1.AI与物理学：算法与现实世界的交汇

目前来看，AI在很多领域都有广泛的应用。虽然AI可以进行一些交互，但从某种程度上来说，你很难将其看作一个实体存在。AI更多是一种算法和抽象概念，比如阿尔法Go下围棋，这完全基于围棋的规则，与真实世界没有任何联系，是纯粹的算法和数学延伸。 然而，当AI被用于处理自然世界的信息时，比如创建大语言模型或者多模态模型，它就与物理世界产生了关联。这些模型可以用来研究物理学问题，并且在某种程度上可以看作是人类意识的映射。

AI的结构和人类认知有同构性，尽管表现方式不同。AI能够研究不同领域的问题，包括经济学、物理学和化学，尽管结果不是一一对应的，但可以通过其结构来获得研究对象的某些线索。这就是为什么AI在特定应用领域时，可以看作是该领域的映射。 同时，我知道这次对物理学的讨论源于你在“不要小学堂”开展的物理通识教育。在解释高深的物理概念时，需要用简单易懂的语言，这对普及物理知识有巨大帮助。许多文科生对物理并没有深入了解，比如我在高考后几乎不再用物理公式，这让我意识到物理对文科生来说常常被浪漫化。 文科生常通过一些浪漫的、诗意的理解方式来接触物理，比如关于粒子纠缠的情话。

2.物理学的魅力：从浪漫到严谨

对他们来说，物理现象充满了神秘和浪漫。然而，作为一个科班出身的物理学家，你可能会看待物理有更技术性的角度。 例如，卡尔·萨根的科普作品中提到，我们仰望星空，星星虽然遥远，但科学帮助我们理解了它们背后的规律。这种科学的浪漫和严谨的结合，是物理学独特的魅力所在。

其实宇宙大爆炸时形成的原子，正是构成我们身体的原子。所以星星离我们并不遥远，因为我们就是星星本身。 作为一个文科生，我通过自己的方式建立了与物理学的连接。书中提到一个观点：物理学是一门具有美感的学科。物理与美感和审美是如何联系在一起的呢？ 在我的学习经历中，物理学最让我震撼的时刻之一是学习广义相对论的时候。

3.物理学的美学与哲学：从广义相对论到规范场论

爱因斯坦在1915年提出广义相对论，这与传统的物理学研究方法有很大不同。通常，我们认为物理学是从经验到理论，再通过实验验证。但广义相对论几乎是爱因斯坦基于他对世界的假设而提出的一种理论。他认为物理理论应该是普世的，不依赖于任何特定的参考系。 例如，不论是从地球上还是火箭上观察，一个物理现象的描述应该是不变的。他认为自然界的规律不应该因参考系的不同而变化。这一观点听上去很朴素，但非常深刻，并且构建了广义相对论的基础。 再比如，在电梯失控加速下落的时候，人会悬浮在电梯里。

在这个参考系里，人仿佛没有运动，但实际上受到了引力作用。这说明引力和加速下落在某种程度上是等效的。通过这些简单的思想实验，爱因斯坦构造了一个理论，且这个理论在100多年后的今天依旧精准地解释了所有关于引力的观测结果。 另一令人震惊的理论是杨振宁提出的规范场论，这个理论说明了物质的存在形式及其相互作用。它规定了除了引力以外的所有相互作用力，包括电磁力、强力和弱力。这种对称性需求从某种美学观点出发构造了一个理论，而自然界竟然高度遵循这一理论。

这让我惊叹自然界的运作和人的理性有如此高度的共鸣，甚至感觉背后有一种神秘力量在结合人的理性和自然。这实在是一种浪漫的体验。 那么对于普通人来说，为什么需要了解物理学知识呢？它和我们的生活又有什么联系呢？ 这些天在诺奖揭晓后，我也一直在思考这个问题。

包括半沙龙的一个初衷，就是希望大家认识到不同学科并不是简单地提供关于世界不同方面的知识。 很多人可能认为，学科大学或者研究所类似于一个知识生产线，例如在维基百科上获得的所有知识，就像是生产线所产出的各种商品。

每个商品是由不同的学科贡献出来的，比如一些知识来自社会学系，一些来自化学系。这似乎给人一种印象，不同学科生产的是不同种类的知识。 但我想提出的是，不同学科的贡献并不是简单的知识种类的提供，而是用不同的视角看待这个世界。这个世界本质上是一个整体，但用不同的视角、方法去看待它，会展现出完全不同的样貌。

在这个意义上，物理学只是其中的一个视角。这个视角有它独特的方法、演化的历史背景和试图解决的问题，同时也意味着它会避开某些问题。 物理学的视角有哪些独特之处呢？它如何描述和解释这个世界？为什么物理学提供的框架和其他学科不同？这些问题的回答有助于我们了解这个学科的价值所在。我认为，比起具体的物理知识，这种视角本身甚至更加重要。 在我的书中，我尝试传递这一思想。虽然书的主体还是介绍物理学知识，但我的方法是从零开始，通过大家日常生活中可以观察到的经验，比如冷热的感受、声音、色彩、力的感受，从零开始构建一个物理学的理论。这是一个指南，手把手教大家构建一个物理学大厦，有助于解释现象并提供预测。这种视角和方法非常有趣，也非常重要。

4.时空的纹理：物理学的核心概念与世界观

同样的，我们还可以用其他学科的视角来看待世界。比如，用经济学的视角来理解市场中的行为，从日常的购物经验中构建经济理论。这展现了不同学科所提供的独特视角的重要性。 说到这里，我还想讨论一个普通人可能常听到的物理学概念：时间和空间。之前我也提到过，书名曾经考虑叫《时空的纹理》，这个名字更具浪漫色彩，但后来取了一个更直接的名字。 时间和空间是物理学中最核心的概念。为什么时间和空间如此重要？在很多和太空、时空旅行有关的电影中，我们常看到时间的奇妙表现。比如，一个宇航员上天之后，回到地球时，地球上的时间已经过去了几十年，而在太空中，他可能只经历了一天。这是我们对于时间观的直观印象。

当今的时空观是如何形成的？它是怎样被物理学影响的？这个问题非常有趣。 之所以起名为《时空的纹理》，有两个层面。在当今物理结构下，时间和空间是最核心的概念，而不是力、速度、加速度，甚至电子、原子、光、声波等。最基本的是时间和空间。我们的时间观是将时空视作一个空洞的容器，是一切现象呈现的舞台。 描述一个物体的运动，最好的方式是记录它在每一个时间点处在哪一空间点。

通过这样的描述，我们得到一条连续的路径，即事件。事件是物理学最核心的概念，其他概念都是由此引申出来的。物理学要求我们对事件有共同的认知，这样才能研究和讨论。这显示了时空在物理学中的基础地位。 同时，时间和空间观的演变也展现了物理学不是静态的知识，而是动态演变的过程。人们对时间和空间的理解不断发展，这也是物理学的重要特征。