深埋的真相 6.8分
读书笔记 第二章 错误理念背后的真相
我的名字叫虹

现在普遍认为现代科学,或科学时代始于1687年7月。这一年艾萨克•牛顿(Isaac Newton)发表了他的伟大巨著《自然哲学的数学原理》,书中介绍了可以用于描述整个世界的数学3。200多年以来,牛顿对自然界的观察一直都是科学界的基础,现在被称为经典物理学。 随着19世纪末期电学和磁学理论,以及20世纪早期阿尔伯特•爱因斯坦(Albert Einstein)的相对论的出现,经典物理学在解释世界上那些“大问题”上已经取得了巨大的成就:行星和星系的运行、苹果的掉落(根据流行的说法,牛顿是在苹果掉落在他头上时发现万有引力定律的。)等等。这一切都证明我们可以运用经典物理学来计算人造卫星的运行轨道,甚至把人类送上月球。 然而到20世纪早期,新的科学发现表明自然界的有些地方牛顿定律并不起作用。从原子内的微小粒子世界,到遥远的星系诞生时原子的存在形式,传统的物理学都无法解释科学家们遇到的诸多现象。而回答这些问题的科学方法就是,如果已有的思考方式不能解释我们所看到的现象,那么旧的思维方式就应该得到更新,以考虑到新观察到的事实和新发现。这样做的结果就是在物理学领域出现了量子物理学:研究微观世界,及操纵物质世界的力量。 自从量子物理学出现在科学舞台上,科学所面临的最大挑战就是将经典物理学和量子物理学这两种完全不同的思维方式融合成为一种看待宇宙和生命的统一方式:统一理论。但到目前为止还未找到。尽管一些理论学家解开了一些疑惑,但却没有一个理论学家能解释所有的疑问。就像脆弱的堤坝一样,即使已经将一些裂缝补好,但依然会出现新的裂缝,新出现的理论可以回答一些问题,但同时又会出现新的问题——而这些问题在当时还根本不存在。 弦理论的发展过程是能说明这些问题和裂缝的最好例子。在20世纪80年代,弦理论认为宇宙是由看不见的波动的能量弦线所组成,这在当时被认为会引领物理学的又一次革命。但是物理学家对这一理论研究地越深入,出现的问题也就越多。哥伦比亚大学数学家彼得•沃伊特(Peter Woit)说到,“弦理论就像是一个被等待扎破的气泡,因为它的基础已经不在了。” 同样,惠勒—德威特公式(Wheeler-DeWitt equation)起初宣称可以将经典物理学和量子物理学统一起来的承诺,也随着我们对它的深入了解很快成为泡影。为了完成这个看似不可能的任务,惠勒—德威特公式去除了造成这些问题的重要因素:去除了时间本身。尽管这样做有助于数学公式的推导,但事实是时间是整个世界和我们生活的一部分。没有时间,任何的公式都无法真正反映他们想要解释的疑问。 然而,目前残酷的现实是:从马克思•普朗克(Max Planck)提出量子物理学的核心原则以来,时间已经过去了一个世纪。在这100年里世界上最优秀的科学家都致力于找到数学和物理学的最佳理论,用有史以来最好的研究设施来测试这些理论。因此,如果我们的研究方向是正确的话,我们有充分的理由希望已经解决了困扰科学界的重大问题。 然而到目前为止我们依然未能解决这些重大问题,所以我们必须想到这种可能性:或许我们的研究方向是错误的。

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