能取$\pm
1$,自旋
的相互作用只限于临近的自旋之间。这是一个正则系综系统，一维，
二维的理论解都有，我算出模拟值之后只需要与之对照一下就可以了。

SARS来了

没有人知道SARS能有如此大的威力，从出现到现在，不到半年，可是已经杀死了三百多人，把两个正部级官员拉下马。中国的国际形象下降到了一个历史的低点。最可怕的是无处不在的恐慌。我们失去了对政府的信任，也失去了对他人的信任，甚至我们也不再信任自己，我们无法肯定自己有没有染上SARS。在那一瞬间，我们犹如一个无助的孩童，不知道该如何是好。卫生部长拙劣的掩盖使得人们无法信任政府，在政府公布了SARS的真实情况之后，对人心理的冲击非常大，恐慌，激动，不理性，种种非典型行为都出现了。
SARS来了，带来了对我们这个社会巨大的冲击，暴露出社会体系的脆弱以及官僚体制的问题。
SARS来了，考验着每个中国人，考验着中国政府。
在大学校园中，生活还是平静的，比较安全的。我们学校以及封闭，同学们都非常关照SARS疫情的发展，特别是自己家乡的情况。但愿我的家乡，我的亲人都平安无事，但愿中国早日成功控制SARS。
祝福祖国，祝福所有的SARS患者，祝福所有的医务人员。

评《类人》与《超新星纪元》

昨天专程到图书城去找了近一个小时终于在校园文学的书架上找到
了王和刘的两篇科幻小说，《超新星纪元》以及《类人》。让我

哭笑不得。
我的习惯是买回书之后一定要马上看完。在浏览完之后，觉得确实
有些味道。说说我的第一印象吧。

大刘的小说是绝对的理智。他用他那独特的逻辑推论出孩子世界以
玩为基础，为了玩，孩子们变得冷酷，孩子们的世界打起了世界大战
。尽管经过了编辑的处理和把关，《超新星纪元》仍然存留着血腥，
整个一个刘氏的残酷。

整个《超新星纪元》很像一部政治童话，道出了人类内心的孤独。
我觉得，这可以算是一部软科幻小说，以政治社会为幻想的对象。

王学长的小说是把他以前的一篇短篇改写之后的产物。里面的构思很精妙，科幻内核也是很惊人的：利用纯粹物理的办法，在3个小时

之内“合成”出类人。在现在看来，这几乎是不可能的事情。当然，
也不是没有人想到这个点子。还有养蜂人中的那个科幻内核：群体
智慧。他很巧妙的把二者糅合到一起，构成了整个故事发展的基础。

读《超新星纪元》开始就像读童话，很过瘾，很轻松。可是读到后来
总觉得后背冒汗。在我看来，大刘把人性中的冷酷无情安到孩子们的身上，实在很大胆，读着那血淋淋的文字，我都不忍。

相对论如何解释双生子悖论

http://www.sciam.com/askexpert_question.cfm?articleID=000BA7D8-2FB2-1E6D-A98A809EC5880105
原文来自《科学美国人》网站。
How
does
relativity
theory
resolve
the
Twin
Paradox?

H.
Robertson

New
York
City

Ronald
C.Lasky是Dartmouth大学Thayer工程学院的一名讲师，他来解释。

不论如何时间必定不能被认为是先验的，它是一个被人制造出来的量。

——Hermann
Bondi

Paul
Davies最近的一篇文章《如何制造时间机器》重新点燃了人们对双生子悖论
的兴趣，这个悖论是相对论中最有名的富于争议性的思想实验。在这个想象中的悖论
里，双生子中的一个人以接近光速旅行到遥远的星球再返回地球。相对论指出，当他
返回时，他会比他完全一样的孪生兄弟小。

这个悖论涉及到“为什么旅行的那个兄弟更小”这个问题。狭义相对论告诉我们一
个被观测的时钟高速经过观察者时会走得慢一些。（我们中的很多人在大二的物理课
就解过这个问题，以展示绝对光速的某个效应）由于相对论说不存在绝对运动，那是
不是可以说旅行到外星的那个也会看到他在地球上的兄弟的时钟走得更慢呢？如果这
成立的话，那是否他们是同样的年龄？很多书都讨论过这个悖论，可是解决的没有几
本。当提出悖论之后，通常是很简短的解释它，说结束旅程后那个感受到加速的人会
更加年轻。所以，那个旅行到外星球的兄弟会更年轻。尽管结论是正确的，解释却是
混淆不清的。由于这种不完全的解释，对许多一知半解的人来说，加速度将是关键。
因此，人们认为需要广义相对论来解释这个悖论。当然，这个结论是基于另一个错误
，因为我们不需要广义相对论来处理加速度。这个悖论可以仅仅由狭义相对论阐明，
并且旅行者带来的加速度是无关紧要的。解释如下。

让我们假定那两兄弟的绰号是旅行者和住家者，他们住在Hanover,N.H.他们在旅行
嗜好上不同但是拥有共同的愿望：建造一艘可以达到0.6倍的光速（0.6c）的宇宙飞
船。在为了建造宇宙飞船而工作数年之后，他们即将发射飞船，由旅行者驾驶，飞往
一颗距离六光年远的星球。他的飞船将会很快的加速到0.6c。对那些对此感兴趣的人
来说，它将会以2g的加速度用稍多于100天的时间达到0.6c。两g是地球重力的两倍，
差不多跟在人很陡的圆筒中滚轴溜冰的感觉一样。可是，如果旅行者是一个电子的话
，他将会在远小于一秒的时间内加速到0.6c。因此，加速到0.6c的时间不是中心议题
。旅行者利用狭义相对论的长度收缩方程来测量距离。所以对住家者而言距离六光年
的星球，在以0.6c的速度运动的旅行者看来只有距离4.8光年。因此，对旅行者而言
，到星球的旅行只是用了八年（4.8/0.6)，但是住家者的计算表明它将耗费10年（6
.0/0.6)。讨论一下在旅程中每个人如何看待自己和他人的时钟会很有启发性。让我
们假设每个人都有一个功率非常大的望远镜来确保这种观测。让人惊奇的是，通过小
心的应用光在二者之间传送所需的时间，我们可以解释这个悖论。

当旅行者离开地球到外星时旅行者和住家者都把他们的时钟调为零（时间1）。当
旅行者到达外星（时间2）他的时钟读数是八年。大师，当住家者看到旅行者抵达外
星时，住家者的读数是16年。为什么是16年？因为，对住家者而言，飞船用了10年来
飞抵外星，然后光用了余下的6年传到地球显示旅行者在外星。所以，对住家者而言
，旅行者的时钟显得只有他的时钟行走速度的一半（8/16）。

就像上面提到的那样，当旅行者到达外星球时，他看到他的钟走了八年，但是他看
到的住家者的是六年（从地球到达他那所需的时间的数值）前的，或者说是四年。所
以说，旅行者也发现住家者的钟走得只有他的一半快。

在回来的旅程上，住家者发现旅行者的时钟仅在四年内就从八年走到十六年，因为
当他看到旅行者离开外星时他的钟是16年，当旅行者返回到地球（事件3）时旅行者
的时钟显示20年。因此住家者现在看到旅行者的时钟在他自己的4年内前进了8年，现
在这是两倍于他的时钟了。在回来的旅程上，旅行者也发现，住家者的时钟在他的时
钟的8年内从第4年增加到20年。因此，他也发现他的兄弟的时钟走的速度是他的时钟
的两倍。尽管如此，他们都同意在旅程的末尾旅行者的时钟的读数是16年，而住家者
时钟的读数是20年。所以旅行者年轻了4岁。悖论中的不平衡性是旅行者离开了地球
参照系然后回来，但是住家者从未离开过地球。对每一个事件而言，旅行者和住家者
对旅行者时钟的读数相同，反过来就不一样，这也是不平衡的。旅行者的行动决定了
整个事件。

在任何一个时刻，多普勒效应和相对论一起给予了这一效应数学的解释。有兴趣的
读者可以在《物理学基础》中找到对这些效应的讨论，作者是
David
Halliday
（John
Wiley
and
Sons出版社,
1996年出版）。在他的书《关于时间》（Touchstone
1995
,
ppf
59）中，Paul
Davies
也对双生子悖论解释得很出色。我的解释紧接着Davies
的解释，我希望我的图示会使问题更清楚。读者需要清楚，被观察的时钟的速度的视
像速度取决于它是面朝还是背朝观察者运动。就像上面提到的那样，这个大学二年级
的物理问题是很特殊的，只有当旅行者的运动通过观察者的参照系时没有沿着运动的
方向远离，它才成立。

对那些有稍多物理背景的人而言，这个空时图表也很精确的解释了悖论。在被观察
的时间中，它展示了对多普勒效应的支持性计算。本征时间是观察者参展系中的时间
。

代价

<<科幻世界>>2000年第二期上有篇名为<<地火>>的小说,读完后深有感触

作者本着一种现实主义态度,把煤矿业技术革新作为小说的框架.这
是一个极为沉重的话题.众所周知,煤矿业工作条件差,危险性高,直到
现在还没有改变.

文中的刘欣就是一个梦想改变煤矿业工作方式的人.这一切缘起于他
父亲在矿井事故中死亡.为了改变这一切,他选择了读书,希望用新技术
防止悲剧的重演.他成功的读到博士,又争取到了部里面四千万元的拨款.
他就要将他学到的技术用于实际.可悲剧发生了,几条未知的煤线将实验
区的地火引入了矿区.这真是一个偶然事件,是大自然给人类开了个玩笑.
可以后刘欣的处理不当,对实际工作的无知,使得地火蔓延至整个矿区.
他虽是煤矿工人的后代,可从没下过井,毫无处理突发事件的能力,这不能
说不是他自身的悲哀,也是教育制度的悲哀.

地火一直烧了十八年,方圆几十里寸草不生,刘欣在精神崩溃之后跳入
燃烧着的矿井.但新技术还是有其生命力的,一百多年后,成熟运用煤的
地地气化技术使得煤矿业获得第二春.也许,十八年的地火就是发展新技术
的代价,可这代价也太大了吧!不过比起汽车对空气的污染,冰箱氟里昂对
臭氧的破坏,这又不算什么.

人类每项革新与发明多有可能产生意想不到的后果,要人来付出沉重的
代价,而技术的真正成熟却常常要人类付出代价后才会出实现,这是不是