第778章 物理學的大統一理論
更新時間:2023-08-19 作者:一白化貝
學霸從改變開始 第778章 物理學的大統一理論
燕京大學，宿舍樓。 陳舟此刻正在房間里，坐在書桌前，手中的筆習慣性的點著草稿紙。 在草稿紙的另一邊，則是放著錯題集。 “難道真的要跳出現有的理論模型框架，才能真的看清這四種力？還是說需要重新構建新的理論模型？” 陳舟想著這個問題，內心有些遲疑，無法決定這最后一步該落向何處。 沒錯，對于物理學大統一理論的研究，陳舟已經進行到了最后一步，只差一層窗戶紙，便可以捅破最后的難點。 可這層窗戶紙，又好像不僅僅是一張紙那么簡單，簡直跟防彈玻璃一樣。 他需要再次打開自己的思路，才能真正走完這最后一步。 這也是陳舟所想的，要跳出現有的理論模型框架的來源。 這個想法并不是指完全脫離現有的理論模型，而是在最終解決大統一理論這個難點上，需要更發散的思維。 從本質上來說，關于物理學大統一理論的研究，是不可能完全脫離現有的理論模型框架的。 大統一理論，也被成為萬物之理，主要研究內容，就是尋找統一能說明引力、電磁力、強相互作用力、弱相互作用力，這四種相互作用力的理論模型。 這一理論模型的研究，最初源于麥克斯韋對電磁的研究，證明了電磁現象的同一種相互作用的兩個方面，可以用同一組方程式進行描述。 后來則是愛因斯坦，他一直想要一種統一的理論，來解釋所有相互作用，他也深信自然界應當滿足簡單性原則。 只不過結果是令人遺憾的，這一研究即使耗盡了他后半生的精力，也沒有完成，甚至一些科學史學家，還斷言這是他的一大失誤。 再往后則是量子力學效應，也被納入到了這一理論模型的研究之中，并最終以量子電動力學的形式出現。 隨后便是弱電統一理論，由格拉肖、溫伯格、薩拉姆三位物理學家，提出了弱電統一理論。 這是科學上第一個成功的相互作用統一理論，把弱相互作用力和電磁力統一了起來，并預言了幾種新的粒子。 也因此，這三位物理學家獲得了1979年的諾貝爾物理學獎，并促使更多的物理學家，開始進一步研究把更多力統一的理論模型。 但可惜，電磁力、強相互作用力、弱相互作用力這三種相互作用力，到目前為止并未得到真正的統一。 更不要說，那個令無數物理學家頭疼的引力了，它仿佛就是天然與其它三種力分開的一種力，壓根就不統一。 雖然當前的物理學界，有著不少的理論模型，像是標準模型，像是弦理論，但是卻沒有一個真正能夠被驗證為正確的理論模型，全部都是假設。 自然，假設的不一定是錯，但肯定不能說是正確。 拿標準模型來說，它也只是一個唯象的理論，其中含有十幾個可調參數，任意性太大。 雖然它被用來解釋宇宙中最基本的組成粒子，以及其間的相互作用力，看上去是很完善了，但無論是中微子，還是伽馬光子，它都無法解釋為什么會在物質中存在。 就更別說還無法被包容進去的引力了，所謂的引力子也只是一個設想，而且并不完美。 可盡管如此，物理學界這么長時間的研究成果，這些理論模型的價值，卻是真實存在的。 陳舟也是在各種理論模型的基礎上，開展的自己的研究，并達到了現在的最后一步。 所以才會說，從本質上來說，他的研究不可能脫離現有的理論模型框架。 最終，陳舟放下了手中的筆，將所有草稿紙攏在一塊，然后將錯題集拿過來，壓在了草稿紙上。 遇事不決，那就問錯題集。 這是最有效，也是最高效的辦法。 隨著時間的流逝，陳舟重新將錯題集放在了一邊，轉而梳理起了攏在一塊的草稿紙。 目前的現實情況是，強相互作用力、弱相互作用力、電磁力都是微觀作用力，被量子力學所描述，而引力則是宏觀作用力，被廣義相對論所描述。 雖然這兩套理論在各自的領域，都被證明是正確的，但卻無法適用于對方作用的范圍。 準確來說，就是在粒子層面，引力的作用太過于微弱，廣義相對論無法解釋粒子的運動規律，但是量子力學可以。 同樣，在天體星系層面，強相互作用力、弱相互作用力、電磁力的作用又太過微弱，量子力學無法解釋天體星系的運動規律，但廣義相對論可以。 如果換一個角度，從數學上來看這兩套理論的話，廣義相對論利用了黎曼幾何，它可以認為宇宙的幾何結構無限小，因為黎曼幾何可以進行無限小的幾何抽象。 但是，由于量子力學的不確定性原理，又會使黎曼幾何結構不再準確，從而產生邏輯上的矛盾。 也就是小到出現量子化的非連續性與隨即的不確定性時，廣義相對論就會失效，場方程也不再有用。 所以，最大的難點，就是引力與其它三種相互作用力的統一。 事實上，這也是物理學研究的東西，一直以來要么是如粒子那般小而輕的，要么是如恒星和星系那般大而重的，所造成的最終結果。 因為從來沒有兼具研究兩種性質的研究成果。 因此，從表面上來看，對于某一物質，物理學似乎只需要宏觀和微觀的理論，就已經足夠了。 可為什么同一個宇宙，同樣的物質構成，一定要嚴格的區分宏觀和微觀的尺度呢？而且還需要不同的理論模型來解釋呢？ 答案自然是物理學界對宇宙的認知有缺陷，物理學界需要一個統一的理論，讓量子力學和廣義相對論融合。 而且一定存在一種尺度，能夠統一微觀和宏觀，統一最基本的四種相互作用力。 “也就是說，必須要統一量子力學和廣義相對論，但同時也要跳出量子力學和廣義相對論，從更高維度的視角，來看待宏觀和微觀，從而突破最后一步！” 陳舟在將所有的草稿紙，重新梳理研究了一遍，并再三翻看了錯題集后，他終于確定了最后一步的突破方向。 不再遲疑，將草稿紙再次攏在一塊，放在書桌的一角，轉而拿過一沓嶄新的A4草稿紙。 隨之，筆尖與紙張接觸，揭示宇宙模型的大統一理論，開始在紙上呈現…… 學霸從改變開始 第778章 物理學的大統一理論
燕京大學，宿舍樓。 陳舟此刻正在房間里，坐在書桌前，手中的筆習慣性的點著草稿紙。 在草稿紙的另一邊，則是放著錯題集。 “難道真的要跳出現有的理論模型框架，才能真的看清這四種力？還是說需要重新構建新的理論模型？” 陳舟想著這個問題，內心有些遲疑，無法決定這最后一步該落向何處。 沒錯，對于物理學大統一理論的研究，陳舟已經進行到了最后一步，只差一層窗戶紙，便可以捅破最后的難點。 可這層窗戶紙，又好像不僅僅是一張紙那么簡單，簡直跟防彈玻璃一樣。 他需要再次打開自己的思路，才能真正走完這最后一步。 這也是陳舟所想的，要跳出現有的理論模型框架的來源。 這個想法并不是指完全脫離現有的理論模型，而是在最終解決大統一理論這個難點上，需要更發散的思維。 從本質上來說，關于物理學大統一理論的研究，是不可能完全脫離現有的理論模型框架的。 大統一理論，也被成為萬物之理，主要研究內容，就是尋找統一能說明引力、電磁力、強相互作用力、弱相互作用力，這四種相互作用力的理論模型。 這一理論模型的研究，最初源于麥克斯韋對電磁的研究，證明了電磁現象的同一種相互作用的兩個方面，可以用同一組方程式進行描述。 后來則是愛因斯坦，他一直想要一種統一的理論，來解釋所有相互作用，他也深信自然界應當滿足簡單性原則。 只不過結果是令人遺憾的，這一研究即使耗盡了他后半生的精力，也沒有完成，甚至一些科學史學家，還斷言這是他的一大失誤。 再往后則是量子力學效應，也被納入到了這一理論模型的研究之中，并最終以量子電動力學的形式出現。 隨后便是弱電統一理論，由格拉肖、溫伯格、薩拉姆三位物理學家，提出了弱電統一理論。 這是科學上第一個成功的相互作用統一理論，把弱相互作用力和電磁力統一了起來，并預言了幾種新的粒子。 也因此，這三位物理學家獲得了1979年的諾貝爾物理學獎，并促使更多的物理學家，開始進一步研究把更多力統一的理論模型。 但可惜，電磁力、強相互作用力、弱相互作用力這三種相互作用力，到目前為止并未得到真正的統一。 更不要說，那個令無數物理學家頭疼的引力了，它仿佛就是天然與其它三種力分開的一種力，壓根就不統一。 雖然當前的物理學界，有著不少的理論模型，像是標準模型，像是弦理論，但是卻沒有一個真正能夠被驗證為正確的理論模型，全部都是假設。 自然，假設的不一定是錯，但肯定不能說是正確。 拿標準模型來說，它也只是一個唯象的理論，其中含有十幾個可調參數，任意性太大。 雖然它被用來解釋宇宙中最基本的組成粒子，以及其間的相互作用力，看上去是很完善了，但無論是中微子，還是伽馬光子，它都無法解釋為什么會在物質中存在。 就更別說還無法被包容進去的引力了，所謂的引力子也只是一個設想，而且并不完美。 可盡管如此，物理學界這么長時間的研究成果，這些理論模型的價值，卻是真實存在的。 陳舟也是在各種理論模型的基礎上，開展的自己的研究，并達到了現在的最后一步。 所以才會說，從本質上來說，他的研究不可能脫離現有的理論模型框架。 最終，陳舟放下了手中的筆，將所有草稿紙攏在一塊，然后將錯題集拿過來，壓在了草稿紙上。 遇事不決，那就問錯題集。 這是最有效，也是最高效的辦法。 隨著時間的流逝，陳舟重新將錯題集放在了一邊，轉而梳理起了攏在一塊的草稿紙。 目前的現實情況是，強相互作用力、弱相互作用力、電磁力都是微觀作用力，被量子力學所描述，而引力則是宏觀作用力，被廣義相對論所描述。 雖然這兩套理論在各自的領域，都被證明是正確的，但卻無法適用于對方作用的范圍。 準確來說，就是在粒子層面，引力的作用太過于微弱，廣義相對論無法解釋粒子的運動規律，但是量子力學可以。 同樣，在天體星系層面，強相互作用力、弱相互作用力、電磁力的作用又太過微弱，量子力學無法解釋天體星系的運動規律，但廣義相對論可以。 如果換一個角度，從數學上來看這兩套理論的話，廣義相對論利用了黎曼幾何，它可以認為宇宙的幾何結構無限小，因為黎曼幾何可以進行無限小的幾何抽象。 但是，由于量子力學的不確定性原理，又會使黎曼幾何結構不再準確，從而產生邏輯上的矛盾。 也就是小到出現量子化的非連續性與隨即的不確定性時，廣義相對論就會失效，場方程也不再有用。 所以，最大的難點，就是引力與其它三種相互作用力的統一。 事實上，這也是物理學研究的東西，一直以來要么是如粒子那般小而輕的，要么是如恒星和星系那般大而重的，所造成的最終結果。 因為從來沒有兼具研究兩種性質的研究成果。 因此，從表面上來看，對于某一物質，物理學似乎只需要宏觀和微觀的理論，就已經足夠了。 可為什么同一個宇宙，同樣的物質構成，一定要嚴格的區分宏觀和微觀的尺度呢？而且還需要不同的理論模型來解釋呢？ 答案自然是物理學界對宇宙的認知有缺陷，物理學界需要一個統一的理論，讓量子力學和廣義相對論融合。 而且一定存在一種尺度，能夠統一微觀和宏觀，統一最基本的四種相互作用力。 “也就是說，必須要統一量子力學和廣義相對論，但同時也要跳出量子力學和廣義相對論，從更高維度的視角，來看待宏觀和微觀，從而突破最后一步！” 陳舟在將所有的草稿紙，重新梳理研究了一遍，并再三翻看了錯題集后，他終于確定了最后一步的突破方向。 不再遲疑，將草稿紙再次攏在一塊，放在書桌的一角，轉而拿過一沓嶄新的A4草稿紙。 隨之，筆尖與紙張接觸，揭示宇宙模型的大統一理論，開始在紙上呈現…… 學霸從改變開始 第778章 物理學的大統一理論
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