理论物理学是否在浪费人类最好的头脑?

  物理学的历史充满着耳熟能详的伟大思想,比如标准模型、宇宙大爆炸、广义相对论等等。但同时也充满着大家可能没有听说过的杰出想法,比如坂田模型、人工色理论、稳态模型和等离子体宇宙学。当今存在一些非常流行的物理学理论,但没有任何证据可以证明它们,例如,超对称性、大统一、弦理论和多元宇宙。

  “美”或“自然”的概念在很长一段时间里一直是物理学的指导原则,并引导我们达到这一目的。但物理学家Sabine Hossenfelder坚信,继续坚持这一原则必定会使我们误入歧途。

  思考一下这样的问题,从一个列表中选出两位亿万富翁,并估算他们净资产的差额。并且他们是匿名的,你不知道哪一个更有钱,不知道他们在福布斯亿万富翁排行榜上的排名,或者现在其中一个有多少资产。

  我们称第一个为A,第二个为B,他们之间的差额是,A-B=C。即使对他们没有任何了解,关于C也有一个重要的事情可以陈述:C不太可能比A或B小太多。换句话说,如果A和B都是数十亿美元,那么很可能C也是数十亿或者至少数亿。

  但它并不总是如此。例如,在世界上2200多名亿万富翁中,大部分人的资产不到20亿美元,其中有数百人在10亿到12亿美元之间。如果碰巧随机挑选了其中的两个,他们净资产的差额只有几千万美元。

  不过,如果他们之间的差额只有几百美元或为零可能会让人感到惊讶。大家可能会想:这怎么可能?怎么就这么巧合?但实际上,这确实是有可能出现的。毕竟,我们不知道名单上有哪些亿万富翁。

  这种情况揭示了一个关于大数的事实:一般来说,如果A和B都大,那么A-B也会很大。但如果A和B是非常接近的,那就不是这样了。亿万富翁的分布并不是完全随机的,这两件看似无关的事情实际上有关联,所以其中可能有某种根本原因。

  物理学中也具有这种性质。我们所熟知的物质都是由原子组成,而电子是构成原子的最轻粒子,它的质量比上夸克的质量要小30多万倍,上夸克是最重的标准模型粒子。此外,中微子至少比电子轻400万倍。而普朗克质量,即所谓的宇宙“自然”能量尺度,比上夸克重10^17倍。

  如果你没有意识到这些质量会如此不同的根本原因,你会假设存在某种原因。也许有一个,这种思维类型被称为微调或“自然性”论点。在最简单的形式中,它指出应该有某种物理上的解释为什么具有极其不同性质的宇宙成分会有这些差异。

  在20世纪,物理学家使用自然性论点来解释巨大效应。一种解释比例上巨大差异的方法是在高能量下施加一个对称性,然后研究在低能量下打破它的后果。从这个推理中得出了很多伟大的想法,特别是在粒子物理学领域。电弱力下的规范波色子是由这一思路产生的,就像希格斯玻色子一样,它们都已经被证实。

  另一个巨大的成功是宇宙暴胀。在早期阶段,宇宙各项参数需要精确“调整”,最终才能形成我们今天所看到的宇宙。膨胀率、空间曲和物质-能量的数量之间的平衡一定不寻常,宇宙暴胀模型用于解释这种现象,并且它的许多预言到后来都得到了证实。

  虽然这些自然性论点取得了成功,但它们并不总是能得出结果。在强衰变中,存在一个不自然的少量CP-破坏,对此提出的理论(Peccei-Quinn对称)没有证实它的新预测。标准模型的非自然性导致了大统一形式的新对称性,以及最近的弦理论,它们的预测都没得到证实。

  然而,与过去不同的是,这些死胡同继续成为主要理论物理学家和实验物理学家集中研究的领域。这些看不到前路的领域,使得两代物理学家都没有成果,但还继续吸引着资金和注意力,尽管它们可能完全脱离了现实。

  当我们看到一个不完整拼图的几个碎片时,试图猜出完整的图片到底是什么很困难。大多数时候,我们都会猜错。也许,在物理学中的很多理论猜测都是错误的。

上一篇:2020中国科学院工程热物理研究所大同分所招聘公
下一篇:物理学术语)

 

相关资讯 Releva ntnews
热点资讯 Hot spot
2020中国科学院工程热物理研究所大同分所招聘公
服务热线

http://www.gunsoutatsundown.com

九鼎彩票,九鼎彩票平台,九鼎彩票官网,九鼎彩票开户,九鼎彩票注册,九鼎彩票投注,九鼎彩票登录 版权所有

网站地图