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物理學的困惑(第一推動叢書·物理系列) 封面

物理學的困惑(第一推動叢書·物理系列)

斯莫林

5465人在讀
24.3萬字總字數
¥27.99定價

有聲書與視頻解讀 YouTube有聲書 9 · 視頻解讀 3

內容簡介

這是一本破天荒的書,著名物理學家斯莫林在書中指出作爲所有其他科學的基礎的物理學迷失了方向。爲什麼物理學突然陷入了困境?我們能爲它做些什麼?

讀者書評

★★★★★

讀這本書前,其實應該先讀後面李老師寫的譯後序,可能對全書更好的理解。這本書分爲了三個部分,第一部分斯莫林花了很多篇幅回顧了這三十年來弦理論的發展經過、取得的成就,以及當前弦理論的困境。第二部分講除了弦理論外,其他幾個“後現代物理理論”的成就和侷限。第三部分則探究了這三十年來物理學發展中進入如此現狀背後的社會、行業和大環境的原因。能夠堅持把這本書讀完,需要有一定的現代物理學的基礎,同時也需要莫大的好奇心,否則第一章節和第二章節枯燥的內容就很容易讓很多人放棄了。李老師的翻譯也很到位,不僅僅還原了本書中比較專業的物理知識,同時也還原了本書的總體調性,把握住了斯莫林寫書中語言文字中提現的內心情緒。翻譯的很到位,而且譯後序更是全書中對中文讀者最友好的內容。非常值得對物理學保持了強烈好奇心的小夥伴堅持一讀。後面是我讀這本書的一些讀書感想和讀書筆記,和大家共勉: 1、標準模型理論更像是一種解釋性理論,不清楚爲了上帝爲了造這個世界,卻發明瞭如此多的工具。弦理論很優美,但是現在僅僅停留在數學層面,現有的技術手段無法證明。一個無法被驗證的理論也永遠只是理論。 >標準模型以外的理論分化爲兩個陣營,有的被證僞了,因而是錯誤的。其餘的還未經檢驗——要麼因爲它們沒有明確的預言,要麼因爲它們的預言還不能用現有的技術來檢驗。 2、電子爲什麼既會像粒子也會像波呢?在哲學上我們講矛盾的統一,但是矛盾統一背後的原因是什麼呢?也許就是我們沒有真正認識物質本身,所以纔會“屈就”一個既像粒子又像波的結論。 >電子既像粒子也像波,光也如此。而且,理論對亞原子粒子只能給出統計的預言。 3、現在大家的做法是把這些疑問拋到一邊,先就這個理論去描述這個世間,在遇到問題的時候再解決問題。類似於鴕鳥,但是這些忽略的問題最終還是需要面對。 >有時,這說明問題已經解決或無關緊要。 4、這裏的實在論應該就是我們常常提到的唯物主義。 >實在論作爲一種哲學也許會消亡,但不大可能。畢竟,實在論是科學家前進的動力。對我們多數人而言,相信那個獨立於我們的實在,相信我們能真正理解它,這樣的信念驅動着我們去做艱辛的工作,做一個科學家,去認識大自然。 5、如果暗物質或者暗能量分佈如此廣泛,也許它本身就存在於我們的身邊,只是因爲我們現在技術能力的限制,使得我們現在還無法認知而已。否則很難說通,存在於宇宙中這麼廣泛的物質卻在我們身邊找不到。 >足足有70%的物質密度似乎來自暗能量形式,26%是暗物質,只有4%是普通物質。 6、達爾文之前的生物學是神創論,之後才變成了科學。 >達爾文之前和之後的生物學簡直不像是同一門學科。 7、所以簡潔是世界的本質規律,也是所有科學家都堅信會有一個終極萬物理論的原因。 >那結果就是一場徹底轉變我們自然知識的大革命 8、科學方向的選擇會帶來巨大的代價,而這種代價就是科學家的時間。 >25年過去了,我們還在等待。沒有質子衰變。我們等了很長時間才明白SU(5)大統一是錯誤的。思想很美,但自然似乎不喜歡它。 9、引力波的意義重大,LIGO應該會在未來的宇宙觀測中要扮演越來越重要的位置,也許暗物質之迷也會有所進步。畢竟引力波觀測會是一種區別於電磁觀測方式外的全新觀測模式,它不依賴於物質本身,而完全取決於物質的質量和運動。 >廣義相對論的主要內容是,空間幾何不是固定不變的。它動態地演化着,當週圍物質運動時,它也隨時間而變化。空間幾何裏甚至還穿越着引力波。 10、關鍵是我們定義的空間形狀是否也是合理的。三角形三個內角之和180度,這個是我們這個我們定義的“平坦”時空的性質。而是否真的是另外一個宇宙的“定義”? >這並不意味着存在另一個固定的刻畫空間的幾何,例如說空間像球或馬鞍而不是平面。 11、廣義相對論的偉大就是將時間這個特殊的物理量從特殊的“神壇”上拉下來了,而是將其作爲和其他物理量等同看待的“一般物理量”。 >背景獨立的另一方面是說不存在地位特殊的時間。 12、感覺其實每個人都是這樣,做科學家如此,創業不也是如此。創業相對比科學簡單,科學的前途是一片漆黑未知的領地,也許是沼澤,也許是深淵,也可能是科學成就的最高殿堂。創業的未來相對簡單,成功抑或失敗,也還有重頭再來的機會。但是共同點都需要爲熱愛之事奉獻時光與生命。 >當我回顧30年來我所熟悉的那些人的科學生涯時,越發感到科學生涯的抉擇依賴於人的個性。 13、所以做科學要有賭徒的心態,並且是世界上最聰明的頭腦去做賭徒。從小就立志想從事客,科學研究,但是最終在半路上卻當了逃兵。這個世界上有多少真正科學家?還是有很多披着科學家外衣對我學術商人?有多少人能夠真正理解科學家這個職業的根本。  >你大概以爲我們比這些人高明,可別忘了愛因斯坦也是屬於他們的。 14、做人還是要隨性而爲,而真正難的也是這點,在社會中,身邊人身邊事,有多少人丟失了內心,而選擇了屈就。 >當我與別人的做法相左時,也不再感到煩惱,因爲我發現一個人的性情幾乎完全決定了他做什麼樣的科學。 15、我也堅信世界是簡潔的,這樣的信念也許是支持了統一理論往下走的根本動力。 >能量就是質量,運動與靜止不可區分,加速度與引力是一樣的。 16、我們都習慣了用靜態的思想,勻速,週期性或者線性思維思考問題,但是實際上這個世界的本質是非線性的。 >結果發現,兩個路徑在天空的交點不是固定的:交點也在轉動,需要十八年多的時間才轉一圈。 17、抽象是非線性思維的關鍵。 >第三個運動的發現——那丟失的元素——肯定算是抽象思維的一個最古老的成功例子。 18、非線性思維是否可以分解爲線性的疊加?就像我們在學習傅里葉變化的時候。  >這是深遠的一步,因爲它需要我們認識到在觀測的運動背後還存在另一種運動,而那隻能演繹推理才能發現。 19、我們能夠積累如此多的數據,原因是由於我們建設了大量的粒子加速器和做了大量的實驗。也是因爲這些數據使得基本粒子模型才能如此精準,但是基本粒子模型是終極理論嗎?還是隻是物理學上的補丁? >我們積累了大量關於不同強相互作用粒子及其碰撞現象的數據。 20、能夠堅守內心,一直堅持的人,應該得到尊重。而現在大家的評判標準太過單一,各個行業都是功利。 >施瓦茲堅持做弦論,繼續尋找證據證明它可以是物理學的一個統一理論。 21>在科學領域,要讓科學家切換賽道無疑是一件難事,這需要對自己的否定和放棄自己曾經付出的時間和生命。和做企業,修正企業戰略一樣,這都需要莫大的勇氣和決心。這本身是一件很艱難的事情,何況這還是世界上最聰明的一羣頭腦,他們在人生中很少遇到挫折,也有着莫大的自信與自負。 > 在新的氛圍下,不丟棄自己正在做的事情而去追隨他們,是需要勇氣的。 22、要挑戰常識是很難的,而反常識往往纔是人類科學進步的原因。因爲我們肉身所限,所以我們認知的世界都是近似的,不精確的,甚至可能世界的本來面目並非如此。但是這種通過眼耳口鼻識描繪的世界,形成了我們認知的常識世界,會固化我們的思維,形成認知邊界。要打破邊界和反常識,則需要從自身認知層面提升。所以先承認自己的無知是第一步。 >我們不禁要說,假如愛因斯坦真是天才,它大概會更相信他的理論而不是偏見,從而預言宇宙的膨脹。 23、弦理論不是一個理論,而是一個理論集。正是由於這些不同的理論,引申出了多宇宙和多世界理論。那個弦理論是能夠完美解釋我們當前世界的理論,至少目前還沒有找到。 >由於我們的知識不夠完備,我們不得不將許多可能的弦理論劃分爲兩組,並分別考察每一個組。第一組由已知存在的弦理論組成,第二組包括那些猜想的但尚未構造出來的弦理論。 24、因爲相對論太成功了,所以就像之前的牛頓力學,我們把它作爲了真理或者基礎理論,因此基於此建立了我們對整個宇宙的認識。但是是否這個基礎是成立的?會不會相對論也只是我們這個世界在某些條件下的近似?當世界的尺度變化的時候,這種近似和現實就出現了巨大的偏差?所以DSR的思路就是修正這種偏差,從而實現對不同尺度的世界的更準確的描述。 >新理論叫修正的或雙狹義相對論,簡稱DSR。 25、學術陣營的互不往來,其實不亞於不同宗教的教派。對自己思想的信仰,也是具有高度的排他性。以前學生時代反對過狹隘的民族主義,但是無法否定的是,狹隘是人性之一。 >不幸的是,多數弦理論家並沒注意過去20年在量子引力領域的這些進步,所以兩個領域是獨立發展的。 26、時空的因果結構,事物之間所有關聯的傳遞都是需要介質的,介質的傳播不會快過光速,而介質的傳播鏈就構成了事物之間的因果。 >這就是時空的因果結構。 27、我們常常把時間作爲一個獨立的變量,而時間和空間是否如能量與物質,看起來二者相差巨大,實際上二者是一體兩面的關係。相對論其實揭示的最深的本質就是空間與時間其實是可以相互轉化的? >目前最成功的量子引力方法結合了三個基本思想:空間是突現的,空間的最基本的描述是離散的,這些描述都以因果性爲基本要素。 28、矩陣運算就是非對易的。 >“非對易”指量子理論的量由不能對易的對象來代表,即AB不等於BA。 29、時間和空間,也許本身就是同一種東西。  >硬要我猜想的話(猜想也是我謀生的手段),我想罪魁禍首就在這兒。 30、做什麼事情都這樣,老是沉浸在患得患失中,顧自憐愛,對任何事情都不會有幫助。  >不要浪費時間替自己難過,也別爲愛因斯坦和玻爾傷感。沒人能幫助你,只有自己能發展自己的思想,也只有自己能爲它們奮鬥。 31、其實能夠不受環境和外界影響,執着於內心,追求真理,能夠忍受孤獨和戰勝世俗的眼光的人總是少數,需要一些足夠偏執的人。而這樣的人往往又和這個社會格格不入。但是往往社會都是由這些人推動的。 >如果做一個普通的助手或助理教授,就會爲了贏得進階所必需的邀請和資助而拼命去發表文章、爭取榮譽,結果是一事無成。但巴伯和瓦倫提尼碩果累累。 32、每種機制的設定,初衷都是好的,但是核心還是執行的人。同行評議就是一個過濾器,而這個過濾器卻沒有固定的標準,主要有參與的人來決定,這些人也許就代表了科學發展的方向。 >同行評議在無意中產生一個負面結果:它很可能成爲一種老科學家強迫年輕科學家的機制。 33、在社會體系裏,真正佔據着具有獨立思想的“腦袋”的位置很少,因此這個位置的競爭很大。其他需要技術嫺熟的“工人”的位置則比較多。而往往由於諸多因素,人和位置往往錯配了,纔會導致很對的問題。 >技術嫺熟而缺少思想的人比有自己思想的人更有機會,因爲簡直沒有辦法衡量那些獨立思考的人 34、弦理論的研究方法更像數學的研究方法,也許這就是弦論在物理學研究領域裏那麼異類的原因,關鍵是這個異類還如星星之火,燒成了物理學的一股潮流:重理論和輕實驗,讓弦理論的一切看起來都不是很“物理”。 > 如果說從前物理學是物理學靈魂套上數學外衣,那麼弦理論大概就是一個數學靈魂在物理學上空飄浮,總也落不下來。 35、有意思的闡述,但是其實什麼是哲學,什麼是宗教,什麼是科學?他們是不是都是信仰? >當思想改變你的思想,那是哲學; 當上帝改變你的思想,那是信仰; 當事實改變你的思想,那是科學。 那什麼改變了你的思想呢?

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《物理學的困惑》,看好這本書N久了。一直沒買的原因是,有幾個擔心: 一、我讀完了之後,同樣困惑或更困惑,怎麼辦?是不是喫不下飯、睡不着覺、做不了愛愛? 二、我讀完了之後,不再困惑,且令物理學家及科幻作家、科普工作者、哲學家、神學家……及老師和學生們,不再困惑,如何是好?他們是不是沒事可做了? 三、我讀完了之後,既困惑又不困惑、既不困惑又還是有些大大小小的困惑,有什麼意義?以前和後來一直到現在,都是物理學和我相互困惑得水乳交融,還有比這更令人困惑的麼? 四、我讀完了之後再告訴您! 老石 敬禮(叩首)!

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這本書在講物理,以及做物理的人。我讀它是想知道業內人士是如何理解理論物理的停滯不前的。 理論物理是特殊的,它在於1. 這個領域是最根本的科學,它也是關於純粹的邏輯推導的。它站在所有自然科學鄙視鏈的頂端俯瞰一切,是整個科學領域裏審美的最高峰;2.很多從業者判斷現在這個領域進入了死衚衕。走到學術最高峰的楊振寧如此判斷,同時代年輕人裏的佼佼者也有像姚順宇這樣本科就發prl,讀完博就從理論物理轉到了ai。 理論物理的第一個特性使得它似乎天然配得上一切宗教般的虔誠,但是現實裏有許多人做出了反叛,無論是老資歷,還是博士生。這作爲一個例子讓我想到,你痛苦的這個課題,你對整個領域的不看好,有沒有可能是因爲它事實就是如此?你要敢於相信自己的判斷,就像有人敢於否定理論物理這一神殿一樣,打碎心裏的神像。 我在實際做項目的時候可以說自己從原來的流水線走向了工程化的項目,更難了,也更符合審美了。但是這個就類似做理論物理的人對於實驗和計算物理人的鄙視鏈。而理論物理甚至遠比工程的東西更加高端,但這個領域當下進入了這個困境,一個普通的有熱情的年輕人,埋頭扎進去的結果很可能是空耗一生。 難,審美上的高級和優雅,不代表它是客觀的,是適合具體的人的。這是做題思維的遺毒。審美的另一面就是鄙視鏈。你用鄙視鏈這個詞馬上就會覺得它本身沒有什麼意義。 於是回過頭想一個人做一件事所要面對的最初的問題:它有需求嗎?怎麼做,好不好做,誰去做。這些問題很重要,但他們都不是值不值得做的問題。在我的理解裏,但凡不是茴字有幾種寫法類型的問題,有現實需求大多有其意義。那麼遇到的難點在性質上就是值得克服的困難。努力爬山即可。 由此我想到了一個人對生涯選擇的幾種不同看法:1.你覺得這個事情能帶來現實的收益,賺的多;2.你覺得這個事情符合你的審美,帶來心理滿足;3.你覺得這個事情讓你心潮澎湃,你可以聽到轟鳴的心跳;4.你覺得這個東西人類對它有天然的需求。人很容易犯的一個錯誤是認爲第2點和第3點是重合的。可惜並非如此。第2點依舊在“你覺得應該怎麼做”這一層。第3點是最理想的,這樣的生活絕對是值得一過的,但是熱情也是依賴於反饋而被加深的,可能只是正反饋訓練下巴浦洛夫的狗的另一種呈現,同時熱情也是稀缺的。很難說在漫長的職業生涯裏不會感到厭倦。關於熱情的生成不多討論,我也沒想清楚。在冷冰冰的判斷下,第4點似乎也不錯。或許3和4之間存在着一種兩全的可能性,但我還沒想到也沒看到。 另外,自己方向的論文都是一些垃圾的時候,看一些別的領域的工作都很有意義。

★★★★★

本書是理論物理學家李.斯莫林的科普作品,重點關注量子場論建立後的理論物理學史和他對當代理論物理困境的思考。 在牛頓之後,1975年之前,理論物理學每過25年左右就會有巨大的進步。但在1975年後,這種趨勢結束了:理論物理陷入了困境,它擁有越來越繁複優美的理論(特別是弦論),但難以給出可檢驗的預言。理論物理爲何會陷入這種困境?我們能爲它做什麼?這是本書關心的中心問題。 在本書第一部分,斯莫林老師提到了愛因斯坦未完成的革命,以及他心目中當代理論物理的五個基本問題: 1. 統一廣義相對論和量子場論。引力的量子化是其中的重點。 2. 解決量子理論的基礎問題:弄清理論代表的意義,或創立新理論代替它。 3. 確定不同的粒子和力能否統一在一個理論中,並將其解釋爲一個單獨的基本作用。 4. 理解粒子物理標準模型的大量自由參數如何產生。 5. 解釋暗物質和暗能量。 斯莫林老師認爲,物理學中成功的統一有三個特徵:帶來驚奇,引發新的發現和假說,給出前所未有的可檢測的預言。而弦理論因爲不滿足第三個條件,因此尚且不能算作成功的統一理論。 本書第二部分簡述了弦理論的發展史。其中最有趣的是描述了弦理論的三個一般性特徵:認同額外維度、所有力的統一、存在超對稱。在兩次超弦革命後,我們目前仍未擁有一個統一的弦理論。作者認爲,我們對弦理論的認識主要與四類猜想有關: 1. 我們認識最好的弦理論描述了在簡單背景中運動的弦,背景幾何不變,宇宙常數爲0. 2. 在負宇宙學常數的情形下,可以證明存在基於馬爾德希納猜想的一類弦理論。 3. 人們猜想,存在無數其它理論,其中弦在更復雜的時空背景中運動,宇宙常數不爲0,背景幾何可變,或者包含膜和其它場。 4. 玻色弦理論。存在於26維時空,沒有超對稱和費米子,有快子。 本書第三部分講述了弦論之外的理論物理進展。包括嘗試理解暗能量、修改引力理論、雙重狹義相對論(DSR)等。 在最後一部分中,作者嘗試理解物理學困境的社會學原因。比較重要的包括: 1. 曾經的物理學同時尊重思辨風格(例如愛因斯坦和玻爾)和競爭風格(例如粒子物理學家們),但在當代理論物理中,後者一家獨大,思辨者們難以在競爭日益激烈的學術界保持自我。 2. 存在兩種類型的理論物理學家:預言家和工藝師。工藝師擁有精湛的專業技術,對世界本性的哲學式思辨興致寥寥,他們組成了推進和維持常規科學研究的主體;預言家不一定擁有頂尖的專業技術,但他們迫切地渴望理解時空、物質等世界基本層面的本性,懷揣着大膽的夢想進行研究,科學革命的推動者在他們中產生,他們中在當代的傑出代表包括彭羅斯、特胡夫特等。但目前的研究體制很不利於年輕預言家的生存。 3. 同行評議制度很必要,但它也存在明顯的負面影響:它假定物理學家可以簡單分出等級,因此更利於技術嫺熟而非有自己思想的年輕人,也容易變成老科學家強迫年輕科學家走自己的路的機制。類似的,終身教職制度能保護智力獨立的人,卻不能創造他們:在獲得終身教職之前傾向於保守的研究者,在獲得終身教職後,爲了獲得更多資助,依然傾向於進行保守傳統的研究。 最後,我們這一代理論物理學家有責任完成愛因斯坦他們那代人發動的理論物理革命,斯莫林老師對此感嘆到,這是他真正的工作,卻沒有完成好。從物理學史來看,那些偉大的理論進步極少有隻靠運氣產生的。年復一年徒勞無功的艱辛勞作和孤獨探索是必要的。 費曼說,要想發現點新東西,就必須把這條探索之路上所有可能的錯誤都犯一遍。所以,啓程吧,走過一切可能的道路,堅定不移地穿過所有混沌,甘之如飴地品嚐所有錯誤,向着未知的彼岸無畏地前進吧。

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大膽清醒的物理反思之作,跳出常規科普框架。理性剖析學界發展迷茫,辯證看待前沿理論爭議,讀完拓寬科學格局,帶你看懂現代物理深層困境與未來方向。

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推薦,排版不錯。看這本書要有一定的物理學基礎,或者對物理學有着濃厚的興趣。所以說我們不一定要帶着問題去求解,也可以尋着疑惑來學習。 作者先是對物理學的發展現狀感到擔憂,這個問題放眼當下來看,聯繫社會,羣體,還有國家的政策最終是否落實目前還不能確定,我感覺它們是比較大的阻礙力。 這本書書名就特別吸引人,有種想走進去掘取內容的好奇感。 在拋出物理學的五大問題後,作者在後面也作出了適時的回應。整個篇幅都在談及弦論相關,對問題的專注力很集中。 看完這本書已經過去兩三個月了,開始呢就是帶着弦論的正確與否往後看,而忘了去感受科學家們從事這些工作中過程的艱辛和勇氣。 之前在閱讀其它的一些物理書時,看見對弦論的描述都是一筆帶過,對它也就沒什麼概念。由於自己不具備專業性,對物理學和數學方面的表述還很含糊。 最後呢有關對待科學的方式和態度,作者的言辭很恰當。 往後閱讀的重心會轉移到 文學,商業,市場。

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還是建議大家先讀該書最後的《譯後記》,方便把握本書的核心內容。 早在22年,我就買了本書的紙質版。身爲一名科普書愛好者,是無法拒絕物理學的,尤其是理論物理學的前沿理論,大多數情況下,充滿瑰麗的想象力與嚴絲合縫的邏輯會讓我由衷感嘆得到世界的美與大師的銳。閱讀本書無疑是一個漫長的過程,其內容充滿大多的理論物理學的專業術語、晦澀概念,總體來說是不易於閱讀的。大概來說,本書的內容中有以下幾個有趣的問題(這些問題是對於我這位愛好者而言及其有意思的問題),可以與諸君分享: 1.廣義相對論與量子力學的結合是否具備可能性?——理論背景與差異—— 量子力學:研究極小尺度(原子和亞原子水平)的物質和輻射。它揭示了微觀粒子具有波粒二象性,且粒子的位置和速度具有不確定性,只能以概率來描述。 廣義相對論:描述物質如何影響時空的幾何結構,以及時空如何影響物質的運動。它認爲時空是一個動態的、可彎曲的四維結構,物質的存在會使其發生彎曲。 兩者之間的主要差異在於,量子力學描述的是微觀粒子的行爲,而廣義相對論則描述的是宏觀時空的結構。此外,量子力學具有背景依賴性,即物質和場處於一個預設的時空之中;而廣義相對論則是背景獨立的,它不需要預設時空的存在。 ——以下是一些結合的主要的嘗試—— 圈量子引力: 理論基礎:認爲不僅物質是量子化的,空間和時間也是由最小的量子構成的。在宏觀尺度上,時空是連續的,但在微觀尺度上,它是由“體積粒”和“時間段”構成的。 弦理論: 理論基礎:認爲粒子不是點狀的,而是一維的“弦”。這些弦在多維時空中振動,不同的振動模式對應不同的粒子。(弦理論雖然能夠解釋一些量子力學和廣義相對論無法解釋的現象,但它目前還未被實驗證實。此外,弦理論也預設了時空的存在,因此具有背景依賴性。) 其他嘗試: 因果集合理論:一種有關時空的背景獨立理論,它起始於一羣僅通過一種指導原理相連的點,點與點通過因果關係相連。 量子糾纏與全息原理:研究發現,如果使用量子糾纏來連接表面的兩點,對應的內部的點將相互連接爲一個物理單元。這可能與時空的量子特性有關。 ——那麼結合的難點目前體現在哪呢?—— 數學難題:如何將兩個在數學上截然不同的理論結合起來是一個巨大的挑戰。例如,在量子力學的計算中會受到“無限”的困擾,而廣義相對論下的引力場不能應用重整化消除“無限”的影響。 實驗驗證:目前還沒有實驗能夠直接驗證廣義相對論與量子力學的結合。因此,如何設計實驗來驗證這一結合是一個亟待解決的問題。 理論完善:現有的理論框架(如圈量子引力、弦理論等)都還存在一些未解決的問題和爭議。因此,在將它們作爲最終理論之前,還需要進行進一步的完善和發展。 總之,在此問題上當前階段的理論物理學是未能有明顯突破的。 2.光速一定是一個恆定的值嗎?是否具有超光速的東西?此問題,似乎是一個很難有勇氣去反駁的問題,E=MC²已經表面,光速如不恆定,質量與能量之間的“客觀”關係便已開始難以捉摸。除此之外,光速如不恆定,直接影響宇宙膨脹速度、天體信息等。 “愛因斯坦的核心認識是,不同觀測者,即使以不同速度相對運動,測得的光子總是具有相同的速度,因爲他們測量空間和時間都不同。他們測量的時間和距離的變化方式,恰好滿足光速是一個普適的量。” 正文裏提到的馬蓋若2003年的《比光速還快》藝一書,該書的核心理論“VSL”(varying speed of light)試圖說明:光速在宇宙的不同時期和區域可能具有不同的值。這一觀點顛覆了傳統物理學中對光速恆定不變的認知,爲理解宇宙的演化和結構提供了新的視角。而最早的“VSL”理論,早在1911年就由愛因斯坦本人提出過,只不過當時並未引起重視。光速的變化可能受到宇宙演化、空間曲率、物質分佈等因素的影響,——該理論卻能很好地解釋當今宇宙學的一些現象——如此看來,雖說理論有縫合自洽的嫌疑,但不失爲一個非常奇妙而大膽的思路,爲宇宙學的宇宙大尺度結構研究提供了新的視角,與工具。 ——其實這玩意更像一個單純的宇宙學思想—— 3.雙狹義相對論(Doubly-special relativity,DSR)之前的問題。“普朗克長度被認爲是一個界限,小於它的尺度將出現一種新的、本質上是量子力學的幾何。” 這個描述本身就很量子力學,但作者接下來的問題是十分有趣而值得深思的“問題是,所有觀測者都同意什麼是最小長度嗎?” 狹義相對論中的“長度收縮”現象已經說明,或者說意味着,不可能存在着“最小長度”。 “無論多短的長度,你總能通過接近光速的相對運動使它變得更短。” 愛因斯坦其實在說,世界上有兩種事物,以光速運動的和以低於光速運動的。如果一個觀測者看到某個事物比光速慢,那麼所有觀測者都一樣;如果一個觀測者看到某個事物和光一樣快,那麼所有觀測者也一樣。 DSR“先鋒”的思想是對長度(空間尺度)運用了同樣的邏輯, “他提出修正空間和時間測量隨不同觀測者變化的法則,使它滿足,如果(“被”,原文無此字,個人淺見應加上)觀測對象是普朗克長度,則所有觀測者都認同他具有普朗克長度;如果(被觀測對象)比他(普朗克長度)更長,則所有觀測者也有同樣的結果。這個綱領是可以和諧的,因爲對任何觀測者來說,沒有比普朗克長度更短的東西了。” (括號內的內容我私自加的,別噴。。。) ——但還是那個問題,所謂普朗克長度,何以成爲最短的長度(空間)描述呢?—— 總體來說,除了常見科普的波粒二象性、量子力學基礎概念等內容外,本書最讓我感興趣的、有所得的內容大致如上,以上淺見,拋磚引玉,歡迎討論。 2024年12月29日23:55

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注:翻譯的非常好,加上作者表述清晰,即使對於我這種門外漢也顯得通俗易懂。核心觀點無非是對於理論物理學界集體迷狂執着於“弦理論”而陷入死衚衕並且對排擠打壓持有異議觀點的同道後生的圈內學術氛圍感到悲哀、惋惜、不平及不解,故而作此書“撥亂反正”。按作者所言,“弦理論”並非理論,而更像是一個假想,但這個假想太過於美麗完美,以至於如同沙漠中的海市蜃樓,迷惑誤導了一大批急不可耐想要第一個找到真理源泉的理論物理學者,他們在過度美好誘人的幻象和自己浮躁急切的心理作用下羣體性得喪失了作爲科學研究者必須擁有的理性。這直接造成了當下理論物理學研究進展緩慢的困境,按作者的觀點,“弦理論”無非是一種思想上的投機取巧,其興盛崛起吸引了大批優秀的人才和物力資源湧入這一難有收穫的“淘金浪潮”中,已然成爲當下理論物理發展進步的最大隱患。也許“弦理論”的方向是對的,它的突破能實現量子物理和廣義相對論的大統一,但即使真是如此,作者認爲,也不應當把所有雞蛋放到這一個籃子裏。對於當下理論物理學界這種狀況的發生,美國科研體制和不寬容的圈內環境都應負有改變的責任。不過,革命性的理論突破總是源出敢於質疑並挑戰主流權威的異見者,作者相信,就像歷史上每一次科學進步所證明的那樣,真理往往掌握在少數人手裏,在追求真理的路上,註定要忍受孤獨。。題外話,雖然多重宇宙非常誘人,但同樣可能是人類自己編撰的神話,大自然會不會按人類的劇本運行呢?很可能不會,因爲它不明白“削足適履”到底是什麼意思。強烈推薦與這個話題相關的一部美動漫劇,《Morty and Rick》~ 當思想改變你的思想,那是哲學; 當上帝改變你的思想,那是信仰; 當事實改變你的思想,那是科學。 “自然不欣賞我們的神話。”我們真是在寫新的神話嗎?如果我們在用數學寫神話,那麼似乎應該聽聽一個老數學家的最新感悟:“歸根結底,數學只是我們的,而不是宇宙的。” 某些專家在連弦理論到底是什麼都不知道的時候,又憑什麼相信它不可替代呢?他們相信它不可替代究竟是什麼意思?就是這些問題激發我寫這本書。

★★★☆☆

這是一本瞭解現代物理理論發展到什麼程度的書(相對論、量子理論、弦理論等)。 書的內容算是物理理論從20世紀初(19XX年)到現在的發展歷史。不過一路讀下來,發現那些物理理論都是空中樓閣,沒有實驗與預言,只有調整理論去適配過去,如果發現新的東西與理論不相符,就再次調整理論。 由於那些掌權者幻想弦論就是唯一的理論,導致弦論有種宗教的氣息。這形成了一種壟斷,也阻礙了其他理論的發展。 作者期望世界發生一些什麼重大發現,比如證明相對論存在錯誤、弦論存在錯誤,從而把衆多的優秀人才從弦論中解放出來,大家按照自己的興趣愛好去研究物理理論,而不是宗教式的追隨弦論。 文章弦論部分頗爲枯燥,大部分也是個人主觀內容,不推薦閱讀。

★★★★★

非常好的內容,並不代表我完全站在作者這一邊,但是正如譯者所說的,對臺戲要比獨角戲好看多了。 總結物理學眼下的五大問題,任何統一的理論和新的思想都繞不開這五大問題: 問題1:將廣義相對論與量子理論結合爲一個真正完備的自然理論。 問題2:解決量子力學的基礎問題:要麼弄清理論所代表的意義,要麼創立一個新的有意義的理論。 問題3:確定不同的粒子和力能否統在一個理論並將其解釋爲一個單獨的基本作用。 問題4:自然是如何選擇粒子物理學標準模型中的自由常數值的? 問題5:解釋暗物質和暗能量。或者,假如它們不存在,那麼該如何在大尺度上修正引力理論,爲什麼修正?更一般地說,爲什麼宇宙學標準模型的常數(包括暗能量)具有那樣的數值? 想一想科學從哲學分化而來,大概是時候讓其回到哲學中去了。 自從科學與社會學沾邊的那一刻起,科學就不應該是神學,沒有崇拜,沒有權威,只有思辨,從本質上而來的思辨。在科學研討中提出“保守派”這樣的字眼簡直是一種恥辱,然而現在我們不得不提了。 然而真理還是會到來的,這一點也包含在真理之中。

書籍信息

作者斯莫林
譯者李泳
出版社湖南科學技術出版社
出版時間2018-02-01
ISBN9787535795120
分類科學技術-自然科學
格式EPUB
完結狀態連載中
章節數27