如果有人統一了四大基本力,那麼他將會在物理學史上擁有怎樣的地位,能否超越牛頓、愛因斯坦?

新龍祥




如果誰能統一四大基本力(宇宙引力、電磁力、強核力、弱核力),它將成為第一個觸及萬物至理“物理聖盃”之人。他絕對會能在物理學史上留名千古,比肩牛頓、愛因斯坦,甚至具有更大的影響力。

現在四大基本力還無法統一,其本質不是理論的問題,而是科技實力的問題。

為什麼這麼說呢?因為科學是一套以實驗為基礎的知識獲取系統,沒有大量的實驗輔證,無論你有什麼理論,都難以最終讓人信服。

而基於亞原子研究的粒子物理學,普朗克尺度的目前人類科學的禁區。我們無法基於觀察構建這一尺度下的物理世界,而要找到四力的統一描述就必須涉及這個領域,理論物理學的弦理論,預言了普朗克尺度下的弦,為物理學勾畫了從未想過的物理圖景。而圖景指導正是愛因斯坦最後30 年研究統一場論時缺失的最重要一環。

當然弦論描述的圖景未必一定正確,但它卻是目前唯一有圖景指導,能統一四大基本力的理論,所以如果要談四力統一問題,就不得不涉及弦論對於世界基礎概念的假設。



在弦論的圖景下,世界必須是高維的。

在弦論的描述下,我們現在無法觀測的普朗克尺度下的世界正是我們無法覺察的高維空間。

“物質”被看作是整個時空織物的振動。因而可以得出一種迷人的可能性,即我們所看到的周圍的一切,從樹木、山脈到星星本身,不過是超空間中的振動。如果這是真的,那麼它給了我們一種漂亮而簡單的幾何方法,對整個宇宙提供了一種條理清晰、令人信服的描述。

如果弦論的描述是正確的,統一四力會讓人類真正成為宇宙的主人。物理學家保羅·戴維斯(Paul Davies)曾對此作了一番評論,他說: “我們可以改變時間和空間的結構,在虛無中產生物質,並建立秩序。控制這種統一後的超力,我們便能隨意構造和改變粒子,從而生成奇異形式的物質。也許,我們甚至可以改變空間本身的維度,創造不可想象的人造世界。我們真的成了宇宙的主人。”

理論上,要探索多維空間所需的能量是10²º億電子伏特,而目前全球最大的粒子加速器LHC能產生的能量僅僅1萬億電子伏特。也就是說我們現在能操控的能量還差著13個指數級。



要達到這一能量要求是痴人說夢嗎?

乍一看,似乎確實如此。然而200萬年的人類歷史,科技發展不過200年,縱觀人類文明的進程預示著科技也是成指數級發展的。

科學家們認為如今我們所獲得的知識總量,大約每10年到20年就翻一番。就好比一天生長一倍的荷葉,半池塘的荷葉只需要一天,就能長滿池塘。這樣想來,展望未來達到檢測高維空間理論的技術也不是不可能的。

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自然界的其中基本作用力分別是強力,弱力,電磁力和引力,基於標準粒子模型前三種作用力目前已經得到統一,而且都有自己的傳播子:

強力的傳播子是膠子,電磁力的傳播子是光子,弱力的傳播子是玻色子,這三種傳播子已經被科學家們找到。不過引力的傳播子引力子一直沒有被找到,所以“引力子”的概念目前還只是一種假設!

同時,根據廣義相對論的描述,引力根本不是一種力,引力的本質其實是時空彎曲,引力只是一種表象而已!那麼既然引力不是一種力,為何科學家們還如此執著地尋找引力子呢?

這就是宏觀世界與微觀世界的理解不同,本來量子力學與廣義相對論就存在著矛盾需要調和,廣義相對論雖然能很好地詮釋宏觀世界,但在微觀領域並不適用,而微觀世界裡一切都是基於粒子的運動,各種力的傳播都有自己的方式,所以理所當然科學家們也會認為引力也應該有自己的傳播子!

說白了,廣義相對論對於引力本質的詮釋只是一種宏觀的描述,在更小的微觀世界,或許有更本質的東西存在,比如科學家們正在尋找的引力子!

不過即使有科學家找到引力子統一了四種基本作用力,也很難超越牛頓和愛因斯坦。因為不管是牛頓還是愛因斯坦在人類科學史上都是開創性或者顛覆性的,而引力子的概念是科學家假設的一種概念,然後再去尋找!統一強力弱力和電磁力科學家並沒有超越牛頓和愛因斯坦,統一引力的科學家也很難超越!


宇宙探索


想要超越牛頓和愛因斯坦,那麼就需要有和愛因斯坦與牛頓一樣的原創性理論提出。

愛因斯坦和牛頓,都是憑藉一己之力,提出來了整個物理學最為基本的理論。以前的牛頓經典力學,就幾乎代表了整個物理學。而愛因斯坦,則提出來相對論和量子理論,基本上可以說物理學中的兩大支柱,有幾乎近1.5都是愛因斯坦建立的。特別是相對論,完全是愛因斯坦一個人獨立提出來並完善的,這點尤其難能可貴。



四大基本力的統一,僅僅是在原有物理學框架內進行研究,並不算是那種顛覆式的研究結果。

四大基本力的統一問題,很多科學家都為之奮鬥過。愛因斯坦後半生都致力於解決這個問題,可惜聰明如愛因斯坦也沒有實現。後來的科學家經過不懈努力,已經可以把電磁力、強力、弱力,三種基本力統一了起來,就差引力了。



引力也是量子力學和相對論不兼容的地方。相對論認為引力是空間扭曲的幾何效應,而量子力學則認為引力是引力子傳遞到一種力。由於相對論和量子力學關於引力的不兼容,科學家想要統一四大基本力十分困難。假如誰真的解決了這個問題,雖說不至於像愛因斯坦一樣,但僅次於愛因斯坦還是實至名歸的。



所以,想要超過愛因斯坦和牛頓,那麼你得做出完全顛覆物理學的研究,才夠格。


科學探秘頻道


自然界中有四大基本作用力包括:電磁力、強相互作用力、弱相互作用力以及引力。其中前三種基本作用力都可以用量子力學從本質上進行解釋,按照粒子物理標準模型這些基本作用力的作用過程都可以描述成某種粒子的交換作用。

電磁力的作用過程是光子的交換過程,強力的作用過程是膠子的交換過程,弱力的作用過程是玻色子的交換過程。並且在自然界中科學家已經發現了這三類基本粒子的存在,那麼如果引力也能按照類似的作用方式進行解釋的話,那就完成了四大基本作用力的統一,這也是愛因斯坦在生前最後的日子裡一直研究的問題。因此一些科學家提出了引力子的概念,想用來解釋引力的作用過程是引力子的交換過程。但是提出引力子的過程數學過程是非常冗雜並且不自恰的,並且在自然界中沒有發現引力子的存在。



當然如果某位科學家發現了引力子的存在,那麼最多是可以獲得諾貝爾獎的,這也屬於非常高的榮譽了,這個發現將填補粒子物理標準模型的最後一塊缺失,那麼這個標準模型既能從本質上解釋四大基本作用力,又可以說明物質的基本組成。這將成為物理學中至關重要的理論,粒子物理標準模型是建立在楊振寧的理論之上,這也足說明楊老的科學成就,楊老作為在世物理學家第一人當之無愧。

目前關於引力的本質解釋來自於廣義相對論,愛因斯坦認為引力實質上並非是一種“力”,而是時空彎曲的外在體現。因為質量存在讓時空發生彎曲,彎曲的時空讓物質知道如何運動。愛因斯坦預言的引力波(時空漣漪)也已經被證實,引力的這種解釋也被接受。



愛因斯坦一人提出了相對論,並且對量子力學的提出有著重要的貢獻,因此可以說二十世紀物理學的兩大支柱愛因斯坦貢獻很大。而牛頓更不用說,幾乎建立起了經典物理學的半壁江山。在歷史上物理學家的排名中,愛因斯坦和牛頓穩居前兩名。要想成就和這兩位巨匠比肩,科也成就必須是開創性、顛覆性的。我們都知道量子力學和相對論對於現代物理學的重要性,但是這兩個理論都有著自己的作用範圍領域,並且相互之間並不相融。
未來要想獲得堪比愛因斯坦和牛頓的科學成就,可以考慮相對論和量子力學融合的萬物理論之上,目前的情況下弦理論中的M理論比較合適。


科學黑洞


首先我們需要了解一下到底什麼是四種基本力。它們分別是電磁力(以多種形式存在,包括電、磁和光本身)、引力(使地球和行星保持在它們的軌道上運動,引力也約束了銀河系的平衡)、強核力(為恆星燃燒提供能量。它使群星閃耀,創造出燦爛的、給予生命的陽光)、弱核力(支配某些形式的放射性衰變)

當前理論物理學面臨的挑戰是將這四種力統一,至於為什麼統一,基於一個比較可笑的偏執:那就是愛因斯坦所說的,宇宙的最高原理應該是簡潔的,一定有一種完美的可以統一所有物理效應的“原力”存在,愛因斯坦為此在生命的最後三十年執著於統一這四種力,結果沒有成功,這其實還是“如果有上帝,上帝一定是個數學家”的科學宗教執念,但是學術共同體也是追隨愛因斯坦這樣理解並努力著。

有點跑題,我們回到這個問題上來。

雖然到目前為止還沒有人統一四大基本力,但是我們可以比照一下統一三大基本力(已經比愛因斯坦強)的人在學術共同體中的地位就可以了,這個人你也許想不到,那就是華人科學家楊振寧。

很多人都知道楊振寧和李政道憑藉宇稱不守恆定律獲得了諾貝爾獎,但很少有人知道他沒有獲得諾貝爾獎的另一項重要成果:楊—米爾斯理論。它在現代物理學中有著舉足輕重的作用,深刻地影響了20世紀中葉以後物理學的發展。

楊-米爾斯理論的提出為大統一理論指明瞭方向。基於這個理論,物理學家統一了電磁力和弱核力,創立了電弱統一理論。在溫度極高的早期宇宙中,電磁力和弱核力是統一的電弱力。以此為基礎,粒子物理標準模型又把強核力統一進去。也就是說,在楊-米爾斯理論的框架下,除了引力之外的三種基本力已經得到統一,可謂是完成了75%的大統一理論。

可悲的是,在中國,大部分人除了楊振寧與翁帆這點事之外,就根本不在乎其他的了,其實楊振寧可以說世界級的偉大科學家,但是他依然無法與牛頓與愛因斯坦相比。

其根本原因就在於,基於兩次物理學大奇蹟年的成就,牛頓愛因斯坦都是開創性的將人類帶入了一個新的時代,他們鋪墊的地基是基礎科學的更新換代併成為整個人類科技發展的根基和溫床,而其他人則只是延續和發展,這就是本質區別。

當然,隨著奇點臨近,我們也期待著開啟第三次物理學大奇蹟年的那個人,也許就能與牛頓、愛因斯坦比肩了。


高維宇宙觀


本民科認為,在物質世界中,看到的都是物質的表象,又如何談物質的四力統一? 所以自愛因斯坦的引力和電磁力的`大統一’失敗以來,所謂的`大統一’,`萬物之理’(看看,連名稱都錯得離譜! 物理大咖們追求的僅僅只是`萬物’的理論!)引無數物理大咖們競折腰,但迄今為止,連個地平線都看不到!

可本民科卻認為,如果是站在形而上,即超越物質的高度,這個問題的答案實在是太,太,太簡單了! 不信嗎?看看本民科如何推導:

1. 先仰望星空,現在的總星系正在物質死亡的道路上飛奔,n億年以後,總星系中的物質必將全部死亡,蛻化為(星系黑洞的)質量和(暗)能量。

2. 採用逆向思維,很顯然,物質從質量和能量的相互作用中誕生。

3. 質量具有原始的引力,而能量具有原始的斥力,很顯然,物質的四種力並不是宇宙中的原力,而是基於原始引力和原始斥力的衍生力。

4. 所以物質的四種力最終統一在兩種力: 原始引力和原始斥力上! 物理大咖們追求的大統一錯啦!應該是本民科的`質量和能量的終極對立統一’!假如只有一種力,宇宙又如何運行啊?這實在是初級的邏輯思維錯誤!

完了嗎?完了!

物理大咖們難於上青天的所謂大統一難題,本民科的論文大概只有1/3頁紙! 而且沒有任何數學推導,實在是不好意思啊!

那麼,全世界的物理大咖們,中科院的院士們,來橫挑鼻子豎挑眼吧!

不過本民科自信滿滿: 挑錯?那是不可能滴!

前沿科學的頂峰,被本民科率先登頂!

原因很簡單,本民科具有兩件法寶:

1. 超越物質的思維,

2. 從宏觀宇宙到微觀粒子世界的方法論。

看到了本民科的`野心’了吧?豈止只是超越牛頓,愛因斯坦? 本民科要超越的,是幾百年來整個主流物理的物質研究時代!

2019年,向古老的物質理論道聲永別吧!


外星文明新時代


《百年一試:三元論對大統一理論的答覆》

百花齊放,百家爭鳴。總有一天會實現!

現代科學認為,四力的相對強度為:若萬有引力為1,則弱力為10^25,電磁力為10^36,強力為10^38。

三元論認為,四力之間相差均在10倍以上,不言而喻,四力之間均滿足邏輯鏡像的條件,無須爭辯,四力之間存在多個相對0,四力或基本力之間的關係是邏輯對稱關係。

可以發現,四力大小之間存在一種現象:宏觀世界(萬有引力) →0世界(相對01)→微觀世界(弱力)→0世界(相對02)→宏觀世界(電磁力)→0世界(相對03)→微觀世界(強力),等同說,四力大小之間出現宏觀和微觀之間通過各種相對0交替出現的現象,或者說,力之間出現相對0界限。

力中的這種關係與光譜中的X射線、紫外線、可見光、紅外線等排列的關係類似,這個原理在《關於光電效應的分析》中闡述。

可以推測,因為在微觀世界中存在電磁力(電子)大、量子引力小且小到忽略不計,而並不是量子引力不存在,所以在宏觀世界中就會存在萬有引力大、電磁力(點電荷)小且小到忽略不計,而並不是電磁力不存在,等同說,從太陽系的角度去測量,至少行星或衛星均帶少量電荷。

為什麼會出現若干個相對0?這是因為相對數軸向左數值是逐漸增大的,右者相對於左者相對為0,而不是真實的0,圖形中就會出現連環曲線,在數學函數中相對0是遞增的,邏輯對稱據此而來。相對0範圍內的數據如同倒立的金字塔一樣,每個初級階層在規定的標準下視為0而不為0,否則就建不成現在這種形狀的金字塔。

毫無疑問,從四種力之間的邏輯鏡像及邏輯對稱的示意圖中可以發現宇宙中還存在其他基本力,比如存在大於強力10倍及以上的基本力、小於萬有引力十分之一或更小的基本力等,而且是無限循環的。

理論上講,存在無數種基本力。




三元論作者李飛


中華民族的整體宇宙觀:

可以用一個座標系統一萬有丶

統一空間丶

統一時間丶

統一運動。

用一個宇宙覌統一意識與存在。


知足常樂282581308


一旦統一了,意味著人類反重力研究將得到史無前例的突破,而反重力研究一旦突破,意味著人類超光速時代的來臨,正如流浪地球一樣,安裝了那麼牛逼的的發動機,而且還數量眾多,地球在宇宙中飛行還是不能擺脫其他星球的巨大牽引力,一旦反重力研究得到突破性革命性突破,那麼未來太空飛行器完全可以無視其他星球的引力,甚至連恆星的引力都可以無視,因為這種反重力可不光是反星球本身的引力,還能反其他星球的引力,和其他力場


第三縱隊隊長


告訴你不太好的事實:宇宙的基本力不是僅有四種,而是有十種基本力.所以做人實在不必妄想什麼統一基本力的事,畢竟宇宙中的每一種基本力都有其十分重要的存在意義,更不是你願不願意接受或是否有能力理解的事,雖然人類科學系統僅知其中的四種基本力也絲毫干擾不了宇宙十種基本力的各自重要作用與相互作用直到永遠........

所以井底之蛙與人類科學文明還非常落後正是當今人類絕大多數的現狀,此話太難聽,但事實如此,也沒可能說成了"人類文明已經高度發達"這種騙鬼也不好使的臺詞.


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