临沂善林家纺有限公司
咨询热线:0539-2528604
网站公告:
地址:临沂市水田路与临西二路
传真:0539-2528604
邮箱:74398565@qq.com
手机:0539-2528604
新闻动态 当前位置:主页 > 新闻动态 >

如果有人统一了四大基本力,那他的地位会超越

文章作者:佚名    时间:2020-03-23 18:06

 

如果有人统一了四大基本力,那他的地位会超越牛顿、爱因斯坦吗?

为什么要四大基本力?

关于这个话题,其实我们要想搞懂“统一四大作用力”的意义,我们其实要搞懂两个问题:


  • 为什么要“统一”?
  • 为什么是“四大作用力”

首先,我们要说一说“统一”的事,对于物理学家,尤其是理论物理学家而言,他们都有一个梦想,那就是提出一个大一统理论,这个大一统理论其实就是把所有的物理学理论用一个理论来描述,这个梦牛顿做过,爱因斯坦也做过,只不过他们都失败了。不过,之所以牛顿、爱因斯坦都名垂青史,是因为他们统一了一部分。


  • 牛顿统一了天上和地上的物理学。(在牛顿之前,人们认为天上和地上用的是两套不同的理论)
斗牛游戏大全手机版
  • 爱因斯坦则统一了“时间”和“空间”,除此之外,还统一了“能量"和“质量”。

其实,历史上还有一位和牛顿和爱因斯坦齐名的理论物理学家,那就是麦克斯韦,他统一了“电”和“磁”。


所以,我们会发现,历史前三的理论物理学家都实现了一部分理论的统一,并且他们都是单打独斗完成的。这足以说明“统一”这件事有多重要。


那为什么要统一“四大作用力”呢?


如果我们有一把神砍刀,然后把物质不断地砍下去,切到最碎最碎,直到根本砍不下去为止。那会剩下什么呢?其实叫做:费米子。不知道是什么,没有关系,费米子其实是一类物质粒子的统称,我们熟悉的夸克和电子其实就是费米子。


左右棋牌下载

也就是说,它们是组成物质的最小单位。可是你想没想过,这些粒子是如何组到一起的呢?也就是说这个“胶水”到底是什么?


根据我们现在对于宇宙的理解,这个“胶水”就是四大作用力


强力和弱力,你可以粗暴地理解成它们是构成原子核的胶水,同时确保电子不会进入原子核内的作用力,(这里补充一下,电子不会进入原子核和弱力有关,也和泡利不相容原理有关。)而引力其实很好理解,是聚合物质的一种力,和质量有关。电磁力是我们日常生活中接触的最多的力,我们接触到的只要不是引力的,都是电磁力在其中作用,小到你现在能拿得住手里的手机,大到我们观测宇宙中的各种天体,都是电磁力在起作用。


科学家通过粒子物理标准模型将强力、弱力、电磁力统一了起来,其中这些三个作用力都是通过玻色子来实现传递。


  • 强力是由胶子来传递;(补充一下,还有一种强力是由介子来实现传递的)
  • 弱力是由W玻色子和Z玻色子来传递;
  • 电磁力是由光子来传递。正版的欢乐炸金花下载
  • 粒子的质量是由希格斯玻色子来传递。

(实际上,这里我隐去了“场”的概念,这是为了方便理解。)


所以,我们会发现,三个作用力就是通过一套理论来描述了,距离成功就差一步。还差一个“引力”没有被纳入到粒子物理学标准模型当中来,很多科学家都争先恐后地想要把最后这个“引力”并进来,也就是“引力子”理论。结果,很遗憾,都是以失败告终。科学家是讲究和现实拟合的,而广义相对论对于引力的描述实在太精确了,远不是“引力子”理论能比拟的。所以,现实的情况是三个作用力被统一在一起,而引力由广义相对论来单独描述。(广义相对论中,引力的本质是时空的扭曲。


远超牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦

如果有人可以真的把四大作用力完成统一,说白了就是实现了我们如今认为的大一统理论。


当然,你也应该明白了,牛顿,爱因斯坦,麦克斯韦只是统一了一部分,如果有人统一了四大作用,按理说就是统一了整个物理学,因此,真有这样的人,那这个人在物理学史上的地位是要超过前面这三个人的。


可能的理论:弦论

目前来看,要用粒子物理学标准模型来统一四大作用力的可能性已经不太大了。更多的人是把希望寄托在了弦论上了。但我们还是要说,物理学其实是一门注重实际和理论相互拟合的科学,对于物理学而言,实验和观测是十分重要的。可是弦论描述的对象实在太小太小了,我们现在最精确的仪器的误差都要比它大多好几个数量级。所以,我们根本无法通过观测和实验来验证这个理论是不是正确的。


个人看法:认知是没有终点的

我很少在自己的科普中写自己的看法。这个话题我想简单说两句。我个人认为这个“大一统理论是统一四大作用力”的想法或许是有问题的,因为基于科学家对于目前宇宙的认识。可是,我们要知道的是,我们对于宇宙是知之甚少的,我们有太多太多的问题没有解决,我们连暗物质、暗能量到底是什么都搞不清楚,可它们占据了宇宙总量的95%以上;


我们还不知道宇宙大爆炸初期发生的事情,我们不知道得太多太多,这是源自于人类的视野是有限的。


翻看科学史的发展,我们就能知道一件事情,人类科学的发展每当向前迈一步,人类就变得更加渺小和无知,这完全是因为“这一步”虽然让我们知道的越多了,但同时也让我们发现自己不知道的更多了。


  • 最早,人类认为地球是宇宙的中心,一副唯我独尊的模样。结果哥白尼横空出世,把太阳移到了宇宙的中心,把地球降级成一颗“行星”。
  • 后来,没有过多久,牛顿横空出世,让我们知道太阳也不是宇宙的中心。宇宙或许可能是没有中心的,或者说处处是中心
  • 再后来,达尔文横空出世,他让我们知道,生命的发展史其实是一部演化史,什么人定胜天都是胡扯,是自然选择了人类,人类并没有什么了不起。
  • 接下来,随着观测的进行,人类对于宇宙的尺度有进一步的了解,我们开始发展,爱因斯坦等人的研究让我们明白“光速对于宇宙的意义”,也让我们知道,我们其实只是看到一小部分的宇宙,它的尺度达到了930亿光年,我们叫做可观宇宙。如果你要问,地球在可观测宇宙属于什么位置,很抱歉,在可观测宇宙的尺度下,银河系都是可以忽略不计的(银河系和可观测宇宙有接近6个数量级的差异。)
  • 同时,更多的观测器的发展让我们清楚一件事情,宇宙还在加速膨胀,而且宇宙中有很多我们看不到的物质,宇宙大概率是无限大。

所以,认知宇宙是没有止境的,不可能这么快就穷极了一切。所以,我认为并不存在最终那个可以统一一切的科学理论。因为很有可能人类还没有完全看透宇宙时,就已经灭绝了。


近代科学发展至今,一个个发现和一个个理论都指向了一个事实:人类是多么的渺小。但人类同样也是伟大,如果把宇宙的138亿年看成是1年,从牛顿至今不过0.8秒钟的时间,但我们仅仅用这0.8秒就知道了如此多的宇宙往事。


同样,放眼到个人,我们都是渺小的,如果我们还是把宇宙的138亿年看成是1年,假设一个人的一生有80年,那一个人一生只占到了0.2秒而已。


【返回列表页】
地址:临沂市水田路与临西二路    电话:0539-2528604    传真:0539-2528604
Copyright © 临沂善林家纺有限公司 版权所有 ICP备案编号: 鲁ICP备15013546号