人類是不是真被“三體人”封鎖了,為什麼基礎物理學已有百年沒有實質突破?

德祥說


這個問題,不是懂得人,還真是不好回答,我也不懂,簡單講講我的看法,姑且聽之。



2016年8月16日凌晨,被命名為“墨子號”的中國首顆量子科學實驗衛星開啟星際之旅。它承載著率先探索星地量子通信可能性的使命,並將首次在空間尺度驗證量子理論的真實性。

2017 年6月16日,中國“墨子號”量子衛星在世界上首次實現千公里量級的量子糾纏,這意味著量子通信向實用邁出一大步。



這裡面提到的量子糾纏、量子通信,其實就是《三體》裡面的智子一樣,量子糾纏其實並不存在傳輸信息或者什麼東西,簡單的說就是類似雙胞胎的感覺,一個量子在幹什麼另一個量子也就在幹什麼。所以通過A量子描述一個事件,B量子也就會在相聚很遠的地方描述這個事件,是這樣才通過我們的常規理解產生了信息的傳遞,而不是像傳統的信息傳遞一樣中間必須有什麼樣的媒介才能達到傳遞的效果。



量子力學是不同於經典力學的,愛因斯坦這樣的物理學大牛在當時都搞不定量子力學,這就顯示出了這種學科的超高難度。現在我們國家已經實現了千公里量級的量子糾纏,那如果要做到類似三體的除了二維展開這一技術的智子,現在只需攻克距離問題就行了,因為已經夯實了基礎,距離上的問題應該就不難了,如果真的有所謂智子封鎖了我們的科技,那這種東西,外星人是絕對不會讓我們研究出來的,因為我們目前還處於技術爆炸的高速發展中,如果我們研究出來了,那我們是不是也就可以給他們的星球發射智子了?



所以絕對不會有題目中說的情況發生。其實造成我們普通人感覺科技並沒有發展多少的問題,是因為真理的發現、發展到壯大對於人這短短一生來說是很慢的,但是套用三體裡面的話,從宇宙的角度來看,人類的現代科技從無到現在,簡直就是彈指一瞬間的一瞬間罷了,其實我們正在技術爆炸!

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回答這個問題,我們先要對三體成書時間,以及理論物理在三體成書前後的進展狀況有一個梳理。

《三體》第一部最早於2006年在《科幻世界》開始連載,後來於2008年正式出版。而智子封鎖了人類理論物理的情節,就是出現在第一部裡的。而我不確定大劉構思《三體》第一部裡的相關情節,是從什麼時候開始的,估計可能會在

2004年以前甚至更早。

《三體》-黑暗森林

那麼我們來看看,理論物理最前沿的研究在2000年到2010年之間,處於一個什麼狀態。可能大多數人都聽說過希格斯玻色子,它被稱為理論物理標準模型大廈上的最後一塊拼圖。

知識點:所謂標準模型,是一個優美的數學模型框架,
物理學家用它來描述構成物質的最小顆粒以及它們的相互作用方式。標準模型可以將自然界四種基本作用力的三種(電磁相互作用力、弱相互作用力、強相互作用力)統一起來。

四種基本力


而希格斯玻色子,是2013年被正式宣告確認的。為什麼說是正式宣告確認呢?因為實際上大型加速器早在2000年左右

,就探測到了疑似希格斯玻色子的粒子。但由於當時實驗成本和規模,以及計算能力的限制,科學家們一直只能說“疑似”。

希格斯玻色子是標準模型的最關鍵的一塊拼圖


所以實際上,2000到2010年之間,也就是三體構思和成書的期間,理論物理確實處於一個比較茫然的境地。一方面如果希格斯玻色子被證偽,標準模型的大廈將在一夜之間倒塌。而之前50年發展起來的幾乎所有的理論物理學基礎,都是建立在標準模型基礎上的。


所以我們不難理解大劉成書時的思維模式,就是我09年左右第一次看到《三體》的時候,也不禁對這個構思拍案叫絕,因為在當時,確實不能對其證偽。當然到了今天,希格斯玻色子已經被證實,三大基本力已經統一,不過也並不能說理論物理已經一統天下了。

因為,標準模型並不能統一最後一種基本力-引力。所以說100年來人類對理論物理的研究一直停步不前是不客觀的,不過人類每一次進步,都發現前方是更大的未知。如果說有什麼力量在限制人類揭示宇宙的終極奧秘,也未嘗不可戲謔,只不過即使如此,我們可能離那個所謂限制的極限,也還有很遠的距離。


羅生物語


最近一百來年,物理學是在發展的,但是如果大家對現代物理學不瞭解,那就很難看到進展。

這就好像,假如你家鄰居在學一門外星語言,你在完全不懂的情況下,很難知道他學得如何,是不是有了重大進展,最多隻能用地球語言的感覺去猜。

比如有人用小說《三體》的劇情去猜真實世界中物理學的發展,也有人用自己對相對論的理解去猜整個物理學的發展,這樣顯然是無法猜中的。

其實物理學的天地非常廣闊,只不過很多知識已經超出了高中、甚至大學物理教材的範圍,一般人很難了解到,所以就只好猜了。

比如說量子理論,大家可能聽說過薛定諤的貓、量子計算機、量子糾纏、哥本哈根詮釋等名詞,這些只是量子理論的一部分,量子理論是一個發展中的龐大而複雜的體系, 即使學完高等量子力學、量子光學、量子場論、量子多體理論等研究生程度的專業課程,也未必能真能搞懂量子理論。以至於有種說法是:如果你覺得量子理論好懂,那麼你就沒懂。

這樣一來,基礎物理往往給人感覺很玄奧,結果容易被大家忽視。比如弦理論,悟空問答上關於弦理論的問題總共也就三十個左右,作為比較,大家可以看看相對論的提問有多少。

當然, 不管如何被忽視,基礎物理的進步一直在推動著我們的生活。

比如,最近一百年粒子物理和核物理等領域的巨大發展,我們發現了中微子、反質子、反中子等基本粒子,如果覺得基本粒子聽著太玄奧,可以想想原子彈和核電站,以及發展中的可控熱核反應堆等。

在微觀物理理論的基礎上,材料科學也發展起來了,一個典型的例子就是半導體,要是沒有半導體器件,我們的手機、電腦、電視、衛星、汽車、電梯等就都沒辦法正常工作了。

如果算上天體物理,我們還有宇宙膨脹、暗物質、暗能量、引力波等大發現呢。

我們現在對物理學的理解,肯定比愛因斯坦那會更深入。明年就是愛因斯坦誕辰140週年了,有些朋友不要只盯著一百多年前的事情了,也不要指望沒有公式的小短文(比如俺這篇)能深入講解現代物理,要想真正搞懂物理學近百年的進展,還是得系統地學習大學、研究生物理教材才行。

看到這可能有人要說了,幹嘛要費那麼大勁去啃教材學物理,有這時間寫寫程序、炒炒股不是還可以賺錢麼?

沒錯,近年來隨著計算機、金融等方面的蓬勃發展,不少人才就這樣離開物理領域投奔高薪行業了,留下來的人很多也從理論物理轉向應用研究了,所以根本不需要外星人封鎖,人類自己本身的問題就挺多的了。


喬小海


哈哈,在看《三體》的時候,當看到三體人造出智子,送到地球來干擾人類的高能粒子對撞實驗時,我不禁拍案叫絕,劉慈欣真的太會想了,這不是正好跟我們人類的現狀很吻合嗎。


在發現原子、電子、中子、質子之後,人類的科技往前跨了一大步,各種高科技產品都是在這樣的基礎科學的運用下才發展出來的。直到現在,我們仍然在享受著這些物質基礎的科學成果,但是如果想要再造出什麼突破常識的科技產品(比如反重力飛行器)卻是難以辦到的,因為基礎科學限制了我們的走出這一步,就好比只懂得蒸汽機的人永遠造不出超音速飛機。

那麼,想要走進下一個科技飛躍時代就必須在基礎科學上有所突破。科學家們想到的辦法是用磁場加速粒子,讓它達到接近光速,再用它去轟擊原子核,希望像擊碎瓶子讓裡面的東西出來一樣,讓原子核中更小的基本粒子被轟擊出來,從而發現並捕捉它,用以研究。然而,在真正去做的時候,每次轟擊得到的結果和數據都是不一樣的,根本無法讓科學家們進行有效的計算和研究。這就讓人很抓狂了,同樣的初始條件,同樣的環境,為什麼每次的結果不一樣,而且這些不一樣的結果之間也完全沒有規律可尋,像是胡亂出來的數據。沒有人知道為什麼會這樣。




直到大劉的《三體》,他給出了一種讓人驚歎、寒毛豎立的解釋,而且這種解釋讓人在思考之餘不禁想要去相信它。那就是外星人要來入侵地球,但旅途遙遠,怕人類在它們到來時已經發展出比它們還高的科技,那豈不是來送死。所以它們使用一個智能質子以光速先行來到地球,利用微觀粒子的量子糾纏對它進行實時控制。而質子實際上是高維物質在三維世界的投影,所以質子可以同時出現在幾個地方,那麼它就做到了隨時對地球上的所有粒子對撞機進行干擾,使得人類的基礎科學止步不前。

那麼,是不是真的就是智子鎖死了人類科技呢,答案是不知道,因為沒人知道有沒有外星人,它們是不是真在監視著地球。而對於粒子對撞機的奇異結果,科學家也給不出解釋,我倒是挺願意相信是被外星人鎖死了。






大家覺得地球科技是不是被外星人鎖死了呢?


陳小有同學


答:腦洞很大,作為科幻小說的內容很有意思,但是要引申到現實世界,是不現實的。


近一百年來,基礎物理學的發展非常迅速,並非題主說的“沒有突破”,只因我們是局中人,無法看到基礎物理學的實際發展速度;或許等幾百年後,人們才意識到20世紀到21世紀這段時間,是物理學發展的一個重要階段。


近一百年來,量子力學和相對論力學的發展最為明顯;在量子領域科學越來越深入,理論也越來越完善;在宏觀領域,科學家已經可以討論宇宙開端的問題,這可是物理學的重大進步。


而且到目前為止,量子力學和相對論力學的發展,還沒有達到巔峰,還有很多問題有待解決;比如天文學上的暗物質、暗能量、黑洞等等問題;微觀領域的中微子、超導理論等等問題有待解決。



而且量子力學延伸出來的理論,比如量子糾纏、量子場論、量子電動力學、超弦理論等等,每個分支都奠定了一個領域的基礎;所以,在過去的100年間,基礎物理學的發展是非常快的。


量子力學和相對論作為現代物理學的兩大基礎,的確很多理論都建立在這兩者之上,如果說近100年間,沒有超越量子力學和相對論的理論出現也沒有錯,但也不能就此否定基礎物理學沒有發展。



畢竟我們的科學家們,連量子力學和相對論都沒有研究透呢!

基礎科學的發展總是循環漸進的,當一個基礎理論的研究達到頂峰之後,就會在這個理論之上,發展出更基本的理論體系,或許目前只是時機未到而已。


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艾伯史密斯


如果說鎖死,我覺得三百年前就鎖死了←_←

在牛頓以後的兩百年裡,科學也沒有什麼特別大的發展了,直到電磁理論被發現。波粒二象性的發現又一波認知升級。而相對論提出革新了人類時空觀,但這個完全是基於一個簡單的實驗結果(邁克耳遜-莫雷實驗)下的邏輯推理,包括狹義和廣義都是。雖然具有前瞻性,但完全不是依賴精密實驗所得,因此也不是智子封鎖能阻止的,智子總不能干擾光速測量吧←_←

但從進入量子力學領域開始,理論就越來越依賴於精密測量了,這個時候就是智子幹大事的時候了,然而精密測量被幹擾了嗎?貌似並沒有,從弱力強力相繼發現,到標準模型提出,量子場論完成三力統一,然後進入驗證階段,結果是標準模型被反覆證明了,連號稱上帝粒子的希格斯玻色子都被實驗發現了。

伴隨理論而來的是科技應用,完全是井噴式的發展,這些應用都是吃一百年前的老本嗎?顯然不是,實際上量子力學到上世紀70年代才完善的,而大部分的實驗驗證是近三十年的事,希格斯玻色子發現才十年不到,這智子也太不敬業了。。。除了對舊有理論的驗證以外,理論物理就沒有發展了嗎?顯然不是,幾乎就在量子力學完工的那些年,一門新的理論就誕生了,它就是

弦理論

弦理論的革命性相當於相對論+量子力學的革命,它繼相對論以後再次刷新了人們的時空觀,相對論只把時空統一為四維,而弦理論最高把時空刷到26維_(:D)∠)_現在已經回落到11維了。而在微觀的認知方面,弦理論則在量子力學的基礎上再次刷新底限,直接指向基本粒子的由來。

目前弦理論已基本成型,但是卻缺乏實驗驗證,但這個無法驗證絕非智子造成的,而是人類能製造的能量遠遠不夠驗證它所需要的,這是從理論計算上就知道實現不了,而不是實際操作時才發現驗證不了。


目前對於量子信息方面的應用研究屬於科技前沿領域,包括量子通信和量子計算,也是在近三十年的各種實驗驗證成功後才開展的。


星宇飄零2099


現在科技的進步速度一點也不比上個世紀工業革命時慢,為什麼感覺變化不大呢?先用喜歡的戰艦打比方。無畏艦誕生後,戰列艦的發展日新月異,排水量從兩萬噸一直到六七萬噸,火炮口徑從12英寸到18英寸,一切都在短短三十多年時間裡。可能一艘主力艦下水不過幾年就落伍了,有的還在設計圖紙上就被競爭對手甩開。反觀現代戰艦,阿利伯克服役快三十年了,尼米茲更是有了四十多年,他們依然是最先進的戰艦,這無疑給人一種感覺現代戰艦幾十年都沒發展。事實上呢,他們的變化很大,尤其是“內在”方面,諸如電子設備,各種雷達,系統軟件上。戰艦已經不像上個世紀那麼簡單粗暴,造的更大更重就是進步,所謂高精尖的進步很多是看不見的。

說回物理學,上個世紀的物理學飛速發展是顯而易見的,每天都有新發現。而現如今的物理學研究早已進入了更深的層次,已經不是以前的物理學家能夠在自己的實驗室裡單獨完成的了,要借住國家的力量建造大型對撞機才能有所發展,而且要靠一群人一起上。這又給人一種感覺,現在的天才少了,沒有二十世紀初的群星璀璨。事實上,科學發展到最後是不存在個人英雄主義的,牛頓說過,他也不過是站在巨人的肩膀上。而隨著巨人越來越高,一個人孤零零的在上面很難看到遠處的目標,人多才容易發現要尋找的東西。科技就像一把會變重的寶劍,越到後面越只有大國才能玩的起了。

假如大型對撞機每個物理學家人手一個,電管夠隨便用,我相信物理前沿每天都會有新發現。但是即便全世界憑空多了上百萬臺對撞機也沒用,以現在人類對能源的利用根本養不起!別說一百萬臺,一萬臺都困難。也就是說影響人類前進腳步的還是能源,沒有電沒有光沒有對撞機,再厲害的天才也無法靠想象研究基礎物理。什麼時候人類掌握了可控核聚變的技術,達到了I型文明的標準擺脫了能源掣肘,那時人類文明可能會迎來新的科技革命!上個世紀物理學的大發展不也是伴隨著工業革命的浪潮,人類開始利用蒸汽發電。相信下一次的科技大發展必然由核聚變的光芒引領著。


不會游泳的魚2014520


在二十世紀和二十一世紀的前十七年,人類的基礎物理真的沒有實質性突破嗎?當然不是。從引力波對廣義相對論的最終證實,到宇稱不對稱的科學試驗,再到弦論的長期爭論,這百年,物理學一直在進步。

但為什麼大家會認為理論物理學沒有實質性突破呢?主要是當代物理的前沿遇到了天花板,特別是在統一場論,暗能量,暗物質等方面沒有取得突破。

當代物理的研究是理論物理先行一步,實驗物理跟上實證。但現在的天花板不是電子對撞機的問題,而是我們已經觸及了實驗物理的極限。我們不能用大象去丈量螞蟻。當儀器精度低於測量對象時,實驗物理必須創造出新的測量方法。比如,我們如何對弦論證實或證偽?

一個遠小於光的波長的實體如何觀察?一個理論上質量和體積等於零的量子如何測量?用什麼樣的方法改變弦的物理狀態?一個反宇宙是什麼樣子?我們可以在理論上預測,卻無法通過實驗去證實。



物理學在等待下一個天才,一個在物理和工程兩個領域都是天才的天才。


軒轅漢唐


結論:基礎物理的突破和應用科技息息相關,互為因果。

基礎物理的突破要藉助一定的實驗設備、觀察設備,而這些設備的能力決定了科學家能提取到信息的多少,進而決定了研究成果。

舉個不恰當的例子。

當年發明了顯微鏡,我們知道了細胞。開啟了生物分子學。

隨後發明的電子顯微鏡,我們知道了細胞更深一層的原子核,也就是開啟了原子學。

直到到現在的DNA、病毒,我們知道了原子核內的夸克,也就是如今的量子學……

事情就是這樣,基礎物理的突破需要相應的物理器材進行實驗,而物理器材是需要相應的應用科技,如國際原子能機構的大型核對撞機,就是通過該設備來加速粒子產生爆炸來研究宇宙初期的數據。而能否研究出能容納更多粒子、對撞時間更長、加速效能更好的對撞機是研究的關鍵。

這裡語言不是很嚴謹,為了讓人更容易理解。


一隻大虎鯨


理論就像商業計劃書,暢想,設計,並做引導,而改變社會改變時代的新科技誕生則像商業規劃執行,是一步一步搭建完善各環節,把所有的枝末細節落實到位。這個過程並不是像按照設計圖蓋一棟大樓那麼簡單,更像一種新的商業模式普及,其中影響的因素太多,比如說人性,社會的需求導向等等。這個過程是需要一個週期的。其中社會的需求導性起到至關重要作用,比如說我們現在的出行工具汽車,火車,飛機,輪船以及航天器,哪一項不是在時代需求下誕生及改進的。需求決定發展,發展促進需求,這中間需要磨合需要自然生長,這個過程是不可缺或的。並不是所有的事都能按照我們的預料按部就班的進行,就算是商業計劃書,有公司體系這樣的強力推手,也不見得可按部就班進展,更何況全人類的發展,我認為還是時機不成熟,人們的需求導性還沒有到達一定峰值,一些科學包括理論科學正是缺乏這種內動力才顯得如此緩慢……可能我們的科技是按照目前的節奏來走的,現在總體上是社會需求決定發展,可能積累到一定程度就會爆發出新的科技成效,讓我們跨入新時代。


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