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物理学的困惑(第一推动丛书·物理系列) 封面

物理学的困惑(第一推动丛书·物理系列)

斯莫林

5465人在读
24.3万字总字数
¥27.99定价

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内容简介

这是一本破天荒的书,著名物理学家斯莫林在书中指出作为所有其他科学的基础的物理学迷失了方向。为什么物理学突然陷入了困境?我们能为它做些什么?

读者书评

★★★★★

读这本书前,其实应该先读后面李老师写的译后序,可能对全书更好的理解。这本书分为了三个部分,第一部分斯莫林花了很多篇幅回顾了这三十年来弦理论的发展经过、取得的成就,以及当前弦理论的困境。第二部分讲除了弦理论外,其他几个“后现代物理理论”的成就和局限。第三部分则探究了这三十年来物理学发展中进入如此现状背后的社会、行业和大环境的原因。能够坚持把这本书读完,需要有一定的现代物理学的基础,同时也需要莫大的好奇心,否则第一章节和第二章节枯燥的内容就很容易让很多人放弃了。李老师的翻译也很到位,不仅仅还原了本书中比较专业的物理知识,同时也还原了本书的总体调性,把握住了斯莫林写书中语言文字中提现的内心情绪。翻译的很到位,而且译后序更是全书中对中文读者最友好的内容。非常值得对物理学保持了强烈好奇心的小伙伴坚持一读。后面是我读这本书的一些读书感想和读书笔记,和大家共勉: 1、标准模型理论更像是一种解释性理论,不清楚为了上帝为了造这个世界,却发明了如此多的工具。弦理论很优美,但是现在仅仅停留在数学层面,现有的技术手段无法证明。一个无法被验证的理论也永远只是理论。 >标准模型以外的理论分化为两个阵营,有的被证伪了,因而是错误的。其余的还未经检验——要么因为它们没有明确的预言,要么因为它们的预言还不能用现有的技术来检验。 2、电子为什么既会像粒子也会像波呢?在哲学上我们讲矛盾的统一,但是矛盾统一背后的原因是什么呢?也许就是我们没有真正认识物质本身,所以才会“屈就”一个既像粒子又像波的结论。 >电子既像粒子也像波,光也如此。而且,理论对亚原子粒子只能给出统计的预言。 3、现在大家的做法是把这些疑问抛到一边,先就这个理论去描述这个世间,在遇到问题的时候再解决问题。类似于鸵鸟,但是这些忽略的问题最终还是需要面对。 >有时,这说明问题已经解决或无关紧要。 4、这里的实在论应该就是我们常常提到的唯物主义。 >实在论作为一种哲学也许会消亡,但不大可能。毕竟,实在论是科学家前进的动力。对我们多数人而言,相信那个独立于我们的实在,相信我们能真正理解它,这样的信念驱动着我们去做艰辛的工作,做一个科学家,去认识大自然。 5、如果暗物质或者暗能量分布如此广泛,也许它本身就存在于我们的身边,只是因为我们现在技术能力的限制,使得我们现在还无法认知而已。否则很难说通,存在于宇宙中这么广泛的物质却在我们身边找不到。 >足足有70%的物质密度似乎来自暗能量形式,26%是暗物质,只有4%是普通物质。 6、达尔文之前的生物学是神创论,之后才变成了科学。 >达尔文之前和之后的生物学简直不像是同一门学科。 7、所以简洁是世界的本质规律,也是所有科学家都坚信会有一个终极万物理论的原因。 >那结果就是一场彻底转变我们自然知识的大革命 8、科学方向的选择会带来巨大的代价,而这种代价就是科学家的时间。 >25年过去了,我们还在等待。没有质子衰变。我们等了很长时间才明白SU(5)大统一是错误的。思想很美,但自然似乎不喜欢它。 9、引力波的意义重大,LIGO应该会在未来的宇宙观测中要扮演越来越重要的位置,也许暗物质之迷也会有所进步。毕竟引力波观测会是一种区别于电磁观测方式外的全新观测模式,它不依赖于物质本身,而完全取决于物质的质量和运动。 >广义相对论的主要内容是,空间几何不是固定不变的。它动态地演化着,当周围物质运动时,它也随时间而变化。空间几何里甚至还穿越着引力波。 10、关键是我们定义的空间形状是否也是合理的。三角形三个内角之和180度,这个是我们这个我们定义的“平坦”时空的性质。而是否真的是另外一个宇宙的“定义”? >这并不意味着存在另一个固定的刻画空间的几何,例如说空间像球或马鞍而不是平面。 11、广义相对论的伟大就是将时间这个特殊的物理量从特殊的“神坛”上拉下来了,而是将其作为和其他物理量等同看待的“一般物理量”。 >背景独立的另一方面是说不存在地位特殊的时间。 12、感觉其实每个人都是这样,做科学家如此,创业不也是如此。创业相对比科学简单,科学的前途是一片漆黑未知的领地,也许是沼泽,也许是深渊,也可能是科学成就的最高殿堂。创业的未来相对简单,成功抑或失败,也还有重头再来的机会。但是共同点都需要为热爱之事奉献时光与生命。 >当我回顾30年来我所熟悉的那些人的科学生涯时,越发感到科学生涯的抉择依赖于人的个性。 13、所以做科学要有赌徒的心态,并且是世界上最聪明的头脑去做赌徒。从小就立志想从事客,科学研究,但是最终在半路上却当了逃兵。这个世界上有多少真正科学家?还是有很多披着科学家外衣对我学术商人?有多少人能够真正理解科学家这个职业的根本。  >你大概以为我们比这些人高明,可别忘了爱因斯坦也是属于他们的。 14、做人还是要随性而为,而真正难的也是这点,在社会中,身边人身边事,有多少人丢失了内心,而选择了屈就。 >当我与别人的做法相左时,也不再感到烦恼,因为我发现一个人的性情几乎完全决定了他做什么样的科学。 15、我也坚信世界是简洁的,这样的信念也许是支持了统一理论往下走的根本动力。 >能量就是质量,运动与静止不可区分,加速度与引力是一样的。 16、我们都习惯了用静态的思想,匀速,周期性或者线性思维思考问题,但是实际上这个世界的本质是非线性的。 >结果发现,两个路径在天空的交点不是固定的:交点也在转动,需要十八年多的时间才转一圈。 17、抽象是非线性思维的关键。 >第三个运动的发现——那丢失的元素——肯定算是抽象思维的一个最古老的成功例子。 18、非线性思维是否可以分解为线性的叠加?就像我们在学习傅里叶变化的时候。  >这是深远的一步,因为它需要我们认识到在观测的运动背后还存在另一种运动,而那只能演绎推理才能发现。 19、我们能够积累如此多的数据,原因是由于我们建设了大量的粒子加速器和做了大量的实验。也是因为这些数据使得基本粒子模型才能如此精准,但是基本粒子模型是终极理论吗?还是只是物理学上的补丁? >我们积累了大量关于不同强相互作用粒子及其碰撞现象的数据。 20、能够坚守内心,一直坚持的人,应该得到尊重。而现在大家的评判标准太过单一,各个行业都是功利。 >施瓦兹坚持做弦论,继续寻找证据证明它可以是物理学的一个统一理论。 21>在科学领域,要让科学家切换赛道无疑是一件难事,这需要对自己的否定和放弃自己曾经付出的时间和生命。和做企业,修正企业战略一样,这都需要莫大的勇气和决心。这本身是一件很艰难的事情,何况这还是世界上最聪明的一群头脑,他们在人生中很少遇到挫折,也有着莫大的自信与自负。 > 在新的氛围下,不丢弃自己正在做的事情而去追随他们,是需要勇气的。 22、要挑战常识是很难的,而反常识往往才是人类科学进步的原因。因为我们肉身所限,所以我们认知的世界都是近似的,不精确的,甚至可能世界的本来面目并非如此。但是这种通过眼耳口鼻识描绘的世界,形成了我们认知的常识世界,会固化我们的思维,形成认知边界。要打破边界和反常识,则需要从自身认知层面提升。所以先承认自己的无知是第一步。 >我们不禁要说,假如爱因斯坦真是天才,它大概会更相信他的理论而不是偏见,从而预言宇宙的膨胀。 23、弦理论不是一个理论,而是一个理论集。正是由于这些不同的理论,引申出了多宇宙和多世界理论。那个弦理论是能够完美解释我们当前世界的理论,至少目前还没有找到。 >由于我们的知识不够完备,我们不得不将许多可能的弦理论划分为两组,并分别考察每一个组。第一组由已知存在的弦理论组成,第二组包括那些猜想的但尚未构造出来的弦理论。 24、因为相对论太成功了,所以就像之前的牛顿力学,我们把它作为了真理或者基础理论,因此基于此建立了我们对整个宇宙的认识。但是是否这个基础是成立的?会不会相对论也只是我们这个世界在某些条件下的近似?当世界的尺度变化的时候,这种近似和现实就出现了巨大的偏差?所以DSR的思路就是修正这种偏差,从而实现对不同尺度的世界的更准确的描述。 >新理论叫修正的或双狭义相对论,简称DSR。 25、学术阵营的互不往来,其实不亚于不同宗教的教派。对自己思想的信仰,也是具有高度的排他性。以前学生时代反对过狭隘的民族主义,但是无法否定的是,狭隘是人性之一。 >不幸的是,多数弦理论家并没注意过去20年在量子引力领域的这些进步,所以两个领域是独立发展的。 26、时空的因果结构,事物之间所有关联的传递都是需要介质的,介质的传播不会快过光速,而介质的传播链就构成了事物之间的因果。 >这就是时空的因果结构。 27、我们常常把时间作为一个独立的变量,而时间和空间是否如能量与物质,看起来二者相差巨大,实际上二者是一体两面的关系。相对论其实揭示的最深的本质就是空间与时间其实是可以相互转化的? >目前最成功的量子引力方法结合了三个基本思想:空间是突现的,空间的最基本的描述是离散的,这些描述都以因果性为基本要素。 28、矩阵运算就是非对易的。 >“非对易”指量子理论的量由不能对易的对象来代表,即AB不等于BA。 29、时间和空间,也许本身就是同一种东西。  >硬要我猜想的话(猜想也是我谋生的手段),我想罪魁祸首就在这儿。 30、做什么事情都这样,老是沉浸在患得患失中,顾自怜爱,对任何事情都不会有帮助。  >不要浪费时间替自己难过,也别为爱因斯坦和玻尔伤感。没人能帮助你,只有自己能发展自己的思想,也只有自己能为它们奋斗。 31、其实能够不受环境和外界影响,执着于内心,追求真理,能够忍受孤独和战胜世俗的眼光的人总是少数,需要一些足够偏执的人。而这样的人往往又和这个社会格格不入。但是往往社会都是由这些人推动的。 >如果做一个普通的助手或助理教授,就会为了赢得进阶所必需的邀请和资助而拼命去发表文章、争取荣誉,结果是一事无成。但巴伯和瓦伦提尼硕果累累。 32、每种机制的设定,初衷都是好的,但是核心还是执行的人。同行评议就是一个过滤器,而这个过滤器却没有固定的标准,主要有参与的人来决定,这些人也许就代表了科学发展的方向。 >同行评议在无意中产生一个负面结果:它很可能成为一种老科学家强迫年轻科学家的机制。 33、在社会体系里,真正占据着具有独立思想的“脑袋”的位置很少,因此这个位置的竞争很大。其他需要技术娴熟的“工人”的位置则比较多。而往往由于诸多因素,人和位置往往错配了,才会导致很对的问题。 >技术娴熟而缺少思想的人比有自己思想的人更有机会,因为简直没有办法衡量那些独立思考的人 34、弦理论的研究方法更像数学的研究方法,也许这就是弦论在物理学研究领域里那么异类的原因,关键是这个异类还如星星之火,烧成了物理学的一股潮流:重理论和轻实验,让弦理论的一切看起来都不是很“物理”。 > 如果说从前物理学是物理学灵魂套上数学外衣,那么弦理论大概就是一个数学灵魂在物理学上空飘浮,总也落不下来。 35、有意思的阐述,但是其实什么是哲学,什么是宗教,什么是科学?他们是不是都是信仰? >当思想改变你的思想,那是哲学; 当上帝改变你的思想,那是信仰; 当事实改变你的思想,那是科学。 那什么改变了你的思想呢?

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《物理学的困惑》,看好这本书N久了。一直没买的原因是,有几个担心: 一、我读完了之后,同样困惑或更困惑,怎么办?是不是吃不下饭、睡不着觉、做不了爱爱? 二、我读完了之后,不再困惑,且令物理学家及科幻作家、科普工作者、哲学家、神学家……及老师和学生们,不再困惑,如何是好?他们是不是没事可做了? 三、我读完了之后,既困惑又不困惑、既不困惑又还是有些大大小小的困惑,有什么意义?以前和后来一直到现在,都是物理学和我相互困惑得水乳交融,还有比这更令人困惑的么? 四、我读完了之后再告诉您! 老石 敬礼(叩首)!

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这本书在讲物理,以及做物理的人。我读它是想知道业内人士是如何理解理论物理的停滞不前的。 理论物理是特殊的,它在于1. 这个领域是最根本的科学,它也是关于纯粹的逻辑推导的。它站在所有自然科学鄙视链的顶端俯瞰一切,是整个科学领域里审美的最高峰;2.很多从业者判断现在这个领域进入了死胡同。走到学术最高峰的杨振宁如此判断,同时代年轻人里的佼佼者也有像姚顺宇这样本科就发prl,读完博就从理论物理转到了ai。 理论物理的第一个特性使得它似乎天然配得上一切宗教般的虔诚,但是现实里有许多人做出了反叛,无论是老资历,还是博士生。这作为一个例子让我想到,你痛苦的这个课题,你对整个领域的不看好,有没有可能是因为它事实就是如此?你要敢于相信自己的判断,就像有人敢于否定理论物理这一神殿一样,打碎心里的神像。 我在实际做项目的时候可以说自己从原来的流水线走向了工程化的项目,更难了,也更符合审美了。但是这个就类似做理论物理的人对于实验和计算物理人的鄙视链。而理论物理甚至远比工程的东西更加高端,但这个领域当下进入了这个困境,一个普通的有热情的年轻人,埋头扎进去的结果很可能是空耗一生。 难,审美上的高级和优雅,不代表它是客观的,是适合具体的人的。这是做题思维的遗毒。审美的另一面就是鄙视链。你用鄙视链这个词马上就会觉得它本身没有什么意义。 于是回过头想一个人做一件事所要面对的最初的问题:它有需求吗?怎么做,好不好做,谁去做。这些问题很重要,但他们都不是值不值得做的问题。在我的理解里,但凡不是茴字有几种写法类型的问题,有现实需求大多有其意义。那么遇到的难点在性质上就是值得克服的困难。努力爬山即可。 由此我想到了一个人对生涯选择的几种不同看法:1.你觉得这个事情能带来现实的收益,赚的多;2.你觉得这个事情符合你的审美,带来心理满足;3.你觉得这个事情让你心潮澎湃,你可以听到轰鸣的心跳;4.你觉得这个东西人类对它有天然的需求。人很容易犯的一个错误是认为第2点和第3点是重合的。可惜并非如此。第2点依旧在“你觉得应该怎么做”这一层。第3点是最理想的,这样的生活绝对是值得一过的,但是热情也是依赖于反馈而被加深的,可能只是正反馈训练下巴浦洛夫的狗的另一种呈现,同时热情也是稀缺的。很难说在漫长的职业生涯里不会感到厌倦。关于热情的生成不多讨论,我也没想清楚。在冷冰冰的判断下,第4点似乎也不错。或许3和4之间存在着一种两全的可能性,但我还没想到也没看到。 另外,自己方向的论文都是一些垃圾的时候,看一些别的领域的工作都很有意义。

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本书是理论物理学家李.斯莫林的科普作品,重点关注量子场论建立后的理论物理学史和他对当代理论物理困境的思考。 在牛顿之后,1975年之前,理论物理学每过25年左右就会有巨大的进步。但在1975年后,这种趋势结束了:理论物理陷入了困境,它拥有越来越繁复优美的理论(特别是弦论),但难以给出可检验的预言。理论物理为何会陷入这种困境?我们能为它做什么?这是本书关心的中心问题。 在本书第一部分,斯莫林老师提到了爱因斯坦未完成的革命,以及他心目中当代理论物理的五个基本问题: 1. 统一广义相对论和量子场论。引力的量子化是其中的重点。 2. 解决量子理论的基础问题:弄清理论代表的意义,或创立新理论代替它。 3. 确定不同的粒子和力能否统一在一个理论中,并将其解释为一个单独的基本作用。 4. 理解粒子物理标准模型的大量自由参数如何产生。 5. 解释暗物质和暗能量。 斯莫林老师认为,物理学中成功的统一有三个特征:带来惊奇,引发新的发现和假说,给出前所未有的可检测的预言。而弦理论因为不满足第三个条件,因此尚且不能算作成功的统一理论。 本书第二部分简述了弦理论的发展史。其中最有趣的是描述了弦理论的三个一般性特征:认同额外维度、所有力的统一、存在超对称。在两次超弦革命后,我们目前仍未拥有一个统一的弦理论。作者认为,我们对弦理论的认识主要与四类猜想有关: 1. 我们认识最好的弦理论描述了在简单背景中运动的弦,背景几何不变,宇宙常数为0. 2. 在负宇宙学常数的情形下,可以证明存在基于马尔德希纳猜想的一类弦理论。 3. 人们猜想,存在无数其它理论,其中弦在更复杂的时空背景中运动,宇宙常数不为0,背景几何可变,或者包含膜和其它场。 4. 玻色弦理论。存在于26维时空,没有超对称和费米子,有快子。 本书第三部分讲述了弦论之外的理论物理进展。包括尝试理解暗能量、修改引力理论、双重狭义相对论(DSR)等。 在最后一部分中,作者尝试理解物理学困境的社会学原因。比较重要的包括: 1. 曾经的物理学同时尊重思辨风格(例如爱因斯坦和玻尔)和竞争风格(例如粒子物理学家们),但在当代理论物理中,后者一家独大,思辨者们难以在竞争日益激烈的学术界保持自我。 2. 存在两种类型的理论物理学家:预言家和工艺师。工艺师拥有精湛的专业技术,对世界本性的哲学式思辨兴致寥寥,他们组成了推进和维持常规科学研究的主体;预言家不一定拥有顶尖的专业技术,但他们迫切地渴望理解时空、物质等世界基本层面的本性,怀揣着大胆的梦想进行研究,科学革命的推动者在他们中产生,他们中在当代的杰出代表包括彭罗斯、特胡夫特等。但目前的研究体制很不利于年轻预言家的生存。 3. 同行评议制度很必要,但它也存在明显的负面影响:它假定物理学家可以简单分出等级,因此更利于技术娴熟而非有自己思想的年轻人,也容易变成老科学家强迫年轻科学家走自己的路的机制。类似的,终身教职制度能保护智力独立的人,却不能创造他们:在获得终身教职之前倾向于保守的研究者,在获得终身教职后,为了获得更多资助,依然倾向于进行保守传统的研究。 最后,我们这一代理论物理学家有责任完成爱因斯坦他们那代人发动的理论物理革命,斯莫林老师对此感叹到,这是他真正的工作,却没有完成好。从物理学史来看,那些伟大的理论进步极少有只靠运气产生的。年复一年徒劳无功的艰辛劳作和孤独探索是必要的。 费曼说,要想发现点新东西,就必须把这条探索之路上所有可能的错误都犯一遍。所以,启程吧,走过一切可能的道路,坚定不移地穿过所有混沌,甘之如饴地品尝所有错误,向着未知的彼岸无畏地前进吧。

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大胆清醒的物理反思之作,跳出常规科普框架。理性剖析学界发展迷茫,辩证看待前沿理论争议,读完拓宽科学格局,带你看懂现代物理深层困境与未来方向。

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推荐,排版不错。看这本书要有一定的物理学基础,或者对物理学有着浓厚的兴趣。所以说我们不一定要带着问题去求解,也可以寻着疑惑来学习。 作者先是对物理学的发展现状感到担忧,这个问题放眼当下来看,联系社会,群体,还有国家的政策最终是否落实目前还不能确定,我感觉它们是比较大的阻碍力。 这本书书名就特别吸引人,有种想走进去掘取内容的好奇感。 在抛出物理学的五大问题后,作者在后面也作出了适时的回应。整个篇幅都在谈及弦论相关,对问题的专注力很集中。 看完这本书已经过去两三个月了,开始呢就是带着弦论的正确与否往后看,而忘了去感受科学家们从事这些工作中过程的艰辛和勇气。 之前在阅读其它的一些物理书时,看见对弦论的描述都是一笔带过,对它也就没什么概念。由于自己不具备专业性,对物理学和数学方面的表述还很含糊。 最后呢有关对待科学的方式和态度,作者的言辞很恰当。 往后阅读的重心会转移到 文学,商业,市场。

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还是建议大家先读该书最后的《译后记》,方便把握本书的核心内容。 早在22年,我就买了本书的纸质版。身为一名科普书爱好者,是无法拒绝物理学的,尤其是理论物理学的前沿理论,大多数情况下,充满瑰丽的想象力与严丝合缝的逻辑会让我由衷感叹得到世界的美与大师的锐。阅读本书无疑是一个漫长的过程,其内容充满大多的理论物理学的专业术语、晦涩概念,总体来说是不易于阅读的。大概来说,本书的内容中有以下几个有趣的问题(这些问题是对于我这位爱好者而言及其有意思的问题),可以与诸君分享: 1.广义相对论与量子力学的结合是否具备可能性?——理论背景与差异—— 量子力学:研究极小尺度(原子和亚原子水平)的物质和辐射。它揭示了微观粒子具有波粒二象性,且粒子的位置和速度具有不确定性,只能以概率来描述。 广义相对论:描述物质如何影响时空的几何结构,以及时空如何影响物质的运动。它认为时空是一个动态的、可弯曲的四维结构,物质的存在会使其发生弯曲。 两者之间的主要差异在于,量子力学描述的是微观粒子的行为,而广义相对论则描述的是宏观时空的结构。此外,量子力学具有背景依赖性,即物质和场处于一个预设的时空之中;而广义相对论则是背景独立的,它不需要预设时空的存在。 ——以下是一些结合的主要的尝试—— 圈量子引力: 理论基础:认为不仅物质是量子化的,空间和时间也是由最小的量子构成的。在宏观尺度上,时空是连续的,但在微观尺度上,它是由“体积粒”和“时间段”构成的。 弦理论: 理论基础:认为粒子不是点状的,而是一维的“弦”。这些弦在多维时空中振动,不同的振动模式对应不同的粒子。(弦理论虽然能够解释一些量子力学和广义相对论无法解释的现象,但它目前还未被实验证实。此外,弦理论也预设了时空的存在,因此具有背景依赖性。) 其他尝试: 因果集合理论:一种有关时空的背景独立理论,它起始于一群仅通过一种指导原理相连的点,点与点通过因果关系相连。 量子纠缠与全息原理:研究发现,如果使用量子纠缠来连接表面的两点,对应的内部的点将相互连接为一个物理单元。这可能与时空的量子特性有关。 ——那么结合的难点目前体现在哪呢?—— 数学难题:如何将两个在数学上截然不同的理论结合起来是一个巨大的挑战。例如,在量子力学的计算中会受到“无限”的困扰,而广义相对论下的引力场不能应用重整化消除“无限”的影响。 实验验证:目前还没有实验能够直接验证广义相对论与量子力学的结合。因此,如何设计实验来验证这一结合是一个亟待解决的问题。 理论完善:现有的理论框架(如圈量子引力、弦理论等)都还存在一些未解决的问题和争议。因此,在将它们作为最终理论之前,还需要进行进一步的完善和发展。 总之,在此问题上当前阶段的理论物理学是未能有明显突破的。 2.光速一定是一个恒定的值吗?是否具有超光速的东西?此问题,似乎是一个很难有勇气去反驳的问题,E=MC²已经表面,光速如不恒定,质量与能量之间的“客观”关系便已开始难以捉摸。除此之外,光速如不恒定,直接影响宇宙膨胀速度、天体信息等。 “爱因斯坦的核心认识是,不同观测者,即使以不同速度相对运动,测得的光子总是具有相同的速度,因为他们测量空间和时间都不同。他们测量的时间和距离的变化方式,恰好满足光速是一个普适的量。” 正文里提到的马盖若2003年的《比光速还快》艺一书,该书的核心理论“VSL”(varying speed of light)试图说明:光速在宇宙的不同时期和区域可能具有不同的值。这一观点颠覆了传统物理学中对光速恒定不变的认知,为理解宇宙的演化和结构提供了新的视角。而最早的“VSL”理论,早在1911年就由爱因斯坦本人提出过,只不过当时并未引起重视。光速的变化可能受到宇宙演化、空间曲率、物质分布等因素的影响,——该理论却能很好地解释当今宇宙学的一些现象——如此看来,虽说理论有缝合自洽的嫌疑,但不失为一个非常奇妙而大胆的思路,为宇宙学的宇宙大尺度结构研究提供了新的视角,与工具。 ——其实这玩意更像一个单纯的宇宙学思想—— 3.双狭义相对论(Doubly-special relativity,DSR)之前的问题。“普朗克长度被认为是一个界限,小于它的尺度将出现一种新的、本质上是量子力学的几何。” 这个描述本身就很量子力学,但作者接下来的问题是十分有趣而值得深思的“问题是,所有观测者都同意什么是最小长度吗?” 狭义相对论中的“长度收缩”现象已经说明,或者说意味着,不可能存在着“最小长度”。 “无论多短的长度,你总能通过接近光速的相对运动使它变得更短。” 爱因斯坦其实在说,世界上有两种事物,以光速运动的和以低于光速运动的。如果一个观测者看到某个事物比光速慢,那么所有观测者都一样;如果一个观测者看到某个事物和光一样快,那么所有观测者也一样。 DSR“先锋”的思想是对长度(空间尺度)运用了同样的逻辑, “他提出修正空间和时间测量随不同观测者变化的法则,使它满足,如果(“被”,原文无此字,个人浅见应加上)观测对象是普朗克长度,则所有观测者都认同他具有普朗克长度;如果(被观测对象)比他(普朗克长度)更长,则所有观测者也有同样的结果。这个纲领是可以和谐的,因为对任何观测者来说,没有比普朗克长度更短的东西了。” (括号内的内容我私自加的,别喷。。。) ——但还是那个问题,所谓普朗克长度,何以成为最短的长度(空间)描述呢?—— 总体来说,除了常见科普的波粒二象性、量子力学基础概念等内容外,本书最让我感兴趣的、有所得的内容大致如上,以上浅见,抛砖引玉,欢迎讨论。 2024年12月29日23:55

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注:翻译的非常好,加上作者表述清晰,即使对于我这种门外汉也显得通俗易懂。核心观点无非是对于理论物理学界集体迷狂执着于“弦理论”而陷入死胡同并且对排挤打压持有异议观点的同道后生的圈内学术氛围感到悲哀、惋惜、不平及不解,故而作此书“拨乱反正”。按作者所言,“弦理论”并非理论,而更像是一个假想,但这个假想太过于美丽完美,以至于如同沙漠中的海市蜃楼,迷惑误导了一大批急不可耐想要第一个找到真理源泉的理论物理学者,他们在过度美好诱人的幻象和自己浮躁急切的心理作用下群体性得丧失了作为科学研究者必须拥有的理性。这直接造成了当下理论物理学研究进展缓慢的困境,按作者的观点,“弦理论”无非是一种思想上的投机取巧,其兴盛崛起吸引了大批优秀的人才和物力资源涌入这一难有收获的“淘金浪潮”中,已然成为当下理论物理发展进步的最大隐患。也许“弦理论”的方向是对的,它的突破能实现量子物理和广义相对论的大统一,但即使真是如此,作者认为,也不应当把所有鸡蛋放到这一个篮子里。对于当下理论物理学界这种状况的发生,美国科研体制和不宽容的圈内环境都应负有改变的责任。不过,革命性的理论突破总是源出敢于质疑并挑战主流权威的异见者,作者相信,就像历史上每一次科学进步所证明的那样,真理往往掌握在少数人手里,在追求真理的路上,注定要忍受孤独。。题外话,虽然多重宇宙非常诱人,但同样可能是人类自己编撰的神话,大自然会不会按人类的剧本运行呢?很可能不会,因为它不明白“削足适履”到底是什么意思。强烈推荐与这个话题相关的一部美动漫剧,《Morty and Rick》~ 当思想改变你的思想,那是哲学; 当上帝改变你的思想,那是信仰; 当事实改变你的思想,那是科学。 “自然不欣赏我们的神话。”我们真是在写新的神话吗?如果我们在用数学写神话,那么似乎应该听听一个老数学家的最新感悟:“归根结底,数学只是我们的,而不是宇宙的。” 某些专家在连弦理论到底是什么都不知道的时候,又凭什么相信它不可替代呢?他们相信它不可替代究竟是什么意思?就是这些问题激发我写这本书。

★★★☆☆

这是一本了解现代物理理论发展到什么程度的书(相对论、量子理论、弦理论等)。 书的内容算是物理理论从20世纪初(19XX年)到现在的发展历史。不过一路读下来,发现那些物理理论都是空中楼阁,没有实验与预言,只有调整理论去适配过去,如果发现新的东西与理论不相符,就再次调整理论。 由于那些掌权者幻想弦论就是唯一的理论,导致弦论有种宗教的气息。这形成了一种垄断,也阻碍了其他理论的发展。 作者期望世界发生一些什么重大发现,比如证明相对论存在错误、弦论存在错误,从而把众多的优秀人才从弦论中解放出来,大家按照自己的兴趣爱好去研究物理理论,而不是宗教式的追随弦论。 文章弦论部分颇为枯燥,大部分也是个人主观内容,不推荐阅读。

★★★★★

非常好的内容,并不代表我完全站在作者这一边,但是正如译者所说的,对台戏要比独角戏好看多了。 总结物理学眼下的五大问题,任何统一的理论和新的思想都绕不开这五大问题: 问题1:将广义相对论与量子理论结合为一个真正完备的自然理论。 问题2:解决量子力学的基础问题:要么弄清理论所代表的意义,要么创立一个新的有意义的理论。 问题3:确定不同的粒子和力能否统在一个理论并将其解释为一个单独的基本作用。 问题4:自然是如何选择粒子物理学标准模型中的自由常数值的? 问题5:解释暗物质和暗能量。或者,假如它们不存在,那么该如何在大尺度上修正引力理论,为什么修正?更一般地说,为什么宇宙学标准模型的常数(包括暗能量)具有那样的数值? 想一想科学从哲学分化而来,大概是时候让其回到哲学中去了。 自从科学与社会学沾边的那一刻起,科学就不应该是神学,没有崇拜,没有权威,只有思辨,从本质上而来的思辨。在科学研讨中提出“保守派”这样的字眼简直是一种耻辱,然而现在我们不得不提了。 然而真理还是会到来的,这一点也包含在真理之中。

书籍信息

作者斯莫林
译者李泳
出版社湖南科学技术出版社
出版时间2018-02-01
ISBN9787535795120
分类科学技术-自然科学
格式EPUB
完结状态连载中
章节数27