思彤聊宇宙(每周三更新)

思彤聊宇宙:物理学的统一


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本期文稿:

第六章:物理学统一
通过前几期的节目,我觉得我已经差不多把相对论的基本理论以一种比较通俗易懂的方式讲解出来了,那么今天,我们抛开相对论和量子力学这种理论,就来说一下物理学的统一。
在1928年,一位获得过诺贝尔奖的科学家说了一句话,到现在,已经被当成了一个笑话了,不知道到你有没有听过这句话哈,很有意思:6个月后,物理学就结束了。他的意思是啊,人类已经把宇宙研究的明明白白了,没有什么需要研究的了,其实啊,根本就不是这样的,物理学的研究并没有停止,而且永远也不会停止,相反的,我们需要研究的东西是越来越多了,从微观世界到宏观世界,这其中,有一点让物理学家们很是头疼,甚至到现在也没有完全解决,这个问题就是,我们描述宏观的事物要用到相对论,但描述微观的事物就得用到量子理论了,但是,我们有没有方法找到一个统一世界的理论呢?管他是微观还是宏观都能描述呢?肯定有,不过比较可惜的是,现在的科学家们还没有完全解决这个问题,我也期待着在未来,这个问题能被解决。
不过,我可以给你一个好消息,那就是,科学家现在已经有了一个叫做弦理论的这么一个理论可以说差不多完成了那个统一理论的问题,但是这个理论我真觉得不好懂,不过我相信,我应该可以把他给讲明白吧。
首先你要了解一下,宇宙中有四种力:引力、电磁力、弱核力和强核力。我们所说的统一。就是可以统一宇宙中的这四种力,之前有一个超引力理论显示出了统一的可能,不过啊,那只是一时风光而已,现在,科学家已经把兴趣转移到了我今天要讲的弦理论上了。
弦理论认为,宇宙中的基本组成不是我们之前想的基本粒子,而是以根根极细极细基本上可以忽略不计的弦。弦分成两种,一个是像一根线一样两边有头的,叫开弦,而另一种首尾相交成圆形,叫闭弦。两根弦可以合成一个,一根弦它同时也可以分成两个。其实,要正确利用弦理论,时空维度要非常高,而我们处在的是有上下左右前后再加上时间,总共四维时空。
维度增加,代表这什么呢?假如说你一下子从二维的平面到了三维的立体,你是不是感觉到了一个崭新的世界,没错,增加一个维度就是这么神奇的。二维到三维感知起来很方便,但是如果是十维到十一维,就不是件容易的事情了。不过你如果找到了额外的维度,那么超光速和时间旅行就简单的很了,随便找个维度跳进去就可以回到过去。但是科学家后来发现,尽管找到了另外的一个维度,向我们人类这么大的物体也是进不去的,真是让人失望啊。
好了,我们说回统一理论这事儿,如果前面的部分没听懂,可以倒回去再听几遍,肯定就可以听懂啦。关于到底有没有这个统一的理论呢?科学家有这样几种想法:
(1) 肯定有,只要科学家够聪明肯定能找到。
(2) 只能接近,不能达到。无论都精确都不可能到100%
(3) 根本就没有。
虽然2和3都有人相信,但更多的科学家们相信1!我们肯定能找到的。
不过,找到统一理论就可以了吗?当然不是,我们还要不断找出更好的理论,就像相对论成为了比牛顿力学更好的理论一样,我相信,人类总有一天能够成功,让我们一起寻找大设计!
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思彤聊宇宙(每周三更新)By 思彤tony