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愛因斯坦最大的遺憾,沒有參透“上帝的構思”,實現它有多難?

作者:由 阿良有料L 發表于 文化時間:2022-07-02

1925年,早已經功成名就的愛因斯坦在和一位名為埃絲特·薩拉曼(Esther Salaman)的學生散步時,說了一段讓人沉思的話:“我想知道上帝到底是怎樣創造世界的,不過我對這種或那種現象、這個或那個元素不感興趣,我只是單純地想知道他宏大的構思,除此之外都是不值一提的細枝末節。”

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這句話中所提到的“上帝的構思(God‘s thoughts)”,其實指的是現代物理學最終極的目標,代表著人類對自然規律最完美的理解和詮釋。

在人生的最後幾十年中,愛因斯坦將全部的精力和心血用於尋找萬物理論(The Theory of Everything),但直到臨終他也沒能完成心願。

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在科學家們的理想中,萬物理論是揭示包括宇宙起源在內的一切宇宙奧秘的關鍵,它能夠將無數現象收納其中,將繁瑣的公式和現象化簡,用一個清晰流暢的公式完美表達出來。如果它真的成為現實,對於人類來說整個宇宙將再也沒有難題。

數個世紀以來,在無數科學家的付出之下,現代物理學的大廈傲然聳立。這座無比堅實的大廈擁有兩個近乎堅不可摧的支撐——量子場論和廣義相對論。

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前者描述了弱核力、強核力以及電磁力如果在微觀尺度發揮作用,而後者則描述了引力、恆星、星系乃至整個宇宙宏觀尺度上的執行規律。

在近百年的研究和實驗中,科學家們發現這兩個理論在各自領域近乎是“無敵”的存在,任何理論都無法動搖它們的統治地位。

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它們之間雖然近乎完全對立,但因通常情況下我們只需要用到一種理論,所以暫且相安無事。但想要建立解釋一切的萬物理論,就必須打破這兩個理論之間的隔閡,將它們完美和諧的統一起來。

當然了,相比現在還摸不著頭腦的引力,科學家們顯然對三個作用力的研究更加深入。強核力將原子核凝聚在一起,使得夸克能夠老老實實的留在中子和質子裡,電磁力將原子結合在一起並主導各種化學反應,而弱核力則和各種粒子的衰變放射有密切的關係。

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除了基本的職能之外,每種力還有自己的亞原子粒子——強力的傳遞者是膠子,電磁力的傳遞者是光子,而弱力的傳遞者則是玻色子。

除此之外,還有一個宛若幽靈般無處不在的希格斯場為其他基本粒子賦予質量,它們共同組成了一個耳熟能詳的名詞——粒子物理標準模型。

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在這個模型的幫助下,科學家們能夠像搭積木一樣,構建出從微觀世界到宏觀世界中所有已知的物質,這一構建過程和真正的萬物理論非常相似。

但是引力的存在使得其不能算是一個完美和諧的理論,畢竟引力也是宇宙中實實在在存在的一種力。

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為了能夠貫通和連線物理大廈兩個支柱理論,在兩者之間建立起相互聯絡的“橋樑”,科學家們建造了能夠將質子加速到無限接近光速的強子對撞機(99。999999%光速),可這距離找到物質的最小組成單位還是遙遙無期。

按照弦理論的解釋,在宇宙剛形成的10^-43秒內,現在的四大基本力實際上是歸於一種力的統治的,微觀層面的宇宙由普朗克長度的顫動的弦組成的,而不同的顫動頻率產生了各種各樣不同的粒子。

愛因斯坦最大的遺憾,沒有參透“上帝的構思”,實現它有多難?

雖然說弦理論似乎讓人類離宇宙終極秘密更近了一步,但真正看到宇宙“琴絃”所需要的能量過於龐大,甚至可以說龐大到難以想象,它至少比人類現在能量最高的粒子加速器還要高出11個數量級。

按照費米實驗室主持人、物理學家多恩·林肯(Don Lincoln)的比喻,如果人類已經掌握的能量是一個細胞,那麼窺見宇宙本質所需的能量就相當於整個地球。或許人類千年乃至萬年都沒有機會一探萬物理論的真諦。

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在絕望中讓人感到一絲欣慰的是,物理學“大一統”的腳步似乎變得越來越快,比如牛頓在1670年發現萬有引力,從而將宇宙中的力和生活中的力整合為一;麥克斯韋在1873年提出的理論又將電和磁整合到了一起;1968年科學家們又發現弱核力和電磁爐嚴格來說只是硬幣的正反面。

按照這樣的發展趨勢,或許人類能夠舉起萬物理論的“聖盃”也只是時間的問題,只不過這個時間也許會長到我們接受不了甚至無法想象的程度。

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而拋開學術方面的困難,愛因斯坦本人可能對人類能夠找到萬物理論並不抱太大希望,因為他曾在人類第一顆原子彈爆炸後留下了一段意味深長的話:我不知道第三次大戰用什麼武器,但第四次一定是石頭和木棍。

他的這段話想要表達的意思其實非常明顯,如果人類社會真的因戰爭而退化,那別說參透“上帝的構思”了,就連文明延續都可能會變成一件非常困難的事情。

所以參透“上帝的構思”不僅要在學術方面取得突破,還要在人類的劣根性上取得突破,這無疑是道阻且長的。

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