作者:苗千
2020-12-17·阅读时长4分钟
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2020年11月24日,著名科学媒体《量子杂志》(Quanta Magazine)刊登了一篇文章《关于物理学尽头的思考》(Contemplating the End of Physics)。这样的题目自然非常吸引眼球,而这篇文章的作者正是荷兰数学物理学家、普林斯顿高等教育研究院主任罗伯特·戴克赫拉夫(Robbert Dijkgraaf)。
戴克赫拉夫写这篇文章的初衷,是针对目前社会上一些关于物理学发展前景的讨论。他提到,21世纪经常被称作生物学或是人工智能的世纪,人们还会认为21世纪属于其他一些新兴领域——这不由得让人想起20世纪曾经被认为是属于物理学的世纪,在20世纪初就诞生了辉煌的量子力学和相对论,随后又发现了众多的基本粒子。那么,在21世纪,物理学已经走向终点了吗?
在20世纪中期,人类不断地发现宇宙中的新粒子,在这个基础之上,几位物理学家几乎同时在60年代初提出了“标准模型”(Standard Model),用一个清晰的数学框架描述了构成我们可见世界的所有基本粒子以及它们之间相互作用的关系。这个框架堪称人类理性的极致表现——正是在标准模型的指导之下,人类最终在2012年通过大型强子对撞机发现了标准模型中最重要,也是在当时最后一个被发现的粒子——希格斯玻色子(Higgs Boson)。但人们对于粒子物理学,乃至整个物理学在21世纪发展前景的看法,也正是在那时开始发生转变。
自从发现希格斯玻色子之后,人类再也没有发现任何新的基本粒子。很多粒子物理学家描述这个领域的前景犹如“沙漠”,可能在未来几十年里都不会再有新的粒子被发现,或许永远都不会再有。
其实自从进入21世纪以来,人类在物理学领域取得的突破并不算少。除了发现希格斯玻色子之外,随后人类在2015年首次通过激光干涉装置直接探测到了引力波,这也堪称“世纪发现”。问题在于,很多人认为,无论是发现希格斯玻色子,还是引力波探测,其理论都源于20世纪。人类最终在21世纪完成了这样的壮举,其中更多的是科学工程的进步。那么,到了21世纪,人类还有新想法吗?
戴克赫拉夫认为,人类对于宇宙的理解还太少。我们现在所掌握的知识,只能描述占宇宙5%的物质,而更多的关于暗物质和暗能量的问题,我们还没有答案。人类对于物理学的探索还远没有结束。另外,戴克赫拉夫认为,只把发现新粒子或是发现自然界中新的相互作用作为物理学进步的标志,也过于狭隘。
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喵
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