「现代物理学遭遇前所未有的挑战」是真实的吗?

2016-04-13  lindan9997

现代物理学遭遇前所未有挑战 -- 中国科技网

第一个危险量:希格斯场的强度
第二个危险量:暗能量的强度

qcmsqas,理论物理博士 / 计算机软硬件爱好者 / 可怜的生科博士的老公

作为理论物理工作者,我赞同“这是两个巨大的挑战”,但不赞同“前所未有的”和“这是物理学本身所决定的”。

先来说说这两个问题的科学价值,再来谈下为什么会有这样的言论。

首先,这两个问题和 19 世纪末“笼罩在物理学上的两朵乌云”应该是同一级别的问题,那就是:目前的非常完善的理论有了解释不了的现象,问题的解决一定是物理学质的突破。

19 世纪末,很多人认为物理学已经完善了,完美了,只剩下两个小问题:黑体辐射和光速不变,被称作“物理学的两朵乌云”。这在当时已经非常完善,几乎可以解决所有当时已知的问题的物理学中,显得格格不入。大家发现,无论如何推导,演算,已有的理论都无法解释实验结果。到了 20 世纪,这两个问题的解答,给出了最著名的量子力学和相对论,这两个理论,完全打破了已有的物理学的“世界观”,是物理学本质的飞跃。

而现在看到的两个问题也是一样。目前,以量子力学和相对论为基础的,发展完善的理论,已经无法解释了。那么,人们一定会发现更新的理论,来解释它们。就像 19 世纪的人们完全无法理解量子力学和相对论一样,我们现在也对新的理论没有头绪。但这并不代表这是物理学的极限,这只是现有理论的极限。

例如希格斯场的问题,原文“依照爱因斯坦的广义相对论和量子力学理论,希格斯场会……实际上,希格斯场这盏灯只是微弱地点亮着。它的强度值不是 0,但比完全值要小 1 亿亿倍”这正说明,相对论和量子力学,解释不了这个实验结果了!人们需要新的理论。暗能量也一样,“人们仍未能使用现有宇宙理论创建出一套与实际观测匹配的暗能量测量理论”。

经典理论到极限了,由天才爱因斯坦和不那么天才但也是远超普通人的“众人”给出了相对论和量子力学。那么,现在它们也到极限了,也一定会有一个,或一群人,在将来,给出新的理论,解决这些问题。

我赞同史提芬·霍金的关于“物理学极限”的观点:找到越来越高深的理论,无限逼近精确描述我们所处的宇宙,或者找到一套完美的理论,直接精确描述我们所处的宇宙。

下面讨论下,为什么会有这是“物理学的限制”这种观点。

我觉得会有物理学家提出这样的论点,是因为物理学很久没有突破了,大家也没有了突破的信念,觉得目前的理论已经是人类能找到的最精确的理论。觉得爱因斯坦已经是后无来者。

乍一看上去,这个观点很有道理,但仔细想想,太傻了,怎么做了这么多年物理,还不如民科?!

当我年少时,读了爱因斯坦、海森堡、狄拉克这些人的故事,立志学习物理学的时候,就想,如果有一天,我们对宇宙的测量,发现与相对论和量子力学矛盾的地方了,那么我就可能有机会,像他们一样 NB……

而今义无反顾投入物理学十年了,从经典学到最复杂,却发现,好像,没有什么是这两个理论联合起来解释不了的,于是觉得,这两个理论太牛了,真是神迹啊,我也不要想着做什么理论突破了。好遗憾,没有生活在七十到一百年前那个物理学的黄金时代,真想穿越回去,去目睹,甚至去参与那个时代的突破。想象拿到初版的侠义相对论论文,想象聆听海森堡的报告如醍醐灌顶,想象用最新鲜出炉的理论解释一个一个人们苦思冥想的问题,真是热血沸腾。这大概就是中学“终于解出这道题”的快感的终极境界吧,这也正是很多人选择进入这一行的最初动力吧。

看到最新的报道,突然觉得,那个黄金时代,离自己是如此的近。

可以想象,一大波划时代的物理学家正在诞生。

突然觉得,自己好幸福,能够活在又一个物理学的黄金时代。或许这次,我有机会见证,甚至参与,那最令物理学者兴奋的一个个瞬间。

YY 有点多了,但是,真的好激动。如上所说,不是物理学的极限来了,而是物理学的黄金时代就要来了。

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