如果有人统一了四大基本力,那么他将会在物理学史上拥有怎样的地位,能否超越牛顿、爱因斯坦?

新龙祥




如果谁能统一四大基本力(宇宙引力、电磁力、强核力、弱核力),它将成为第一个触及万物至理“物理圣杯”之人。他绝对会能在物理学史上留名千古,比肩牛顿、爱因斯坦,甚至具有更大的影响力。

现在四大基本力还无法统一,其本质不是理论的问题,而是科技实力的问题。

为什么这么说呢?因为科学是一套以实验为基础的知识获取系统,没有大量的实验辅证,无论你有什么理论,都难以最终让人信服。

而基于亚原子研究的粒子物理学,普朗克尺度的目前人类科学的禁区。我们无法基于观察构建这一尺度下的物理世界,而要找到四力的统一描述就必须涉及这个领域,理论物理学的弦理论,预言了普朗克尺度下的弦,为物理学勾画了从未想过的物理图景。而图景指导正是爱因斯坦最后30 年研究统一场论时缺失的最重要一环。

当然弦论描述的图景未必一定正确,但它却是目前唯一有图景指导,能统一四大基本力的理论,所以如果要谈四力统一问题,就不得不涉及弦论对于世界基础概念的假设。



在弦论的图景下,世界必须是高维的。

在弦论的描述下,我们现在无法观测的普朗克尺度下的世界正是我们无法觉察的高维空间。

“物质”被看作是整个时空织物的振动。因而可以得出一种迷人的可能性,即我们所看到的周围的一切,从树木、山脉到星星本身,不过是超空间中的振动。如果这是真的,那么它给了我们一种漂亮而简单的几何方法,对整个宇宙提供了一种条理清晰、令人信服的描述。

如果弦论的描述是正确的,统一四力会让人类真正成为宇宙的主人。物理学家保罗·戴维斯(Paul Davies)曾对此作了一番评论,他说: “我们可以改变时间和空间的结构,在虚无中产生物质,并建立秩序。控制这种统一后的超力,我们便能随意构造和改变粒子,从而生成奇异形式的物质。也许,我们甚至可以改变空间本身的维度,创造不可想象的人造世界。我们真的成了宇宙的主人。”

理论上,要探索多维空间所需的能量是10²º亿电子伏特,而目前全球最大的粒子加速器LHC能产生的能量仅仅1万亿电子伏特。也就是说我们现在能操控的能量还差着13个指数级。



要达到这一能量要求是痴人说梦吗?

乍一看,似乎确实如此。然而200万年的人类历史,科技发展不过200年,纵观人类文明的进程预示着科技也是成指数级发展的。

科学家们认为如今我们所获得的知识总量,大约每10年到20年就翻一番。就好比一天生长一倍的荷叶,半池塘的荷叶只需要一天,就能长满池塘。这样想来,展望未来达到检测高维空间理论的技术也不是不可能的。

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自然界的其中基本作用力分别是强力,弱力,电磁力和引力,基于标准粒子模型前三种作用力目前已经得到统一,而且都有自己的传播子:

强力的传播子是胶子,电磁力的传播子是光子,弱力的传播子是玻色子,这三种传播子已经被科学家们找到。不过引力的传播子引力子一直没有被找到,所以“引力子”的概念目前还只是一种假设!

同时,根据广义相对论的描述,引力根本不是一种力,引力的本质其实是时空弯曲,引力只是一种表象而已!那么既然引力不是一种力,为何科学家们还如此执着地寻找引力子呢?

这就是宏观世界与微观世界的理解不同,本来量子力学与广义相对论就存在着矛盾需要调和,广义相对论虽然能很好地诠释宏观世界,但在微观领域并不适用,而微观世界里一切都是基于粒子的运动,各种力的传播都有自己的方式,所以理所当然科学家们也会认为引力也应该有自己的传播子!

说白了,广义相对论对于引力本质的诠释只是一种宏观的描述,在更小的微观世界,或许有更本质的东西存在,比如科学家们正在寻找的引力子!

不过即使有科学家找到引力子统一了四种基本作用力,也很难超越牛顿和爱因斯坦。因为不管是牛顿还是爱因斯坦在人类科学史上都是开创性或者颠覆性的,而引力子的概念是科学家假设的一种概念,然后再去寻找!统一强力弱力和电磁力科学家并没有超越牛顿和爱因斯坦,统一引力的科学家也很难超越!


宇宙探索


想要超越牛顿和爱因斯坦,那么就需要有和爱因斯坦与牛顿一样的原创性理论提出。

爱因斯坦和牛顿,都是凭借一己之力,提出来了整个物理学最为基本的理论。以前的牛顿经典力学,就几乎代表了整个物理学。而爱因斯坦,则提出来相对论和量子理论,基本上可以说物理学中的两大支柱,有几乎近1.5都是爱因斯坦建立的。特别是相对论,完全是爱因斯坦一个人独立提出来并完善的,这点尤其难能可贵。



四大基本力的统一,仅仅是在原有物理学框架内进行研究,并不算是那种颠覆式的研究结果。

四大基本力的统一问题,很多科学家都为之奋斗过。爱因斯坦后半生都致力于解决这个问题,可惜聪明如爱因斯坦也没有实现。后来的科学家经过不懈努力,已经可以把电磁力、强力、弱力,三种基本力统一了起来,就差引力了。



引力也是量子力学和相对论不兼容的地方。相对论认为引力是空间扭曲的几何效应,而量子力学则认为引力是引力子传递到一种力。由于相对论和量子力学关于引力的不兼容,科学家想要统一四大基本力十分困难。假如谁真的解决了这个问题,虽说不至于像爱因斯坦一样,但仅次于爱因斯坦还是实至名归的。



所以,想要超过爱因斯坦和牛顿,那么你得做出完全颠覆物理学的研究,才够格。


科学探秘频道


自然界中有四大基本作用力包括:电磁力、强相互作用力、弱相互作用力以及引力。其中前三种基本作用力都可以用量子力学从本质上进行解释,按照粒子物理标准模型这些基本作用力的作用过程都可以描述成某种粒子的交换作用。

电磁力的作用过程是光子的交换过程,强力的作用过程是胶子的交换过程,弱力的作用过程是玻色子的交换过程。并且在自然界中科学家已经发现了这三类基本粒子的存在,那么如果引力也能按照类似的作用方式进行解释的话,那就完成了四大基本作用力的统一,这也是爱因斯坦在生前最后的日子里一直研究的问题。因此一些科学家提出了引力子的概念,想用来解释引力的作用过程是引力子的交换过程。但是提出引力子的过程数学过程是非常冗杂并且不自恰的,并且在自然界中没有发现引力子的存在。



当然如果某位科学家发现了引力子的存在,那么最多是可以获得诺贝尔奖的,这也属于非常高的荣誉了,这个发现将填补粒子物理标准模型的最后一块缺失,那么这个标准模型既能从本质上解释四大基本作用力,又可以说明物质的基本组成。这将成为物理学中至关重要的理论,粒子物理标准模型是建立在杨振宁的理论之上,这也足说明杨老的科学成就,杨老作为在世物理学家第一人当之无愧。

目前关于引力的本质解释来自于广义相对论,爱因斯坦认为引力实质上并非是一种“力”,而是时空弯曲的外在体现。因为质量存在让时空发生弯曲,弯曲的时空让物质知道如何运动。爱因斯坦预言的引力波(时空涟漪)也已经被证实,引力的这种解释也被接受。



爱因斯坦一人提出了相对论,并且对量子力学的提出有着重要的贡献,因此可以说二十世纪物理学的两大支柱爱因斯坦贡献很大。而牛顿更不用说,几乎建立起了经典物理学的半壁江山。在历史上物理学家的排名中,爱因斯坦和牛顿稳居前两名。要想成就和这两位巨匠比肩,科也成就必须是开创性、颠覆性的。我们都知道量子力学和相对论对于现代物理学的重要性,但是这两个理论都有着自己的作用范围领域,并且相互之间并不相融。
未来要想获得堪比爱因斯坦和牛顿的科学成就,可以考虑相对论和量子力学融合的万物理论之上,目前的情况下弦理论中的M理论比较合适。


科学黑洞


首先我们需要了解一下到底什么是四种基本力。它们分别是电磁力(以多种形式存在,包括电、磁和光本身)、引力(使地球和行星保持在它们的轨道上运动,引力也约束了银河系的平衡)、强核力(为恒星燃烧提供能量。它使群星闪耀,创造出灿烂的、给予生命的阳光)、弱核力(支配某些形式的放射性衰变)

当前理论物理学面临的挑战是将这四种力统一,至于为什么统一,基于一个比较可笑的偏执:那就是爱因斯坦所说的,宇宙的最高原理应该是简洁的,一定有一种完美的可以统一所有物理效应的“原力”存在,爱因斯坦为此在生命的最后三十年执着于统一这四种力,结果没有成功,这其实还是“如果有上帝,上帝一定是个数学家”的科学宗教执念,但是学术共同体也是追随爱因斯坦这样理解并努力着。

有点跑题,我们回到这个问题上来。

虽然到目前为止还没有人统一四大基本力,但是我们可以比照一下统一三大基本力(已经比爱因斯坦强)的人在学术共同体中的地位就可以了,这个人你也许想不到,那就是华人科学家杨振宁。

很多人都知道杨振宁和李政道凭借宇称不守恒定律获得了诺贝尔奖,但很少有人知道他没有获得诺贝尔奖的另一项重要成果:杨—米尔斯理论。它在现代物理学中有着举足轻重的作用,深刻地影响了20世纪中叶以后物理学的发展。

杨-米尔斯理论的提出为大统一理论指明了方向。基于这个理论,物理学家统一了电磁力和弱核力,创立了电弱统一理论。在温度极高的早期宇宙中,电磁力和弱核力是统一的电弱力。以此为基础,粒子物理标准模型又把强核力统一进去。也就是说,在杨-米尔斯理论的框架下,除了引力之外的三种基本力已经得到统一,可谓是完成了75%的大统一理论。

可悲的是,在中国,大部分人除了杨振宁与翁帆这点事之外,就根本不在乎其他的了,其实杨振宁可以说世界级的伟大科学家,但是他依然无法与牛顿与爱因斯坦相比。

其根本原因就在于,基于两次物理学大奇迹年的成就,牛顿爱因斯坦都是开创性的将人类带入了一个新的时代,他们铺垫的地基是基础科学的更新换代并成为整个人类科技发展的根基和温床,而其他人则只是延续和发展,这就是本质区别。

当然,随着奇点临近,我们也期待着开启第三次物理学大奇迹年的那个人,也许就能与牛顿、爱因斯坦比肩了。


高维宇宙观


本民科认为,在物质世界中,看到的都是物质的表象,又如何谈物质的四力统一? 所以自爱因斯坦的引力和电磁力的`大统一’失败以来,所谓的`大统一’,`万物之理’(看看,连名称都错得离谱! 物理大咖们追求的仅仅只是`万物’的理论!)引无数物理大咖们竞折腰,但迄今为止,连个地平线都看不到!

可本民科却认为,如果是站在形而上,即超越物质的高度,这个问题的答案实在是太,太,太简单了! 不信吗?看看本民科如何推导:

1. 先仰望星空,现在的总星系正在物质死亡的道路上飞奔,n亿年以后,总星系中的物质必将全部死亡,蜕化为(星系黑洞的)质量和(暗)能量。

2. 采用逆向思维,很显然,物质从质量和能量的相互作用中诞生。

3. 质量具有原始的引力,而能量具有原始的斥力,很显然,物质的四种力并不是宇宙中的原力,而是基于原始引力和原始斥力的衍生力。

4. 所以物质的四种力最终统一在两种力: 原始引力和原始斥力上! 物理大咖们追求的大统一错啦!应该是本民科的`质量和能量的终极对立统一’!假如只有一种力,宇宙又如何运行啊?这实在是初级的逻辑思维错误!

完了吗?完了!

物理大咖们难于上青天的所谓大统一难题,本民科的论文大概只有1/3页纸! 而且没有任何数学推导,实在是不好意思啊!

那么,全世界的物理大咖们,中科院的院士们,来横挑鼻子竖挑眼吧!

不过本民科自信满满: 挑错?那是不可能滴!

前沿科学的顶峰,被本民科率先登顶!

原因很简单,本民科具有两件法宝:

1. 超越物质的思维,

2. 从宏观宇宙到微观粒子世界的方法论。

看到了本民科的`野心’了吧?岂止只是超越牛顿,爱因斯坦? 本民科要超越的,是几百年来整个主流物理的物质研究时代!

2019年,向古老的物质理论道声永别吧!


外星文明新时代


《百年一试:三元论对大统一理论的答复》

百花齐放,百家争鸣。总有一天会实现!

现代科学认为,四力的相对强度为:若万有引力为1,则弱力为10^25,电磁力为10^36,强力为10^38。

三元论认为,四力之间相差均在10倍以上,不言而喻,四力之间均满足逻辑镜像的条件,无须争辩,四力之间存在多个相对0,四力或基本力之间的关系是逻辑对称关系。

可以发现,四力大小之间存在一种现象:宏观世界(万有引力) →0世界(相对01)→微观世界(弱力)→0世界(相对02)→宏观世界(电磁力)→0世界(相对03)→微观世界(强力),等同说,四力大小之间出现宏观和微观之间通过各种相对0交替出现的现象,或者说,力之间出现相对0界限。

力中的这种关系与光谱中的X射线、紫外线、可见光、红外线等排列的关系类似,这个原理在《关于光电效应的分析》中阐述。

可以推测,因为在微观世界中存在电磁力(电子)大、量子引力小且小到忽略不计,而并不是量子引力不存在,所以在宏观世界中就会存在万有引力大、电磁力(点电荷)小且小到忽略不计,而并不是电磁力不存在,等同说,从太阳系的角度去测量,至少行星或卫星均带少量电荷。

为什么会出现若干个相对0?这是因为相对数轴向左数值是逐渐增大的,右者相对于左者相对为0,而不是真实的0,图形中就会出现连环曲线,在数学函数中相对0是递增的,逻辑对称据此而来。相对0范围内的数据如同倒立的金字塔一样,每个初级阶层在规定的标准下视为0而不为0,否则就建不成现在这种形状的金字塔。

毫无疑问,从四种力之间的逻辑镜像及逻辑对称的示意图中可以发现宇宙中还存在其他基本力,比如存在大于强力10倍及以上的基本力、小于万有引力十分之一或更小的基本力等,而且是无限循环的。

理论上讲,存在无数种基本力。




三元论作者李飞


中华民族的整体宇宙观:

可以用一个坐标系统一万有丶

统一空间丶

统一时间丶

统一运动。

用一个宇宙覌统一意识与存在。


知足常乐282581308


一旦统一了,意味着人类反重力研究将得到史无前例的突破,而反重力研究一旦突破,意味着人类超光速时代的来临,正如流浪地球一样,安装了那么牛逼的的发动机,而且还数量众多,地球在宇宙中飞行还是不能摆脱其他星球的巨大牵引力,一旦反重力研究得到突破性革命性突破,那么未来太空飞行器完全可以无视其他星球的引力,甚至连恒星的引力都可以无视,因为这种反重力可不光是反星球本身的引力,还能反其他星球的引力,和其他力场


第三纵队队长


告诉你不太好的事实:宇宙的基本力不是仅有四种,而是有十种基本力.所以做人实在不必妄想什么统一基本力的事,毕竟宇宙中的每一种基本力都有其十分重要的存在意义,更不是你愿不愿意接受或是否有能力理解的事,虽然人类科学系统仅知其中的四种基本力也丝毫干扰不了宇宙十种基本力的各自重要作用与相互作用直到永远........

所以井底之蛙与人类科学文明还非常落后正是当今人类绝大多数的现状,此话太难听,但事实如此,也没可能说成了"人类文明已经高度发达"这种骗鬼也不好使的台词.