學霸從改變開始

壹白化貝

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第七百七十八章 物理學的大統壹理論!

學霸從改變開始 by 壹白化貝

2024-5-18 18:13

  燕京大學,宿舍樓。
  陳舟此刻正在房間裏,坐在書桌前,手中的筆習慣性的點著草稿紙。
  在草稿紙的另壹邊,則是放著錯題集。
  “難道真的要跳出現有的理論模型框架,才能真的看清這四種力?還是說需要重新構建新的理論模型?”
  陳舟想著這個問題,內心有些遲疑,無法決定這最後壹步該落向何處。
  沒錯,對於物理學大統壹理論的研究,陳舟已經進行到了最後壹步,只差壹層窗戶紙,便可以捅破最後的難點。
  可這層窗戶紙,又好像不僅僅是壹張紙那麽簡單,簡直跟防彈玻璃壹樣。
  他需要再次打開自己的思路,才能真正走完這最後壹步。
  這也是陳舟所想的,要跳出現有的理論模型框架的來源。
  這個想法並不是指完全脫離現有的理論模型,而是在最終解決大統壹理論這個難點上,需要更發散的思維。
  從本質上來說,關於物理學大統壹理論的研究,是不可能完全脫離現有的理論模型框架的。
  大統壹理論,也被成為萬物之理,主要研究內容,就是尋找統壹能說明引力、電磁力、強相互作用力、弱相互作用力,這四種相互作用力的理論模型。
  這壹理論模型的研究,最初源於麥克斯韋對電磁的研究,證明了電磁現象的同壹種相互作用的兩個方面,可以用同壹組方程式進行描述。
  後來則是愛因斯坦,他壹直想要壹種統壹的理論,來解釋所有相互作用,他也深信自然界應當滿足簡單性原則。
  只不過結果是令人遺憾的,這壹研究即使耗盡了他後半生的精力,也沒有完成,甚至壹些科學史學家,還斷言這是他的壹大失誤。
  再往後則是量子力學效應,也被納入到了這壹理論模型的研究之中,並最終以量子電動力學的形式出現。
  隨後便是弱電統壹理論,由格拉肖、溫伯格、薩拉姆三位物理學家,提出了弱電統壹理論。
  這是科學上第壹個成功的相互作用統壹理論,把弱相互作用力和電磁力統壹了起來,並預言了幾種新的粒子。
  也因此,這三位物理學家獲得了1979年的諾貝爾物理學獎,並促使更多的物理學家,開始進壹步研究把更多力統壹的理論模型。
  但可惜,電磁力、強相互作用力、弱相互作用力這三種相互作用力,到目前為止並未得到真正的統壹。
  更不要說,那個令無數物理學家頭疼的引力了,它仿佛就是天然與其它三種力分開的壹種力,壓根就不統壹。
  雖然當前的物理學界,有著不少的理論模型,像是標準模型,像是弦理論,但是卻沒有壹個真正能夠被驗證為正確的理論模型,全部都是假設。
  自然,假設的不壹定是錯,但肯定不能說是正確。
  拿標準模型來說,它也只是壹個唯象的理論,其中含有十幾個可調參數,任意性太大。
  雖然它被用來解釋宇宙中最基本的組成粒子,以及其間的相互作用力,看上去是很完善了,但無論是中微子,還是伽馬光子,它都無法解釋為什麽會在物質中存在。
  就更別說還無法被包容進去的引力了,所謂的引力子也只是壹個設想,而且並不完美。
  可盡管如此,物理學界這麽長時間的研究成果,這些理論模型的價值,卻是真實存在的。
  陳舟也是在各種理論模型的基礎上,開展的自己的研究,並達到了現在的最後壹步。
  所以才會說,從本質上來說,他的研究不可能脫離現有的理論模型框架。
  最終,陳舟放下了手中的筆,將所有草稿紙攏在壹塊,然後將錯題集拿過來,壓在了草稿紙上。
  遇事不決,那就問錯題集。
  這是最有效,也是最高效的辦法。
  隨著時間的流逝,陳舟重新將錯題集放在了壹邊,轉而梳理起了攏在壹塊的草稿紙。
  目前的現實情況是,強相互作用力、弱相互作用力、電磁力都是微觀作用力,被量子力學所描述,而引力則是宏觀作用力,被廣義相對論所描述。
  雖然這兩套理論在各自的領域,都被證明是正確的,但卻無法適用於對方作用的範圍。
  準確來說,就是在粒子層面,引力的作用太過於微弱,廣義相對論無法解釋粒子的運動規律,但是量子力學可以。
  同樣,在天體星系層面,強相互作用力、弱相互作用力、電磁力的作用又太過微弱,量子力學無法解釋天體星系的運動規律,但廣義相對論可以。
  如果換壹個角度,從數學上來看這兩套理論的話,廣義相對論利用了黎曼幾何,它可以認為宇宙的幾何結構無限小,因為黎曼幾何可以進行無限小的幾何抽象。
  但是,由於量子力學的不確定性原理,又會使黎曼幾何結構不再準確,從而產生邏輯上的矛盾。
  也就是小到出現量子化的非連續性與隨即的不確定性時,廣義相對論就會失效,場方程也不再有用。
  所以,最大的難點,就是引力與其它三種相互作用力的統壹。
  事實上,這也是物理學研究的東西,壹直以來要麽是如粒子那般小而輕的,要麽是如恒星和星系那般大而重的,所造成的最終結果。
  因為從來沒有兼具研究兩種性質的研究成果。
  因此,從表面上來看,對於某壹物質,物理學似乎只需要宏觀和微觀的理論,就已經足夠了。
  可為什麽同壹個宇宙,同樣的物質構成,壹定要嚴格的區分宏觀和微觀的尺度呢?而且還需要不同的理論模型來解釋呢?
  答案自然是物理學界對宇宙的認知有缺陷,物理學界需要壹個統壹的理論,讓量子力學和廣義相對論融合。
  而且壹定存在壹種尺度,能夠統壹微觀和宏觀,統壹最基本的四種相互作用力。
  “也就是說,必須要統壹量子力學和廣義相對論,但同時也要跳出量子力學和廣義相對論,從更高維度的視角,來看待宏觀和微觀,從而突破最後壹步!”
  陳舟在將所有的草稿紙,重新梳理研究了壹遍,並再三翻看了錯題集後,他終於確定了最後壹步的突破方向。
  不再遲疑,將草稿紙再次攏在壹塊,放在書桌的壹角,轉而拿過壹沓嶄新的A4草稿紙。
  隨之,筆尖與紙張接觸,揭示宇宙模型的大統壹理論,開始在紙上呈現……
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