物理学的悲哀之路
无法逆转
10月8日星期二,普林斯顿大学的宇宙学家詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles)由于在物理宇宙学中的贡献,与其余两位瑞士的天文学家米歇尔·梅厄和迪迪埃·奎洛兹分享了2019年的诺贝尔物理学奖。

本篇文章整合了皮布尔斯与其余2位作者的一些理论,讲述了全体物理学波澜壮阔的进化史。经由这138亿年的蜕变后,本日宇宙中的恒星与星系会变成若何,基本粒子到底何在,宇宙学的归宿又是什么?
本日,可能是物理学家愉快的日子,但物理学的永恒悲哀之路,却无法逆转。
引子人类科学史上,有一群顶尖天才存在。
正是由于有了他们的存在,人类才拥有壮丽文明和科学神话。
回顾人类近当代史300年,这是科学“群星闪耀”的年代,他们的的名字是:哥白尼、伽利略、牛顿、费马、欧拉、高斯,黎曼,伽罗瓦、麦克斯韦、希尔伯特、爱因斯坦、玻尔、狄拉克、哥德尔、图灵、费曼、拉马努金、杨振宁、外尔、威藤、霍金、温伯格…………
他们并非个个家喻户晓,有的乃至命运多舛,但无论岁月如何风云变幻,末了我们必须承认,正是这些人构成了人类文明不断向前的基石。
是的,他们本来和我们一样,只是宇宙中一粒尘埃,但他们的思考力,却能洞穿全体宇宙。
但如果有一天,物理学家再无用武之地了呢?
最近,杨振宁说高能物理“盛宴已过”,对“根本粒子研究”失落去信心,这可是物理学最前沿的领域,也是物理学终极理论的希望之所,也便是说,一个顶尖物理学家对当代最前沿的物理学研究方向不再信赖,这便是“物理学的忧伤”。
这决不是某一个人的不雅观点,而是很多物理学家的共识:理论物理学已经开始走入空想主义,“科学圣杯”距人类愈发迢遥,依赖大型对撞机对根本粒子的研究从而推动物理学向前跃进,已经走入了去世胡同。
近60年来,再无得到共识的伟大的物理学理论问世;
近60年来,也再无伟大的物理学家被奉为“灯塔”;
近60年来,也再无激动民气的新人理论得到验证;
很多时候,我们乃至疑惑,真的有一个超级文明将我们的物理学锁去世了!
回顾人类物理简史,“物理学的忧伤”到底是骇人听闻,还是智者箴言?
一、从创世提及
统统回到宇宙本原,重新来思考物理学的统统。
宇宙是从什么时候开始的呢?当代科学普遍接管“宇宙大爆炸”理论,英文叫做Big Bang!
“哈勃红移”和“宇宙微波背景辐射”这两大实验数据支持了这一理论:宇宙便是源于一个大炮竹。
当然你可能会问,那爆炸之前是什么呢,点燃爆炸的人又是谁呢?这些问题属于哲学的范畴,不属于科学的领域,如果一定要去世嗑这个问题,牛顿会用“上帝是第一推动力”来忽悠你的。
创世的霎时,开始于10E^- 43 秒……(10的负43次方秒,也称为普朗克韶光,人类已知的最小韶光存在。普朗克韶光=普朗克长度/光速。光速定义值:c=299792458m/s=299792.458km/s。)请把稳了,这是一个定义值,而不是一个丈量值。
创世韶光表
# 10E-43秒,十维宇宙分裂成一个四维宇宙和一个六维宇宙。六维宇宙崩溃,缩成10E-32公尺。四维宇宙(我们本日所在的宇宙)则迅速爆炸,此时的温度高达10E32(10的32次方)度;# 10E-35秒,大一统浸染力崩解;# 10E-9秒,电弱对称崩解,此时的温度是10E15度;# 10E-3秒,夸克开始凝聚,中子与质子涌现,此时的温度是10E14度;# 3分钟,质子与中子开始凝聚成稳定的原子核;# 30万年,电子开始凝聚在原子核周围,第一个原子涌现;# 30亿年,第一个似星体(quasar)涌现;# 50亿年,第一个星系涌现;# 100~150亿年,太阳系出身,又经由数十亿年,地球上涌现了第一个生命。不管你信不信,这是目前已经成为浩瀚科学家普遍共识的创世韶光表。
表中所述的那个数量级上的韶光、长度、温度等等所有的数值,没有任何一个是可以直接丈量的,由于目前咱们人类的技能和工具水平,还远远不能企及到那个数量级。
但是,人类的天才们做到了——这个韶光表里面的每一个数字的背后,都是一堆严密的公式和演算,都是无数的物理学家和数学家呕心沥血的结晶,这些结论是基于科学本身做出的演绎和推理,而不是凭空想像。
二、物理学的最前沿在哪里?回顾宇宙极简史之后。
现在要问的是,物理学最前沿的研究领地在哪里?
本日,探求最古老的问题的答案便是物理学最前沿的研究方向
我们从创世韶光表的第一个事宜谈起:十维宇宙分裂。
维度和多维宇宙
一只在直线上行走的毛毛虫只能前后移动,以是,我们把直线或曲线叫做:一维空间;一只阿米巴扁平虫可以在球面上前后旁边移动,以是,我们把平面或曲面叫做:二维空间;一只鸟在我们的空间可以高下前后旁边移动,以是,我们的空间叫做是:三维空间;(加上韶光一维,我们的天下是四维的,合称时空。)依此类推……
如果,有人见告你,多维空间(四维以上)的人,看着我们的保险柜或屋子时根本便是内外一览无余,就像我们看二维平面上的圆圈一样?由于我们拥有第三维的“上帝视角”。
阿米巴扁平虫只能感知二维的天下,我们如何证明我们所能感知的所谓“真实”,岂不是也受限于我们自己的认知条件?
人类的大脑和眼睛,只是为了搪塞三维空间和四维时空的各种情形蜕变出来的,因此它们不具备辨识和解析高维度空间物体的能力。
超弦理论认为:宇宙真正的时空,实在是一个十维的空间,个中四维是爱因斯坦的时空流形(也便是我们的日常生活空间),其余一个和它’垂直’的还有一个很小很小的六维流形。在这个十维空间中,有一种最小单位的弦纵横个中。以类比的说法,十维空间是宇宙这座大琴的音箱,拨动这些弦造身分歧的音高与音色,于是产生不同的基本粒子,进而发展出所有的物质与浸染力。
最新的“M理论”,由当代物理年夜师威藤提出,结合了五种超弦理论和十一维空间的超引力理论,藉由单一个理论来阐明所有物质与能源的实质与交互关系。
“超弦理论”和“M理论”都野心勃勃想统一广义相对论与量子力学,完成爱因斯坦的夙愿,构建终极“大统一理论”,这便是理论物理学最前沿的研究方向。
三、如何构建“大统一理论”?构建“大统一理论”动手点是统一四种自然力,必须从最根本的粒子浸染开始研究,由于微不雅观粒子之间仅存在四种相互浸染力,万有引力、电磁力、强相互浸染力(强核力)、弱相互浸染力(弱核力)。理论上宇宙间所有征象,包括十维空间都可以用这四种浸染力来阐明。
只有四种自然力
两千年来,科学家已经创造我们宇宙的所有征象,都可以简化成四个浸染力:
❶电磁力(electromagneticforce):包括电力、磁力和光本身,合称为电磁力。电荷(磁级)正负相同为排斥力,相反为吸引力。由光子通报,与电量成正比,间隔成反比。长程力,在四种力中第2强。
❷强核力 (strong nuclearforce):是夸克之间的吸引力,由胶子通报(束缚质子和中子于原子核中的是其附加效果由π介子通报)。在有效间隔内,间隔越大,力约大。短程力,在四种力中最强,也是恒星燃烧能量的自然力,氢弹的爆炸正是利用强核力的事理。
❸弱核力 (weak nuclear force):弱核力旁边了部分放射性物质的衰变形态,是造成β衰变一类的衰变的力。由希格斯粒子(W+、W-、Z0)通报,较弱,短程力,浸染在夸克级的粒子。是四种力中第3强的。
❹重力 (gravitational force,或称引力):由引力子通报,与质量成正比,间隔成反比。长程力,在四种力中最弱。
为何要统一自然力?
一旦人类将所有的浸染力整合成一个浸染力,这时会有什么打破?
人类能够改变时空的构造,理解宇宙万物的来龙去脉,让物质变得有条不紊。任意地组合与改变粒子,制造出前所未有的物质形态。我们乃至能旁边空间的维度数,成为宇宙的主宰。
回看一下人类节制“力”的历史:
→人类出身的历史超过数千万年,在99.99%韶光里,人类能够节制的能量只是双手和肌肉的力量,大概只有八分之一马力;
→十万年前,随着手持工具的发明,人类的能量输出倍增,达到一又四分之一马力;
→牛顿创造万有引力和运动定律,让力学被简化成条理分明的方程组。当代机器事理催生出蒸汽机,人类节制的能量达到数十到数百马力;
→麦克斯韦尔方程式,启迪了爱迪生等发明家,人类进入电力时期,能量级数得到飞跃,极大地改变了人们的生活。
→爱因斯坦的相对论为人类打开了核能利用的时期,人类节制的能量提升到足够摧毁自己所居住的行星的程度。
四、那些“统一自然力”的天才们
黎曼——硬刚“欧几里德”和“牛顿”的巨人
1854年6月10日,数学天才黎曼在德国哥廷根大学揭橥了《关於几何根本的假设》,撼动了两千年来从未被动摇过的欧几里德几何学。
黎曼认为欧几里德数学根基只是知识与直觉的流沙,而不是踏实的逻辑推演结果。
比如,欧式几何说三角形三个内角之和即是180度,这个看似大略的问题,在数学史上却从来没有被严密证明过!
而且,如果身处波折表面的天下,这个公式就不成立了。
黎曼作出了牛顿两百年来首次划时期重大打破,彻底推翻了牛顿的超距浸染原则,他认为:浸染力源自于几何学,浸染力只是由于几何构造扭曲所造成的一定征象。(在牛顿早已成神的年代,说出这样的结论须要何种气概。)
总结一下黎曼的伟大之处:
①他以多维空间理论简化了所有自然浸染力;认为电力与磁力和重力一样,只是高维空间波折产生的结果。
②他提出了虫洞(warmholes)的观点,黎曼切口是多重贯串衔接空间的一个最大略范例。
③他以“场”来描述重力,以“度量张量”(Riemann metric tensor)描述空间里每一个点的重力场。
黎曼英年早逝,并未找出电力与磁力的场方程式,也没有打算出空间要褶皱到什么程度才足以描述不同的浸染力,这几项主要发展留给了麦克斯韦尔和爱因斯坦。
麦克斯韦——电和磁的合并者
麦克斯韦,一个被忽略了堪与牛顿齐名的大科学家。
1873年麦克斯韦出版了电磁学专著《电磁学通论》。系统总结了19世纪中叶前后,库仑、安培、奥斯特、法拉第的研究成果,建立了完全的电磁理论。
将电力和磁力统一了起来,这让后来的爱因斯坦都感想熏染到了压力。
费曼说到:“从人类历史的一种长久不雅观点看---例如从至今往后一万年间的不雅观点来看,19世纪中最主要的事宜将被剖断为麦克斯韦创造的电动力学定律,同期间的美海内战将褪色而成为只有地区性的意义了。”
有了电磁学,才有了当代光学、电工学、电子学,就不可能有电气化和通信技能。
麦克斯韦一辈子太低调,我们帮他总结一下“光辉造诣”:
①建立了统一的经典电磁场理论;
②建立光的电磁理论,预言电磁波的存在;
③为爱因斯坦的狭义相对论铺路。
爱因斯坦——御光者
1、狭义相对论,光速恒定⇒ E=mc²
爱因斯坦小时候就喜好自问自答:“如果你追上一束光芒,它看起来是什么样子?你会不会看到一束静止的光波,冻结在韶光中?”这个问题,让他在后50年里,带领人类走进了时空神秘之旅。
16岁时,爱因斯坦创造天下上彷佛并没有能够追上光速的东西。26岁时,他用严密的数学证明了这一创造。在瑞士专利局担当低阶职员的他,用麦克斯韦尔的场方程式推导出狭义相对论(special relativity)。
用一句话概括狭义相对论,那便是:光速在任何恒动架构里恒为常数。这个定理表面上看并不显眼,但确是人类心灵的最伟大造诣之一!
爱因斯坦进一步导出了下一个重大的结论:质量是从能量来的。
这个结论,一举推翻了十九世纪的两大物理发现:质量守恒和能量守恒。自此往后,质量与能量被视为单一单位:质-能(matter-energy)。
26岁的爱因斯坦同时给出了质能变动的方程式,那便是著名的 E=mc²。
让我们再来追寻一下狭义相对论的推导过程:
光速恒定⇒韶光变慢⇒质量不恒定⇒“质量-能量”相互转换⇒ E=mc²狭义相对论,统一了“时-空”,也统一了“质-能”。统一了“时-空”以及“质-能”之后的爱因斯坦,进一步思考“时空”与“质能”之间的关系,也便是狭义相对论所忽略的加速度,还有重力。这关乎了他的下一个巨大造诣:广义相对论
2、广义相对论,空间曲直折的⇒力学=几何学爱因斯坦由一个大略问题开始:“如果一个人处于自由落体状态,他就不会觉得到自己的体重?”爱因斯坦透过这个大略问题节制了重力基本特性:在加速度架构下的自然律和重力场的定律是一样的。这便是所谓等效事理(equivalence principle)。
透过等效事理,爱因斯坦重新思考关于光速的问题:光速会受重力影响,重力场会扭曲光芒的行进路线。
但是,根据费玛最短韶光事理,光芒会采纳两点之间最短韶光路径,爱因斯坦再次得出一个令人震慑的结论:如果我们可以不雅观测到光芒以曲线提高,那就意味着空间本身曲直折的!
(光以曲线提高这一预测,已经被后人的无数次实验反复证明。)
爱因斯坦进一步得出结论:质能的存在造成周围时空的波折。
数学家黎曼早在1854年就提出了浸染力与空间波折的关系,并提出了重力场论。爱因斯坦利用黎曼的研究成果,用数学形式表达了他自己的物理学新创造,这便是广义相对论(general relativity)。
让我们再来追寻一下广义相对论的推导过程:
光芒以曲线提高+光芒走两点间最短韶光路径⇒空间曲直折的⇒“质-能”造成“时-空”波折⇒力学=几何学爱因斯坦的伟大,止步于他的第三次考试测验!
在狭义和广义相对论之后,他终其生平研究统一场论,探求万物之理。大略说,便是试图探求一个公式,能够同时描述光与引力。可惜,他终极没有成功。
爱因斯坦的“大统一理论”虽然恢宏,但并未收到广泛关注和普遍认同,领一时风气之先的是另一套全新的理论:量子力学(quantum mechanics)
量子力学的先驱们整合了三种自然力
1925年,以玻尔、玻恩、薛定谔和海森堡为代表的一组科学家,已经对原子运动给出了几近完全的数学描述,我们称之为量子力学。
这是一套与黎曼、爱因斯坦学说迥异的阐明自然力的理论,它的紧张理论不雅观点包括:
①浸染力是由于不连续的能量包交流而产生(也便是量子:quanta); ②不同的浸染力的产生来自于不同量子的交流; ③我们永久无法同时知道次原子粒子的速率及其位置;这里包括著名的海森堡测不准定理,这个听起来不怎么靠谱的定理,却是半个世纪以来最经得起任何实验寻衅的一个定理,至今,还没有任何一个实验结果违背了这一条定理。
④粒子有可能以有限机率进行穿隧或量子跳跃,并穿越不可浸透的障碍物。听起来各种不靠谱?但是!
这个理论不仅反复被实验证明,人们乃至根据该理论制造出了当代信息时期的根本性科技产品二极管。
量子力学以光子(也便是光的量子)为例,认为弱浸染力和强浸染力是源于能量量子的交流,并称之为“杨-米场”,这是杨振宁和他的学生米尔斯于1954年创造的理论。
到1970年代,杨-米场已经可以解开所有核子物质的秘密,可以阐明有关于次原子粒子的任何实验数据。在阐明电子与光的交互浸染时,其精确度达到千万分之一,号称是有史以来最精确的理论!
科学界对这个理论如此有信心,以至于称之为“标准模型”。(这也是杨振宁为什么一句话引发激烈谈论的缘故原由,这毕竟是在世少有的大神。)
量子力学经由50年的发展,成功整合了四种自然浸染力的三种:强浸染力+弱浸染力+电磁力。但是,包括杨振宁本人在内的许多科学家都认为,标准模型一定不是终极的大一统理论,紧张缘故原由是该模型并不包括“万有引力”!
可以这么说:量子力学只是根据次原子粒子的部分外表特性做了整理,却未对它们的来源做出任何解释。
在这里我们喘一口气,从实验物理的角度来看,物理学基本到此终止了。
在此之前,天才们所做的努力,我们可以用实验去进行验证,纵然玄妙如量子力学,也是可以被验证的。
在此之后,天才们所做的任何努力,我们没有办法去验证对错,如果不能验证对错,我们就不知道谁是真正的天才,不知道谁是真正的天才,天才就无用武之地,这真是一件很窝心的事情。
以下内容,人类已经没有办法来验证自己是对是错,你可以说物理学去世了,也可以说完备沦入“空想科学主义”的泥潭。但我们相信天才就在我们身边,但我们不知道他是谁?
五、探求终极理论,
驯服末了的力——万有引力
只管步履蹒跚,但量子力学终极仍旧整合了四种自然浸染力的三种:强浸染力+弱浸染力+电磁力,而历史上最久远的“万有引力”却没有办法驯服,这是物理学上的终极难题,也是“大一统理论”的最大障碍。
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超重力论,十一维空间统合四种浸染力
统合量子理论和引力,以创造出一个“大一统理论”,这个问题挫折了20世纪最聪明的心智,包括爱因斯坦、海森堡等等一众科学界的巨擎。
1976年,纽约州立大学石溪分校的三位物理学家写下了超重力理论。这个理论对黎曼的“度量张量”模型进行研究,险些实现了爱因斯坦统合已知浸染力的梦想。
他们创造,在一个十一维的度量张量模型里,包含了自然界里险些所有的粒子与浸染力:爱因斯坦的重力理论、杨-米场与麦克斯韦尔场、还有夸克与轻子。如图所示:
(图中的括弧,代表一个十一维的黎曼度量张量场。如果把它简化成四维,便是爱因斯坦的重力场;提高它的维度数,我们就可以推导出麦克斯韦尔方程组和标准化模型;终极,在十一维度,统合了代表四种浸染力的所有方程组。)
超重力理论虽然在模型上统合了四种浸染力,但它的毛病在于在很多关键节点上没有详细量化的数学模型和公式。以是只能成为迈向宇宙统一理论逐步征途上的一块铺路石。新的,也是最强大有力的物理学操持已经登场,它便是:超弦理论(Superstring Theory)
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超弦,统合四种自然力
1968年,超弦理论被意外创造。当时,两位年轻的理论物理学家在欧洲核子研究中央(CERN)意外创造19世纪数学家欧拉完成的欧拉贝塔函数,竟然符合险些所有描述基本粒子强交互浸染所需的全部特质。
弦论可以用来描述引力和所有基本粒子,如电子、光子、中微子和夸克等等, 看起来像粒子,实际上都是很小很小的一维弦的不同振动模式,正如小提琴上的弦。
所有的基本粒子, 如电子、光子、中微子和夸克等等,都是宇宙弦的不同振动模式或振动引发态。
每条宇宙弦的范例尺度约为长度的基本单位,即普朗克长度(10E -33厘米)。
按照超弦理论,粒子并非是宇宙的基本元素,物理定律就相称于琴弦的合音定律。弦论博大精湛,可以阐明所有的自然基本定律。
简言之, 如果把宇宙看作是由宇宙弦组成的大海,那么基本粒子就像是水中的泡沫, 它们不断在产生, 也不断在泯没。我们现实的物质天下, 实在是宇宙弦演奏的一曲壮丽的交响乐!
弦,是能够储存大量数据的最精简的办法之一。
超弦理论,以及在其根本上发展起来的弦场理论,统合了所有的自然律和浸染力,菲尔兹奖章(诺贝尔奖没有设立数学奖,菲尔兹是数学界的最高奖项)得到者威藤说:“所有物理学上的伟大思想,都是超弦理论的副产品。”
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神秘天才“拉马努金”,确立十维宇宙
超弦理论彷佛包含了所有的物理学知识,极其广博精湛。许多科学家认为这是21世纪的物理学,意外落入20世纪,但人类还没有发明21世纪的数学来精确描述它。
解开这个秘密的,是堪比当年黎曼的另一位数学天才拉马努金。他创造了一个重大秘密:我们只能在二十六维与十维中定义弦论,否则就无法用弦论整合已知的物理定律。
生于1887年的印度,少时坎坷,乃至没有通过升高三的考试。26那年,他给著名数学家哈代写了一封信,信中包含了120个定理。这位贫穷伶仃的印度哥们,完备不知道欧洲数学界的任何研究资讯,纯粹凭个人才智、按照自己的方法,重新推导出欧洲百年数学史的所有主要定律。
拉马努金的研究成果包含了三册四百多页的条记,个中包含了四千多个公式。后人在此根本上总结出了拉马努金模函数(Ramanujan funcation),这是一个奇特的包含了高达二十四次乘幂的数学式。这些数学式证明:弦论只有在十维中才是自洽的。也便是说,产生我们现存宇宙的那个高维度宇宙,它的维度数一定是十!
好吧,我们暂且认为,拉马努金这位天才给了超弦论数学阐明。
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M理论,物理学上末了的理论
1994年开始了弦论的第二次革命。
创立者威滕等人认为,从11维的M理论可以找得手征性的起源。他们将M理论中的一个空间维数紧缩成一条线段,得到两个用该线段联系起来的10维时空。
作为“物理的终极理论”而发起的理论,M理论希望能藉由单一个理论来阐明所有物质与能源的实质与交互关系。其结合了五种超弦理论和十一维空间的超引力理论。
广义相对论没有对时空维数规定上限,在任何维黎曼流形上都能建立引力理论。超引力理论却对时空维数规定了一个上限——11维。更吸引人的是,已经证明,11维不仅是超引力容许的最大维数,也是纳入等距群SU(3)×SU(2)×U(1)的最小维数。
由于弦革命的巨大影响力,其紧张研究者爱德华·威滕(Edward Witten)被美国《生活》周刊评为二战后排名第六的“最有影响的人物”。
每个时期都不缺少天才,对这个天下作瞩目沉思,就像寻求生命的自我解放一样,吸引着每一个具有哲学气息的物理学家。
写到这儿,这一段物理诗史基本可以告一段落。
从黎曼、麦克斯韦、爱因斯坦的引力场,到量子力学,到超重力论,到超弦理论,到M理论,人类历史上这些伟大的聪慧头脑,前赴后继探寻宇宙的真理,展示物理气候。
时至量子力学,物理学达到了高潮。
六、物理学难以超出的“大沙漠”
物理学发展到了本日,如果人类要进一步向前,不得不依赖于大型的粒子对撞机的实验结果。
虽然杨振宁师长西席称大型对撞机“盛宴已过”,并且告诫学生“你不要走这个方向”,但当代30%的诺贝尔物理学奖得主都在高能物理这个圈子,这又是一个必须面对的事实。
从物理学本身来看,基本粒子又是一个如此迷人的领域,直抵宇宙真理之地,对付那些拥有物理梦想的年青一代来讲,谁不想追随爱因斯坦的脚步,捧起那大一统的“科学圣杯”?
以是抵牾的集中点仍旧在于大型加速器,对付粒子物理来说,加速器只有越造越大才能支撑根本物理的进步,但是动辄百亿美元的造价任何富豪都得掂一下自身斤两。
大型强子对撞机最近的立功韶光最近在2013年,验证了标准模型中末了一个粒子希格斯玻色子,我们很难知道,下一代80-100km级的加速器会带来什么新的创造?
越到后面将会越难,上帝彷佛想封锁亚原子领域的统统。
海森堡在“不愿定性事理”指出,一个粒子的位置和动量不能同时被确定。以是,要看到越小的东西,就须要“光源”发出的粒子波长越短。由于光速即是波长和频率的乘积,而能量即是普朗克常量与频率的乘积,因此,粒子波长更短意味着能量更大。
也便是说,要看清小小的基本粒子,须要用携带巨大能量的探测粒子才行。于是我们须要把探测粒子加速到很高的能量,能完成这种事情的装置便是粒子加速器。
大一统理论能量量级目前预测为10^24eV,而大型强子对撞机对撞产生10^13eV,这之间的11个数量级被物理学家称为“大沙漠”。
如果用常规直线加速器,要达到10^24eV则须要7光年长。用尾波加速器则须要47亿公里,和三体中的环日加速器差不多长。要想达到量子引力能级的话用常规加速器可能须要几十万光年,也便是传说中的环银河系加速器,以人类目前的能力想要造出能够冲破“大沙漠”的加速器,基本是不可能的,你能造出几光年的加速器吗?做不到啊!
既然做不到,那么,倒不如先搁置咯。
人类可以暂时搁置,但对付这些天才的物理学家来说,他们又哪里等得起呢?
结语:物理学的忧伤
每每谈到上世纪的“哥本哈根学派”,我们都会对那一代人顶礼膜拜。
每每看到1927索尔维会议的那张照片,我们都会匍匐在地高山仰止。
但有另一种不雅观点说:黄金一代并非那么精良,只是由于经典物理学大厦在20世纪初倒塌之后,他们恰好站在新大陆上,创造了一个不一样的宇宙!
而这所有的统统,都可以用实验来证明他们的理论,直到本日,我们还用“黑洞”照片来证明爱因斯坦的“远见卓识”,他们遇上了一个好时期。
到了21世纪,无论是超弦理论,还是M理论,这些物理学家集中的前沿领地,都要在亚原子领域才能得到验证,不知道100年后能不能得到证明?
也便是说,再伟大的物理学家,你也得将自己冰封起来才有可能见证自己的猜想。
以是,只管M理论已取得累累硕果,只管它的创建者威滕被认为综合学识能力并不逊色于牛顿,然而在他的有生之年,并没有办法让理论得证,众人也没有办法见证其劳苦功高。
弦理论也一样,虽然它描述了从亚原子天下里夸克猖獗的舞蹈到太空中飞旋双星高雅的华尔兹,推理出从大爆炸的原初火球到星河的壮丽漩涡,但仍旧被世俗之人认为是“空想科学的范例代表”。
再厉害的肖邦,也弹不出物理学家的悲哀。
如果不能让理论得证,再幽美的物理理论都会堕入了玄学的领域。
唐·王勃在《滕王阁诗序》中感叹:呜乎!
胜地不常,盛筵难再。
这便是物理学的写照。
不过本日,也便是2019年10月8号,我们仍旧要为获奖的三位宇宙天体学物理学家喝采。
特殊注明:本文由鲁不逊部分原创并整理,转载请注明出处,素材紧张摘录自加来道雄的《Hypersapce》、布莱恩的《The Elegant Universe》、丘成桐的《The Shape of Inner Space》和知乎的《如何评价杨振宁师长西席在国科大现场互换中与年轻研究生的谈论?》。回顾人类物理学史,看看那些代表着人类最高心智的数学家、物理学家们前仆后继探究宇宙本源的奇妙进程,并向当代的科学家致以最崇高的敬意!