我也來瞎扯淡——每日一段【第2期】

2021-02-15 我也來瞎扯淡

問題2:

物理學近代感覺進展慢啊?四大力一統模型(⊙o⊙)啥?時候能出來啊?有大概方向了嘛,弦論,膜論,中微子?

答:四大力指強力、弱力、電磁力、引力,這是宇宙中最基本的四大力了,任何物理都逃不過這四大力的範圍。但一個很嚴肅的問題在於,人類現有的任何物理理論沒法統一這四大力,而現有的實驗物理技術水平也沒法做到四大力協同實驗。所以如果人類真能有一天統一四大力了,就算理論都行,宇宙對於人類,將不在是秘密,任何現象都能通過這個理論來解釋清楚。目前看來,現有的理論能夠部分統一四大力: 

1、愛因斯坦廣義相對論:可以看做是統一了引力和電磁力,即引力與解釋電磁力的狹義相對論統一了。但廣義相對論沒法解釋宏觀和微觀之間相互關聯作用的關係,即量子理論,也沒法解釋強弱作用力的關係。

 2、薛丁格方程開創的量子力學以及隨之發展起來的量子電動力學,統一了電磁力和強弱作用力(這裡是把強弱作用力當成一個力來解釋而不是分成兩個力來解釋),初步建立了一個除開引力以外的統一理論;

 3、隨後的電弱統一理論區分解釋清楚了強弱作用力了區別和關聯,並統一了起來,之後結合量子電動力學發展成為了量子色動力學,其中集大成者就是楊-米爾斯方程(楊振寧與米爾斯共同創造),建立了一個除開引力以外的,能夠解釋電磁力、強作用力與弱作用力的各種現象的統一理論了。那麼一般認為,如果結合量子色動力學和廣義相對論,是不是就能統一四大力了,這個還沒被發明的理論被科學界稱為廣義萬物理論(可以解釋和預測任意現象的理論)。 

但一個很嚴肅的問題在於,這兩玩意結合不了啊。。。這主要原因在於,這兩個理論都是靠著大量的數學模型和公式支持的,而負責演算這兩理論的數學內容很多時候是相互衝突的,這就導致了一個問題,如果存在一個理論是能夠統一四大力的,那麼這兩理論一定互相之間存在著錯誤的方向。要改正這個錯誤方向,目前來說,光是理論物理學家掉頭髮是不現實的(這也是這幾年弦論這類被人質疑得很厲害的原因),要靠實驗物理搞實驗。如中微子實驗,如更強的對撞機來觀測更精細的物理現象,如綜合新發現提出新的理論(前幾年兔子軍科院就提出了一個全新理論,和愛因斯坦的相對論有著巨大出入,但一樣統一了引力和電磁力,並且在量子理論上同樣通行,出於保密原因很快就銷聲匿跡了,新聞媒體降低熱度)。。。 

人類已經摸到了宇宙真理的門檻了,這只是表現在大系統的理論發展慢而已(主要指粒子物理),但這只是人們的錯覺。現代物理學發展一點都不慢,各種新現象新事物層出不窮,在大系統理論下的各路分支物理的發展可謂是迅猛狂飆,光有一個框架你總得補齊內容呀。凝聚態物理、量子物理以及被某馬骨唾棄的高能物理的發展相當好,如高能物理發現希格斯粒子,補齊了粒子物理學的最後一塊拼圖,反而開始推動大系統的物理理論的前進了。人類科技爆炸才多久呀?得從第二次工業革命算起,迄今為止也不到百年。。。 

不要著急!!!

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