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没有深入灵魂的反思,就别妄论"物理学的忧伤"和实质性的进步:ayx爱游戏app体育官方下载

本文摘要:物理学为什么"忧伤"?什么"药"能治疗这种"病"?作者丨李春生(书房记特约专栏作者)迩来,一篇《物理学的忧伤》在朋侪圈刷屏。文中写道:"物理学家杨振宁先生说高能物理'盛宴已过',第二次在公然场所阻挡中国建设大型对撞机,再次引发强烈争议。 外貌上杨振宁阻挡中国建设对撞机,但实际上是对'基础粒子研究'失去信心,这可是物理学最前沿的领域,也是物理学终极理论的希望之所,也就是说,一个顶尖物理学家对今世最前沿的物理学研究偏向不再信任,这就是'物理学的忧伤'。

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物理学为什么"忧伤"?什么"药"能治疗这种"病"?作者丨李春生(书房记特约专栏作者)迩来,一篇《物理学的忧伤》在朋侪圈刷屏。文中写道:"物理学家杨振宁先生说高能物理'盛宴已过',第二次在公然场所阻挡中国建设大型对撞机,再次引发强烈争议。

外貌上杨振宁阻挡中国建设对撞机,但实际上是对'基础粒子研究'失去信心,这可是物理学最前沿的领域,也是物理学终极理论的希望之所,也就是说,一个顶尖物理学家对今世最前沿的物理学研究偏向不再信任,这就是'物理学的忧伤'。这决不是某一小我私家的看法,而是许多物理学家的共识:理论物理学已经开始走入梦想主义,'科学圣杯'距人类愈发遥远,依靠大型对撞机对基础粒子的研究从而推动物理学向前跃进,已经走入了死胡同。

近60年来,再无获得共识的伟大的物理学理论问世;近60年来,也再无伟大的物理学家被奉为"灯塔";近60年来,也再无激感人心的新人理论获得验证;许多时候,我们甚至怀疑,真的有一个超级文明将我们的物理学锁死了!回首人类物理简史,看看"盛宴已过"到底是危言耸听,还是智者箴言?"。文章回首了物理学的生长,简要先容了伟大的开拓者们的详细成就。可是,看完这篇文章后,心中的疑惑并没有淘汰反而增多了,因为文章中没有对任何理论举行反思,有的只是对物理史上某些"高光时刻"的赞颂,例如先容狭义相对论:"光速在任何恒动架构里恒为常数。这个定理外貌上看并不显眼,但确是人类心灵的最伟大成就之一……光速恒定⇒时间变慢⇒质量不恒定⇒"质量-能量"相互转换⇒ E=mc²。

狭义相对论,统一了'时-空',也统一了'质-能'……进一步思考"时空"与"质能"之间的关系,也就是狭义相对论所忽略的加速度,另有重力……广义相对论:光线以曲线前进+光线走两点间最短时间路径⇒空间是弯曲的⇒"质-能"造成"时-空"弯曲⇒力学=几何学…光速会受重力影响,重力场会扭曲光线的行进门路…质能的存在造成周围时空的弯曲。"对量子力学的先容。"这是一套与黎曼、爱因斯坦学说迥异的解释自然力的理论,它的主要理论看法包罗:1.用力是由于不一连的能量包交流而发生(也就是量子:quanta); 2.差别的作用力的发生来自于差别量子的交流; 3.我们永远无法同时知道次原子粒子的速度及其位置;4.粒子有可能以有限机率举行穿隧或量子跳跃,并穿越不行浸透的障碍物……量子力学经由50年的生长,乐成整合了四种自然作用力的三种:强作用力+弱作用力+电磁力。

可是,包罗杨振宁本人在内的许多科学家都认为,尺度模型一定不是最终的大一统理论,主要原因是该模型并不包罗'万有引力'!……量子力学只是凭据次(亚)原子粒子的部门外表特性做了整理,却未对它们的泉源做出任何说明。"对弦理论的先容:"根据超弦理论,粒子并非是宇宙的基本元素,物理定律就相当于琴弦的合音定律……弦论可以用来形貌引力(事实并非如此,弦理论只是用引力弦来替代了量子力学的引力粒子而已)和所有基本粒子,如电子、光子、中微子和夸克等等, 看起来像粒子,实际上都是很小很小的一维弦的差别振动模式,正如小提琴上的弦……威藤说:所有物理学上的伟大思想,都是超弦理论的副产物。"物理学的问题体现在那里呢?文章里也提到:"海森堡在"不确定性原理"指出,一个粒子的位置和动量不能同时被确定。

所以,要看到越小的工具,就需要"光源"发出的粒子波长越短。由于光速即是波长和频率的乘积,而能量即是普朗克常量与频率的乘积,因此,粒子波长更短意味着能量更大。

也就是说,要看清小小的基本粒子,需要用携带庞大能量的探测粒子才行。于是我们需要把探测粒子加速到很高的能量,能完成这种事情的装置就是粒子加速器。

大一统理论能量量级现在预测为10^24eV,而大型强子对撞机对撞发生10^13eV,这之间的11个数量级被物理学家称为"大沙漠"。如果用通例直线加速器,要到达10^24eV则需要7光年长。用尾波加速器则需要47亿公里,和三体中的环日加速器差不多长。

要想到达量子引力能级的话用通例加速器可能需要几十万光年,也就是传说中的环银河系加速器,以人类现在的能力想要造出能够打破"大沙漠"的加速器,基本是不行能的,你能造出几光年的加速器吗?"这段话里藏着许多问题。什么是量子?又是粒子,又是波长,到底是粒子还是波呢?有人会说,量子就有波粒二象性。是吗?说这话之前要问问弦理论同差别意。我们来看看各理论的量子图像。

经典物理学的量子(电磁波)的图像是这样的:量子力学的量子(粒子)震荡图像是这样的:弦理论的弦的图像的是这样的:1.开弦图像2.闭弦图像经典物理学的环状驻波图像是这样的:相对论的量子呢?歉仄,相对论没有量子的详细图像。综上所述,除了相对论,其他理论的量子图像完全相同。可是,粒子学家们顽强地用频率和波长来形貌他们心中那些实实在在的粒子;弦理论学家们顽强地用频率和波长来形貌他们心中那些实实在在的弦。

对同一种事物,各理论的形貌却完全差别。量子是什么?现在的尺度谜底是量子具有波粒二象性。事实上,这个谜底早就过时了。

弦理论认为量子既不是粒子也不是波,而是差别振动模式的弦。因此,量子不是具有波粒二象性而是具有波粒三象性!你认为量子是粒子?是波?还是弦呢?哪一种谜底正确呢?对同一只动物,我们能说它是鹿,又是马,又是驴吗?可是,现状是这三种谜底都是正确的,现实就是这样谬妄。另有,人类需要制作多大的粒子加速器才气发现宇宙最基本的秘密呢,文中提到需要制作七光年那么长的加速器。

事实上,这个设想也太乐观了,让我们来看看弦理论学家们的说法:如果没有很大的技术突破,我们永远不行能聚焦到能直接看到一根根弦的小尺度上来,物理学家们可以用几英里大的加速器探测100亿亿分之一米巨细的尺度。探测更小的尺度需要更高的能量。这意味着把能量聚集到单个粒子的机械,也应该更大,由于普朗克长度比我们今天能到达的最小尺度低17个量级,用今天的技术,要银河系那么大的加速器才气直接瞥见一根一根弦。

实际上,特拉维夫大学的努辛诺夫(Shmuel Nussinov)已经证明,这个基本的直观尺度的大略预计似乎太乐观了,他更详细的研究讲明,我们需要的加速器该有整个宇宙那么大。"[B·格林,《宇宙的琴弦》,湖南科学技术出书社,2007年,第217页]怎么样? 我们是先建一个银河系那么大的加速器呢(让全银河系的恒星来为加速器提供能量)?还是一步到位建一个宇宙那么大的加速器呢(让全宇宙的恒星来为加速器提供能量)?现在,人类究竟在一个问题上告竣了共识,即解开宇宙所有谜题的理论才称得上终极理论。我们身处在同一个宇宙,却有经典物理学、相对论、量子力学和弦理论四种互不相融的理论,奇怪的是,我们认为后面三种理论完全正确,特别是第二个理论还被称为伟大的理论。很有意思,如果某个理论是正确的,那么,它就应该能够解释宇宙所有的谜题,果真如此,物理学就终结了。

可是,事实并非如此。众所周知,我们的地球情况并非真空,而是被包裹在被地球的引力吸引而形成的大气层里。

可是,为什么我们会认为建设在真空中光速稳定的理论完全正确呢?在地球上,鸟儿在空气中飞翔,它们以空气(绝对空间)为参照系运动,鱼儿在水中游动,它们以水(绝对空间)为参照系运动,在时速1000公里的飞机里的一只蚊子,相对站在地面上的我们,这只蚊子的时速也是1000公里(详见《飞机机舱里的蚊子能否自由飞翔?》)。在地球上,哪种物质的的运动遵守洛伦兹变换呢?如果有请举例!事实上,地球上所有的运动都遵守伽利略变换(有反例请举例)。

地球情况并非是空无一物的真空,为什么会认为建设在真空基础上的洛伦兹变换完全正确呢?另有,凭据粒子尺度模型,粒子分为费米子和玻色子两大类,组成物质的基本粒子是费米子,例如轻子中的电子、组成质子和中子的夸克,另有中微子等;通报种种基本作用力的粒子是玻色子,例如光子、介子、胶子、W和Z玻色子等(不外,这个大厦缺少最重要的 "粘接剂"——引力子。)粒子尺度模型不行谓不弘大,这些排列整齐对称的粒子恰似各就列位,似乎它们原来就应该待在那里的。但现实是残酷的,除了光、电子、质子、中子和夸克,其他的 '粒子'并不'真实'存在自然界中。

也就是说,它们只存在实验中,在自然界中并不存在。例如,引力无处不在,可是,到现在为止,没有任何人通过任何方法证明引力子的存在。我们换一种思路,如果这些费米子和玻色子真实存在,那么就应该在自然界中发现它们,因为只有自然的状态它们才气正常举行相互作用。

可是,事实上,这是一个不行能完成任务,因为在自然界中不存在这样的粒子。正如德国哲学家马丁·海德格尔(Martin Heidegger,1889年-1976年)所说:实验物理学,在向自然界探寻问题时使用实验仪器,而现代物理学恰恰相反,已成为纯理论的物理学要求,自然界凭据语言的纪律体现自己,因此仅为了探寻自然界怎样根据科学所制定的纪律生长而建设了实验装置。[约翰·格里宾,《寻找薛定谔的猫》,海南出书社,2009年,第401页]这段话是什么意思呢?就是让客观自然用削足适履的措施来配合和适应这些的理论。

用粒子对撞机这样的实验机械来缔造配合和适应理论需求的种种'粒子'。弦理论走的更远,凭据弦理论:"宇宙的基本组成要素不是点粒子,而是有点像细橡皮筋的上下振动的一堆丝线。

一基本本弦的差别振动模式生成了差别的质量和力荷……依照弦理论,一个基本'粒子'的性质……它的质量和差别的力荷——是由它内部的弦发生的准确的共振模式决议的……弦的某个振动模式的能量取决于它的振幅(峰谷的最大相对位移)和波长(相邻两个峰或谷之间的距离),振幅大的和波长小的,能量较大……大能量意味着大质量,大质量也就是大能量。质量较大的粒子所具有的弦振动较猛烈,质量小的粒子所具有的弦振动较轻柔。[B·格林,《宇宙的琴弦》,湖南科学技术出书社,2007年,第136页~144页。

可是可悲的是,到现在为止,没有任何人通过任何方法发现任何形式的弦,也没有证据证明弦的存在。最有希望成为终极理论的弦理论理论也存在与客观现实脱节的问题,我们不仅要问,物理理论是为解释客观现实,还是缔造出差别的客观现实来满足某些理论的正确呢?文章中也无可怎样地评价道:"弦理论也一样,虽然它描绘了从亚原子世界里夸克疯狂的舞蹈到太空中飞旋双星雅致的华尔兹,推理出从大爆炸的原初火球到星河的壮丽漩涡,但仍然被世俗之人认为是'梦想科学的典型代表'……再厉害的肖邦,也弹不出物理学家的伤心……作为今世物理学家的代表的杨振宁先生,从现实主义的角度给理想主义者提出自己的申饬,自然有他的原理……如果不能让理论获得证明,那么,再优美的物理理论都市堕入了玄学的领域。"现在,哪一个理论获得实践证明晰呢?谜底是,经典物理学!现在人类所有的科技都建设在经典物理学的基础上,可以这这样说,你所能枚举的科技应用都没有超出经典物理学的解释规模,从汽车、汽船、飞机、大炮、导弹、航天火箭到宇宙飞船,从家用电器到不能缺少的智能手机都建设在经典物力学、经典电动力学、经典光学的基础上,无一破例。

谁能用相对论、量子力学和弦理论制造出什么先进设备?事实简朴明晰,可是,为什么人们还是坚持认为相对论、量子力学和弦理论是正确的理论呢?理论物理学现在的现状是没有一个理论可以自洽地解释宇宙所有问题。虽然各个理论的看法互不相融,可是谁也无法证明其他理论的错误,大家处于一种和谐共处的"共和"状态。既然所有的理论都是正确的理论,为什么它们又都不是可以自洽地解释宇宙所有问题的终极理论呢?相对于突飞猛进的应用物理学,理论物理学处于停滞状态。

是什么阻碍的科学的生长呢?是我们的科学范式出了问题吗?现在,科学配合体的基本共识是:1.(狭义/广义)相对论是完全正确的理论。所有论文或科普文章的结论必须是相对论是完全正确的理论,其他的可以自由发挥。2.量子是具有波粒二象性的粒子。请注意,结论是粒子。

虽然事实上现在的量子具有波、粒、弦三象性,可是,在一事实并没有影响弦理论学家们把量子看作是振动的弦,也没有影响量子学家们自称为粒子学家。3.空间是空无一物的真空。无论厥后修改为种种各样的"场"、虚空、虚无,甚至称为"以太"。在粒子学家们的脑海深处,空间必须空无一物。

因为任何惯性粒子在非真空空间中都市因为阻力而无法保持恒定速度,粒子说只能建设在空无一物的真空之上,空间由任何物质组成,粒子说就无法自洽!把充满空间的物质称为暗物质,意图回避空间由物质组成这一事实。可是,暗物质也是物质,是物质就会被此外物质吸引和吸引此外物质('暗物质光晕'证明晰这点),因此,暗物质的存在意味着空间并非空无一物的真空。

因此,我们身处的客观现实与粒子说的理论的前提假设完全不符,没有空无一物的真空来满足建设在真空基础上的理论。有没有自洽的解释呢?固然有,如果根据经典物理学,以太空间完全可以自洽地解释这些超距作用问题。为什么人们对以太的存在讳莫如深呢?我们知道,如果范式错了,同样的证据往往能得出完全相反的结论;如果范式错了,信息、数据、史料越多,距离真知反而越来越远。

现在的范式怎样建设起来的呢?太阳底下没有新鲜事儿,颠簸说和粒子说的争论连续了300多年,以太是否存在的争论也连续了300多年,采取哪一个实验效果或解释,取决于颠簸说和粒子说谁占上风!谁主导话语权!谁就可以主导科学的范式。很遗憾,现在粒子说的理论掌握着话语权。令人尴尬的是,所有所谓的现代物理理论都存在着无法消除的奇异性。

是什么原因造成了这种奇异性呢?我们知道,在经典物理学时代,物理学是从自然现象中发现纪律,总结出因果逻辑关系,这些认知组成我们的知识。而相对论、量子力学和弦理论却提出:理论告诉我们能发现什么(问题是,理论又从那里来?)。这是科学研究思维方式的庞大差异。

我们必须回覆一个问题,物理理论是为解释客观世界而存在呢?还是需要为每一个物理理论缔造一个适用这个理论的世界呢?当我们在科学探索中迷失偏向的时候,我们是否应该审视曾经走过的每一条路,反思在每一个路口的决议呢?"一个顶尖物理学家对今世最前沿的物理学研究偏向不再信任,这就是'物理学的忧伤'"。"物理学的的忧伤"是现状才泛起的吗?固然不是,事实上,历史不外是历史的重复,"物理学的的忧伤"在爱因斯坦的时代就存在了,只是被人们忽视了。

同杨振宁先生一样,爱因斯坦的晚年也是处于渺茫的状态。时空是什么在弯曲?引力波是什么在颠簸?如果空间空无一物,那么,相对论也会和牛顿的理论一样面临超距作用的逆境。

光是什么?空间是什么?爱因斯坦陷入了迷惘。早在1920年,爱因斯坦就出人意料地在荷兰国立莱顿大学宣称否认以太的存在是不合理的,他提出:光行差现象也支持准刚性的以太理论……人们可以接纳最近便的看法似乎是认为以太基础不存在……然而,越发准确的考察讲明,狭义相对论并纷歧定要求否认以太。可以假定以太存在,只是必须不再认为它有确定的运动状态,也就是说,必须抽掉洛伦兹给它留下的谁人最后的力学特征(请注意洛伦兹的看法)。"[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,北京大学出书社,2006年,第170~174页]面临客观现实,爱因斯坦的空间看法一直在左右摇摆,他时而认为空间必须存在某种通报力的媒质,时而又声称空间空无一物。

例如1930年,爱因斯坦在《我的世界观》中的《物理学中的空间、场和以太问题》论文中写到:笛卡尔所想象的整个空间(以太——物质的广延),却是牛顿物理学所必须的,因为动力学不是单靠质点和质点之间的距离这些观点所能敷衍得了的(请注意,相对性运动原理就是质点和质点之间相对运动)……当牛顿说空间是绝对的时候,他无疑是指的空间的这种实在的意义,这使他必须把一种完全确定的运动状态加以空间,而这种运动状态看来是不能由力学现象完全确定下来的。这种空间在另一种意义上也被认为是绝对的。[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,北京大学出书社,2006年,第179~181页]根据广义相对论,一个没有以太的空间是不行思议的;因为在这样一种空间里不光光不能流传,而且量杆和时钟也不行能存在,因此也就没有物理意义上的空间—时间距离。

[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,北京大学出书社,2006年,第177页]广义相对论以太是这样一种媒质,它自己完全没有一切力学和运动学的性质,但它却到场对力学(和电磁学)事件的决议。[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,北京大学出书社,2006年,第176页]可以肯定的是,百分之九十九的人没有听说过"广义相对论以太"这个名词,更不敢相信广义相对论以太的提出者竟然是以太的掘墓人。爱因斯坦的一生都在真空和以太的问题上摇摆,晚年的他又认为空间空无一物,例如:1946年,爱因斯坦又在《自述》又对经典力学举行了批判:把颠簸光学纳入机械的世界图像,必将引起严重的疑虑。如果把光解释为一种弹性体(以太)的颠簸,那么这种物体就应当是能透过一切工具的媒质。

由于光波的横向性,这种媒质大要上像一种固体,而且又是不行压缩的,从而纵波并不存在。这种以太必须像幽灵似的同其他物质并存着,因为它对'有重'物体的运动似乎不发生任何阻力。为了展现透明物体的折射率,以及辐射的发射和吸收历程,人们必须假定在这两种物质之间有着庞大的相互作用,这件事从来也没有认真的实验过,更谈不上什么成就。[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,北京大学出书社,2006年,第134页]又如:1948年,爱因斯坦为《美国人民百科全书》写的一个条目中对狭义相对论和广义相对论的界说依然是:"相对论"这名称同下述事实有关,从可能的履历看法来看,运动总是显示为一个物体对另一个物体的相对运动(好比汽车对地面,或者地球对于太阳和恒星),运动绝不行能作为"对于空间的运动",或者所谓"绝对运动"而被视察到,他们不为绝对运动的观点的引进提供任何凭据,或者用比力简短但不那么准确的话来说,没有绝对运动。

[爱因斯坦,《狭义与广义相对论浅析》,北京大学出书社,2006年,第188页]最后,在去世前3年,即1952年,爱因斯坦又在《狭义与广义相对论》第十五版中增加的一个附录中写道:在这个附录中论述了我大要上,对空间问题,以及对我们的空间观如何在相对论看法影响下逐渐改变的看法,我想说明,空间—时间未必能看作是可以脱离物质世界的真实客体而独立存在的工具,并不是物理存在于空间中,而是这些物体具有'空间广延性'(请注意,这是笛卡尔和霍布斯的看法),这样看来,关于'一无所有的空间'的观点就失去了意义。请注意,"一无所有的空间"指的是空无一物的真空。

问题是,认可了以太,就认可了空间具有广延性(物质的广延)、就认可了绝对空间、也就认可了绝对运动,从而否认了相对运动和真空(所有空间无差异)。如果物体(惯性系或参照系)相对于(以太)空间运动,那么,相对运动又回到了经典物理学的伽利略变换(伽利略相对运动原理)了,也就是认可相对论的相对性运动原理(洛伦兹变换)不建立。这可是彻彻底底的自我颠覆和自我否认!!!。

可是最终爱因斯坦没有举行彻底的反思,也没有自我否认(认可建设在洛伦兹变换基础上的相对论是错误的)。他用一生的遗憾掩护了在世时的荣誉,成就了一个传奇。"这50年来,冥思苦想并没有让我靠近这个问题的谜底,什么是光量子?当今任何一个普通人,都认为他知道这个谜底,可是他是错的"。

[彼得·柯文尼(Peter Coveney),罗杰·海菲尔德(Roger Highfield),《时间之箭》,湖南科学技术出书社,2008年,第123页]请注意!什么是光量子?什么是光量子?什么是光量子?请注意!当今任何一个普通人,都认为他知道这个谜底,可是他是错的!有几人能够读懂爱因斯坦的忧伤?请注意!杨振宁和爱因斯坦忧虑的都是同一种工具,即量子。我们身处在同一个宇宙,却有4种互不相融的解释体系(理论),如果我们认为每个理论都是完全正确,那就是一个笑话。

我们知道,科学的再起从怀疑上帝的存在开始,科学的原动力是怀疑与批判。批判性思维 (critical thinking)以怀疑精神为基础,对被广泛接受的结论提出疑问和挑战,而不是无条件地接受专家和权威的意见。同时,批判性思维又不是对一切命题都否认,而是用分析性、缔造性、建设性的方式对疑问和挑战提出新解释,做出新判断。科学需要怀疑、批判、理性分析和实验证明,只有经得起怀疑、批判磨练的理论才气称之为科学理论(反之只能称之为假说),只有通过理性的分析才气找到正确的探索偏向,只有实验证据证明的理论才是真正的科学。

现在,宇宙还存在太多的谜团,我们甚至连光是什么?电子是什么?空间是什么都没有自洽的解释,没有任何一个理论能够自洽地解释宇宙所有的问题,因此,现在还远远没有到把哪一个理论送上神坛顶礼膜拜的时候。权威,曾经的开拓者,是曾经驱逐愚昧的英雄(而英雄,总有一大批崇敬者,质疑权威,总是意味着与大多数人为敌)。质疑,总是面临旧有的思想结构,一个旧思想的"茧",科学的历程就是不停用质疑撕碎这一层又一层"旧茧"的历程。

人类的发展需要不停地挣脱旧思想的束缚,只有发现了问题才气去寻找解决问题的方法,而新的方法才气推动科学和文明的进步。如果每个理论都被捧上神坛不容质疑,就没有怀疑和批判,就不能发现问题,也就谈不上能够解决问题。

尴尬的现实告诉我们!没有深入灵魂的反思!"物理学的忧伤"就无"药可治"!没有怀疑与批判!就别妄论什么实质性的进步! 李春生·物理专栏灾患丛生!量子力学面临的另一个危机薛定谔的猫的真相:普朗克和德布罗意是粒子学家还是颠簸学家?薛定谔的猫有救了!”物理学家通过实验证明,这意味着什么?现代物理学惊人发现:原来我们对世界的认知并不完美为什么说相对论所有的奇异性的泉源来自于一个低级错误?爱因斯坦早就知道相对论其实只是一场误会爱因斯坦认为引力是因为时空弯曲,那么时空弯曲的本质是什么?飞机机舱里的蚊子能否自由飞翔?蚊子们是否违反了相对论?。


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