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物理学为何停滞不前了?由于还有62种乌云!尽头是超弦理论?

更新时间:2023-10-15 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

欢迎阅读科学认识论的《通俗数学100课》合集系列!ZgU物理好资源网(原物理ok网)

【第六课:万有理论】ZgU物理好资源网(原物理ok网)

目前数学学困局有62种,此系列早已讲过真空灾变,引力量子化,暗物质粒子等乌云。后续这62种乌云我就会提到,这一系列我会渐渐更新,后续恐怕得更新好几年。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

在这种乌云中,最大的一朵只有一种。这也是本期内容的核心内容。在数学学乌云系列中,我会先从最大的一朵乌云讲起,这样大家就有了一个整体框架,然后更新的内容会在这个框架内举办。这样学习上去会更系统,也更有效率。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

回归题外话,假如你对所有化学现象都不断追问缘由,那最后的诱因一定是因果律失效的终极问题。反过来讲,假如我们从这个终极问题出发,才能到达任何化学现象。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

在科学史上,化学学家几乎都秉持着简单而统一的信念,化学学家在对待两个表面上看上去毫不相关的自然现象总喜欢尝试着统一高一物理天体运动知识点,找寻它们之间更深层次的共同缘由,逐渐迫近终极问题。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

终极问题对应着终极理论。终极理论也就是万有理论(ToE)ZgU物理好资源网(原物理ok网)

综观整个数学学史,正是因为我们仍然憧憬终极理论,才带动了科学的发展。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

早在17世纪,人们仍然以为天体运动和抛物运动是由不同的化学机制控制。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

直至牛顿的出现,才将月球上物体运动和天体运动统一上去,我们才晓得天体运动和苹果落地原先是由同一种力量控制。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

1865年之前,人类其实早已晓得了吸铁石的存在,也晓得雷电现象。并且绝对想不到吸铁石和闪电有哪些相同之处。直至麦克斯韦等式组的出现,才将这两种“毫不相关”的现象彻底统一上去,如今我们晓得,光,电,磁,物理反应这四种完全不同的现象,虽然都是由电磁作用导致的。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

20世纪初,量子热学的出现,统一了原子理论和牛顿热学。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

1905年,狭义相对论统一了质量和能量,时间和空间。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

1915年,广义相对论统一了时空和引力。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

20世纪40年代,化学学家统一了电磁理论,狭义相对论和量子热学,进而提出量子电动热学。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

20世纪60年代,弱力和量子电动热学又被统一,产生了电弱理论。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

现在,化学学学家一边在统一强力和电弱理论,也就是大统一理论(GUT)。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

另一边,又在统一量子热学和广义相对论,也就是量子引力理论。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

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然后,量子引力理论将与大一统理论再度统一,也就是预期中的万有理论!ZgU物理好资源网(原物理ok网)

所以就目前来说,化学学距离万有理论还为潮流早!目前比较可能实现的则是大统一理论!ZgU物理好资源网(原物理ok网)

哪些是大统一理论?ZgU物理好资源网(原物理ok网)

大爆燃模型预测,宇宙中所有的粒子和四种基本斥力都起始于大爆燃之初的奇(qi)点。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

在宇宙大爆燃的第一个顿时,也就是在第一个普朗克时间内,宇宙气温曾处于普朗克体温。所有的力和物质都是同一种事物。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

当宇宙的年纪超过第一个普朗克时间后,气温降到10^31摄氏度,时间为10^-35秒时高一物理天体运动知识点,数学规律才开始生效,这一阶段引力率先与其他三种力脱离下来ZgU物理好资源网(原物理ok网)

当时间达到10^-32s时,气温降至10^26摄氏度。强力又脱离下来。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

当时间达到10^-12s时,气温降至10^15摄氏度,能量为。弱力和电磁力再度脱离。至此,四大基本斥力全部完成分离。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

大爆燃以后的宇宙平均气温逐渐减少,引力,强力,弱力和电磁力依次分离开来。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

逆行推理,只要我们在粒子对撞机中不断提升粒子撞击时的能量和湿度,还能见到电磁力率先会合并弱力,再合并强力,最后合并引力。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

然而目前的实验装置创造的能量和湿度,只还能见到弱力和电磁力的合并。还远不足以达到合并强力和引力的程度。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

所以,现阶段我们只能完成弱力和电磁力的统一,也就是电弱理论。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

然后电弱理论会尝试统一强力,最终完成大统一理论。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

但大统一理论假如要统一引力,则人工创造的气温须接近普朗克体温,这对实验来说,几乎是不可能实现的。所以统一引力的理论须要避开这些几乎难以完成的实验,重新建立新的引力尝试统一引力,例如量子引力理论和超弦理论。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

超弦理论会成为终极理论吗?ZgU物理好资源网(原物理ok网)

在弦理论中,基本粒子只是一个近似值,假如放大这种粒子,都会发觉它们都是由一根小弦构成的,这种弦有时打开,有时闭合。那些弦如同皮筋一样,也存在张力,也可以震动。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

就和钢琴弦一样,不同的震动形式可以形成不同的波。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

假如震动形式不同,这么都会形成第一种波,第二种波,第三种波依次类推,不同震动的波在量子尺度上都会表现成不同类型的粒子。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

通过弦理论的估算,有些弦震动出的结果像光子,有些弦震动像引力子。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

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假如我们相信,所有的基本粒子都是由更小尺度的弦构成,我们自然可以相信引力子也是由弦构成的。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

然而弦理论是一种遭受非议,由于它不符合了“如无必要,勿增实体”的观念。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

有了弦理论,引力子是可以和标准模型融洽了,而且又形成了更多的问题暂时未能解决。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

第一个问题,所有弦的震动都表现得像是玻骰子,例如光子和引力子!ZgU物理好资源网(原物理ok网)

然而我们的世界却真实存在着像电子这样的费米子,根据弦理论,所有震动模式的弦都难以生成费米子,这与客观事实遵守!ZgU物理好资源网(原物理ok网)

第二个问题,在弦理论的预测中,会形成质量会虚的超光速粒子-快子。“快子”的质量是一个正数的平方根。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

第三个问题,我们感知到的宇宙是四维时空,是三个维度的空间加上第四维度的时间。而且弦理论却只能适用于26维度的宇宙。弦理论适用的宇宙和我们真实的宇宙相差甚远。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

这三个问题引起超弦理论目前也停滞不前!ZgU物理好资源网(原物理ok网)

还有理论觉得,其实这个世界原本就没有哪些万有理论!ZgU物理好资源网(原物理ok网)

首先我们思索一下,数学理论的本质是哪些?ZgU物理好资源网(原物理ok网)

数学理论的本质无非就是对自然现象的归纳和总结,但并不能解释自然现象为什么这么。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

我们不生产现象,我们只是现象的归纳工。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

假如自然现象本就是独立的,而不存在一个可以延展出各类自然现象的最基本现象。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

这么万有理论就不可能成功。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

由于万有理论的意义就是将所有自然现象归纳到一个理论中,从这个最基础的万有理论出发,就可以解释任何自然现象。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

化学理论只能基于现象,假如现象本不这么,则理论则也该不这么。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

最后,说一下我自己的看法,我觉得万有理论可能永远不会实现,由于真正意义上的万有理论意味着数学学的停滞,我们仅基于一个理论就足以解释宇宙中的所有现象,这是非常愤慨的。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

自然规律还不足以可怜到人类仅有几百年的时间就被完全把握了。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

追求数学学的统一是探求宇宙的驱动力,而不是终点。我一直相信一句话:已知圈越大,未知圈就更大。ZgU物理好资源网(原物理ok网)

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