如果誰能統一四大基本力(宇宙引力科學禁區、電磁力、強核力、弱核力),它將成為第一個觸及萬物至理“物理圣杯”之人 。他絕對會能在物理學史上留名千古,比肩牛頓、愛因斯坦,甚至具有更大的影響力 。
現在四大基本力還無法統一,其本質不是理論的問題,而是科技實力的問題 。為什么這么說呢?因為科學是一套以實驗為基礎的知識獲取系統,沒有大量的實驗輔證,無論你有什么理論,都難以最終讓人信服 。
而基于亞原子研究的粒子物理學,普朗克尺度的目前人類科學的禁區 。我們無法基于觀察構建這一尺度下的物理世界,而要找到四力的統一描述就必須涉及這個領域,理論物理學的弦理論,預言了普朗克尺度下的弦,為物理學勾畫了從未想過的物理圖景 。而圖景指導正是愛因斯坦最后30 年研究統一場論時缺失的最重要一環 。
當然弦論描述的圖景未必一定正確,但它卻是目前唯一有圖景指導,能統一四大基本力的理論,所以如果要談四力統一問題,就不得不涉及弦論對于世界基礎概念的假設 。
在弦論的圖景下,世界必須是高維的 。在弦論的描述下,我們現在無法觀測的普朗克尺度下的世界正是我們無法覺察的高維空間 。
“物質”被看作是整個時空織物的振動 。因而可以得出一種迷人的可能性,即我們所看到的周圍的一切,從樹木、山脈到星星本身,不過是超空間中的振動 。如果這是真的,那么它給了我們一種漂亮而簡單的幾何方法,對整個宇宙提供了一種條理清晰、令人信服的描述 。
如果弦論的描述是正確的,統一四力會讓人類真正成為宇宙的主人 。物理學家保羅·戴維斯(Paul Davies)曾對此作了一番評論,他說: “我們可以改變時間和空間的結構,在虛無中產生物質,并建立秩序 ??刂七@種統一后的超力,我們便能隨意構造和改變粒子,從而生成奇異形式的物質 。也許,我們甚至可以改變空間本身的維度,創造不可想象的人造世界 。我們真的成了宇宙的主人 。”
理論上,要探索多維空間所需的能量是102o億電子伏特,而目前全球最大的粒子加速器LHC能產生的能量僅僅1萬億電子伏特 。也就是說我們現在能操控的能量還差著13個指數級 。
要達到這一能量要求是癡人說夢嗎?乍一看,似乎確實如此 。然而200萬年的人類歷史,科技發展不過200年,縱觀人類文明的進程預示著科技也是成指數級發展的 。
科學家們認為如今我們所獲得的知識總量,大約每10年到20年就翻一番 。就好比一天生長一倍的荷葉,半池塘的荷葉只需要一天,就能長滿池塘 。這樣想來,展望未來達到檢測高維空間理論的技術也不是不可能的 。
【科學禁區,如果有人統一了四大基本力,那么他將會在物理學史上擁有怎樣的地位,能否超越牛頓、愛因斯坦?】[email protected],探知科學,暢游宇宙汪洋 。
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