“你怎麽又迴來了?”看到張靜怡又出現了,舒雲鵬詫異地問道。 .
弦理論、多重宇宙等許多現代物理學思想都可能是不可驗證的。既然如此,我們是否應該相信這些理論?這是科學家和哲學家們在慕尼黑最近舉辦的一場具有曆史意義的會議上所探討的一個問題。
物理學家通常認為他們「不需要科學哲學家和科學史學家,如同鳥兒們不需要鳥類學家一樣,」諾貝爾獲獎者david gross在慕尼黑對著滿屋的哲學家、曆史學家和物理學家引用了已故著名物理學家理查德·費曼的這句話。
但是,非常時期唿喚非常方法。
gross解釋到,基礎物理學麵臨著一個問題,這個問題已經嚴重到需要其它學科的同仁給予幫助的程度。他說:「到了這個時間點,我們需要互相幫助。」
這是一個為期三天研討會的開幕致辭。這個研討會在慕尼黑大學 (lmu munich)的一個羅馬風格的大講堂中舉行。前麵坐著兩位白發蒼蒼的物理學家,他們分別是ge ellis 和 joe silk。一年以前,正是他們兩人提議舉辦這樣一次會議,目的是為了集思廣益。100位與會者齊聚在這個具有悠久的物理學和科學哲學傳統的著名學府。他們進行了一場被ellis和 silk稱為「關於科學之本質與靈魂的戰役」。
如ellis 和 silk所講到的,這個危機是由於現代物理理論中的過度推測所造成的。這種現象反映出一種危險的傾向,與科學方法背道而馳。今天的許多物理理論學家僅因為某些理論很美妙或邏輯上很吸引人就說服自己相信此類理論,卻無視它們不可檢驗這一事實。這類理論學家中不乏許多弦理論和多重宇宙假說的支持者。ellis 和 silk 控訴這樣的理論學家們「移動了科學的球門柱」,同時模糊了物理學和偽科學之間的界線。ellis 和 silk寫道:「科學理論的出版許可隻能授予那些可以被實驗驗證的理論,」因此,我們要取消過去40年裏的大多數重要理論的資格。「隻有這樣,我們才能保護科學的大廈不受攻擊。」
從某種程度上說,他倆是在迴應richard dawid提出的一些帶有爭議的想法。後者是一位奧地利哲學家,他在2013年的《弦理論與科學方法》(string theory and the scientific method)一書中提到了三類「非經驗的」證據,有助於在缺乏經驗數據的情況下,建立對某些科學理論的信心。dawid目前在慕尼黑大學擔任訪問學者。他響應了ellis 和 silk的挑戰,並且邀請世界各地的學者參與了這次盛會,希望大家各抒己見。
gross 為這次討論文做了開場演講。gross是一個弦理論的支持者。2004年,他因對原子間作用力的研究而獲得了諾貝爾物理學獎。他斷言,這個問題不是物理學家的問題,而是關於「大自然真相」的問題——在追逐答案的漫漫長路中,我們已經一往無前地奔跑了400餘年。
對於大統一理論(用一個統一的理論來解釋自然界所有的力)的探索是很艱難的,這需要物理學家們越來越細致地考察我們的宇宙——例如,我們需要考察物質內的原子、原子內的質子和中子、以及質子和中子內的誇克。但是,這種放大觀測尺度的過程總是需要能量的。gross 說,製造相應設備的難度和成本隨著能量的提高而呈指數級增長。「在過去的400年裏,這些問題都被一一解決了。一開始,我們的觀測尺度是厘米級,而現在已經達到了厘米的幾百萬分之一的幾百萬分之一的幾百萬分之一」——也就是瑞士大型強子對撞機(lhc)目前的分辨率。「我們已經走得非常遠了,但是這個能級的平方會我們毀滅,」他說。
當我們用自己能力的實用極限去探察自然界的基本原理時,理論學家的心思已經遊『蕩』到最小可觀測距離以及最大的能量範圍之外去了。強烈的跡象表明宇宙的基本組成單元比目前lhc能達到的尺度還要小億萬倍。這就是「萬物理論」的候選者——弦理論試圖描述的疆域。但是,沒有任何人知道該如何去探索這片未知的領域。
這個問題同樣桎梏著物理學家在宏觀尺度上認識宇宙:沒有一台望遠鏡能夠望穿我們宇宙的視界,窺見多重宇宙理論所提出的其他宇宙。但是,現代宇宙學理論在邏輯上支持多個宇宙存在的可能『性』。
無論是因為理論家的得意忘形還是因為自然的刻意隱瞞造成目前的缺憾,結論都是一樣的:理論已經脫離了實驗驗證。現在理論推測的對象太遠、太小、能量太高或太早,遠到無法用我們現有的技術和設備去觸及或者排除。那麽我們應該怎麽做呢?按照ellis 和 silk所說,「物理學家、哲學家和其它科學家應該統一出一套新的科學方法,用以解決現代物理學中所遇到的問題。」
“紫丹她們走了?”張靜怡看看屋內,問道:“沒別人吧?”
波爾關於量子理論的不確定『性』在物理學界引起了極大的轟動,但愛因斯坦渾身每個細胞都對這種解釋極度厭惡,他有一種經典的話:我不看月亮的時候它就不存在嗎?他極度不滿,因為他認為這個解釋為探尋最終答案的人們套上了枷鎖,他認為應該還存在一個更加根本的理論。
在波爾提出力量理論之後的十年裏,愛因斯坦和波爾進行了激烈的爭論,爭論的焦點是,量子力學是否意味著對現實的否定。緊接著,和另兩位科學家羅森和波多爾斯基一道,愛因斯坦認為他們找到了贏得這場爭論的途徑,他確信自己找到了哥本哈根解釋以及它所聲稱的現實隻有在經過觀測之後才存在這一說法的致命缺陷。
愛因斯坦論點的核心是量子力學中的一個概念:糾纏。糾纏是一對命運相互交織的量子之間那種特殊而又極其緊密的聯係。
我們把兩個粒子當作兩個旋轉的硬幣來試著解釋這一現象。想象一下有兩個硬幣就是兩個電子,它們是同一事件中產生的,然後彼此分開,量子力學表明,因為他們是一起產生的,他們之間就發生了糾纏,他們之間的一些特『性』就永遠聯結在了一起,無論它們身處何方!迴想哥本哈根解釋,說除非你去測量這兩個硬幣,否則它們就既非正也非反。事實上,正和反的概念都不會存在,而糾纏使得這種奇怪的現象更加詭異!
“是的,但米蘭達和龍小雨在她們屋裏,”舒雲鵬答道:“怎麽啦?”
當我們壓住第一枚硬幣讓它變成正後,由於這兩個硬幣因糾纏聯結在一起,第二個硬幣就會同時地變成反麵。更重要的一點是,我們無法預測測量的結果如何,隻知道它們的狀態會永遠相反。
愛因斯坦抓住了這一點,因為這意味著這兩個硬幣之間的聯係太過詭異而無法想象,就好像這兩個硬幣之間存在著秘密的通信,而這種通信同瞬間穿越時空,即使這兩個硬幣一個在地球,另一個遠在冥王星!
愛因斯坦拒絕相信這種瞬時的,能超越光速的通信的存在,他的相對論正是表明沒什麽能比光速還快,即使是信息也不能。那一個硬幣怎麽能瞬間就知道另一個硬幣的行為呢?他甚至輕蔑地稱之為“超距幽靈”,並稱這是哥本哈根解釋中的一個致命缺陷,而且他有一個更好的解釋。
愛因斯坦相信存在一個更簡明的解釋,無論硬幣最終是正是反,它們的狀態早在我們觀測之前就已經決定了。他說盡管硬幣看起來好像是在觀測瞬間才決定它的狀態,比如說正,而事實上硬幣的狀態很早之前就已經決定了,隻是我們不知道罷了。
“她們跟你住一屋了?”
在愛因斯坦的眼中,量子一點也不像旋轉的硬幣,而更像是一副手套,左手和右手的。比如說把這副手套分裝在盒子裏,在打開之前,我們不知道哪個盒子裏裝的是哪隻手套。但當我們打開盒子,找到一隻,比如說右手手套時,同時我們就知道另一個盒子裏裝的是左手手套,兩支手套都沒有被觀測行為改變狀態,從一開始它們就是要麽是右手的,要麽是左手的,唯一改變的隻是我們的認知而已。
那麽,哪一個才是對現實的真正描述呢?是波爾的硬幣,它們隻有在我們觀察它們時才真實存在,並且還能神奇的彼此溝通,還是愛因斯坦的手套,盡管不為我們所知,但一開始就確定是左手還是右手的手套?換句話說,是愛因斯坦相信的客觀實在『性』,還是波爾堅稱的那種不確定『性』?
“是的!”舒雲鵬說:“反正有好幾間房間,住得下,就讓她們搬進來住了。”
量子力學說如果人們不看月亮時,月亮就不存在。
“是貞姐建議的吧?”張靜怡猜到了。
人世天劫
弦理論、多重宇宙等許多現代物理學思想都可能是不可驗證的。既然如此,我們是否應該相信這些理論?這是科學家和哲學家們在慕尼黑最近舉辦的一場具有曆史意義的會議上所探討的一個問題。
物理學家通常認為他們「不需要科學哲學家和科學史學家,如同鳥兒們不需要鳥類學家一樣,」諾貝爾獲獎者david gross在慕尼黑對著滿屋的哲學家、曆史學家和物理學家引用了已故著名物理學家理查德·費曼的這句話。
但是,非常時期唿喚非常方法。
gross解釋到,基礎物理學麵臨著一個問題,這個問題已經嚴重到需要其它學科的同仁給予幫助的程度。他說:「到了這個時間點,我們需要互相幫助。」
這是一個為期三天研討會的開幕致辭。這個研討會在慕尼黑大學 (lmu munich)的一個羅馬風格的大講堂中舉行。前麵坐著兩位白發蒼蒼的物理學家,他們分別是ge ellis 和 joe silk。一年以前,正是他們兩人提議舉辦這樣一次會議,目的是為了集思廣益。100位與會者齊聚在這個具有悠久的物理學和科學哲學傳統的著名學府。他們進行了一場被ellis和 silk稱為「關於科學之本質與靈魂的戰役」。
如ellis 和 silk所講到的,這個危機是由於現代物理理論中的過度推測所造成的。這種現象反映出一種危險的傾向,與科學方法背道而馳。今天的許多物理理論學家僅因為某些理論很美妙或邏輯上很吸引人就說服自己相信此類理論,卻無視它們不可檢驗這一事實。這類理論學家中不乏許多弦理論和多重宇宙假說的支持者。ellis 和 silk 控訴這樣的理論學家們「移動了科學的球門柱」,同時模糊了物理學和偽科學之間的界線。ellis 和 silk寫道:「科學理論的出版許可隻能授予那些可以被實驗驗證的理論,」因此,我們要取消過去40年裏的大多數重要理論的資格。「隻有這樣,我們才能保護科學的大廈不受攻擊。」
從某種程度上說,他倆是在迴應richard dawid提出的一些帶有爭議的想法。後者是一位奧地利哲學家,他在2013年的《弦理論與科學方法》(string theory and the scientific method)一書中提到了三類「非經驗的」證據,有助於在缺乏經驗數據的情況下,建立對某些科學理論的信心。dawid目前在慕尼黑大學擔任訪問學者。他響應了ellis 和 silk的挑戰,並且邀請世界各地的學者參與了這次盛會,希望大家各抒己見。
gross 為這次討論文做了開場演講。gross是一個弦理論的支持者。2004年,他因對原子間作用力的研究而獲得了諾貝爾物理學獎。他斷言,這個問題不是物理學家的問題,而是關於「大自然真相」的問題——在追逐答案的漫漫長路中,我們已經一往無前地奔跑了400餘年。
對於大統一理論(用一個統一的理論來解釋自然界所有的力)的探索是很艱難的,這需要物理學家們越來越細致地考察我們的宇宙——例如,我們需要考察物質內的原子、原子內的質子和中子、以及質子和中子內的誇克。但是,這種放大觀測尺度的過程總是需要能量的。gross 說,製造相應設備的難度和成本隨著能量的提高而呈指數級增長。「在過去的400年裏,這些問題都被一一解決了。一開始,我們的觀測尺度是厘米級,而現在已經達到了厘米的幾百萬分之一的幾百萬分之一的幾百萬分之一」——也就是瑞士大型強子對撞機(lhc)目前的分辨率。「我們已經走得非常遠了,但是這個能級的平方會我們毀滅,」他說。
當我們用自己能力的實用極限去探察自然界的基本原理時,理論學家的心思已經遊『蕩』到最小可觀測距離以及最大的能量範圍之外去了。強烈的跡象表明宇宙的基本組成單元比目前lhc能達到的尺度還要小億萬倍。這就是「萬物理論」的候選者——弦理論試圖描述的疆域。但是,沒有任何人知道該如何去探索這片未知的領域。
這個問題同樣桎梏著物理學家在宏觀尺度上認識宇宙:沒有一台望遠鏡能夠望穿我們宇宙的視界,窺見多重宇宙理論所提出的其他宇宙。但是,現代宇宙學理論在邏輯上支持多個宇宙存在的可能『性』。
無論是因為理論家的得意忘形還是因為自然的刻意隱瞞造成目前的缺憾,結論都是一樣的:理論已經脫離了實驗驗證。現在理論推測的對象太遠、太小、能量太高或太早,遠到無法用我們現有的技術和設備去觸及或者排除。那麽我們應該怎麽做呢?按照ellis 和 silk所說,「物理學家、哲學家和其它科學家應該統一出一套新的科學方法,用以解決現代物理學中所遇到的問題。」
“紫丹她們走了?”張靜怡看看屋內,問道:“沒別人吧?”
波爾關於量子理論的不確定『性』在物理學界引起了極大的轟動,但愛因斯坦渾身每個細胞都對這種解釋極度厭惡,他有一種經典的話:我不看月亮的時候它就不存在嗎?他極度不滿,因為他認為這個解釋為探尋最終答案的人們套上了枷鎖,他認為應該還存在一個更加根本的理論。
在波爾提出力量理論之後的十年裏,愛因斯坦和波爾進行了激烈的爭論,爭論的焦點是,量子力學是否意味著對現實的否定。緊接著,和另兩位科學家羅森和波多爾斯基一道,愛因斯坦認為他們找到了贏得這場爭論的途徑,他確信自己找到了哥本哈根解釋以及它所聲稱的現實隻有在經過觀測之後才存在這一說法的致命缺陷。
愛因斯坦論點的核心是量子力學中的一個概念:糾纏。糾纏是一對命運相互交織的量子之間那種特殊而又極其緊密的聯係。
我們把兩個粒子當作兩個旋轉的硬幣來試著解釋這一現象。想象一下有兩個硬幣就是兩個電子,它們是同一事件中產生的,然後彼此分開,量子力學表明,因為他們是一起產生的,他們之間就發生了糾纏,他們之間的一些特『性』就永遠聯結在了一起,無論它們身處何方!迴想哥本哈根解釋,說除非你去測量這兩個硬幣,否則它們就既非正也非反。事實上,正和反的概念都不會存在,而糾纏使得這種奇怪的現象更加詭異!
“是的,但米蘭達和龍小雨在她們屋裏,”舒雲鵬答道:“怎麽啦?”
當我們壓住第一枚硬幣讓它變成正後,由於這兩個硬幣因糾纏聯結在一起,第二個硬幣就會同時地變成反麵。更重要的一點是,我們無法預測測量的結果如何,隻知道它們的狀態會永遠相反。
愛因斯坦抓住了這一點,因為這意味著這兩個硬幣之間的聯係太過詭異而無法想象,就好像這兩個硬幣之間存在著秘密的通信,而這種通信同瞬間穿越時空,即使這兩個硬幣一個在地球,另一個遠在冥王星!
愛因斯坦拒絕相信這種瞬時的,能超越光速的通信的存在,他的相對論正是表明沒什麽能比光速還快,即使是信息也不能。那一個硬幣怎麽能瞬間就知道另一個硬幣的行為呢?他甚至輕蔑地稱之為“超距幽靈”,並稱這是哥本哈根解釋中的一個致命缺陷,而且他有一個更好的解釋。
愛因斯坦相信存在一個更簡明的解釋,無論硬幣最終是正是反,它們的狀態早在我們觀測之前就已經決定了。他說盡管硬幣看起來好像是在觀測瞬間才決定它的狀態,比如說正,而事實上硬幣的狀態很早之前就已經決定了,隻是我們不知道罷了。
“她們跟你住一屋了?”
在愛因斯坦的眼中,量子一點也不像旋轉的硬幣,而更像是一副手套,左手和右手的。比如說把這副手套分裝在盒子裏,在打開之前,我們不知道哪個盒子裏裝的是哪隻手套。但當我們打開盒子,找到一隻,比如說右手手套時,同時我們就知道另一個盒子裏裝的是左手手套,兩支手套都沒有被觀測行為改變狀態,從一開始它們就是要麽是右手的,要麽是左手的,唯一改變的隻是我們的認知而已。
那麽,哪一個才是對現實的真正描述呢?是波爾的硬幣,它們隻有在我們觀察它們時才真實存在,並且還能神奇的彼此溝通,還是愛因斯坦的手套,盡管不為我們所知,但一開始就確定是左手還是右手的手套?換句話說,是愛因斯坦相信的客觀實在『性』,還是波爾堅稱的那種不確定『性』?
“是的!”舒雲鵬說:“反正有好幾間房間,住得下,就讓她們搬進來住了。”
量子力學說如果人們不看月亮時,月亮就不存在。
“是貞姐建議的吧?”張靜怡猜到了。
人世天劫