如何判断物理学统一理论真假以及误区?

 

首先回答为什么物理学要统一。我们理解和研究这个世界使用的是两套物理法则,一是宏观世界的法则,我们称之为牛顿力学和相对论;另一套是适用于微观世界的法则,我们称之为量子力学。这两套法则存在相互矛盾和不兼容,宏观世界的物理现象在理论上是可以精确预测的,我们称之为确定性;而微观世界的物理现象是随机的、不确定的。特别是量子现象无法用我们在宏观世界的获得经验来理解,有些是违反我们的常识的。科学家和哲学家无法接受这种分裂的现实,大自然为什么要用两种不兼容的规则支配世界?所以他们 解析时空,时空偏转,时空旋转,黑洞,引力,基本原理,统一理论,崔思珑,洛伦兹因子,进动,薛定谔方程,康普顿效应,光行差认为在两套物理规则背后一定隐藏着我们没有发现的东西或潜规则,它在支配宇宙演化运行。所以说物理学的统一是我们人类基本认知、思维结构和逻辑理性的需要。

物理学的统一目前认为有两种最有可能的路径:

第一种是找到一个共同的框架来协调相对论和量子力学。

40多年来,一批最聪明的物理学家和数学家一直在努力研究,他们正在建立一个高维数的框架,目前尚未看到结果。

第二种方法就是找到它们共享的基本原理作为相对论和量子力学的共同根基。

以前有些人曾尝试过这条路,但放弃了,因为似乎不可能找到既符合确定性又能与不确定性相容的原理。目前这条探索路径几乎被放弃,不被关注了。

物理学的统一不是在蜂拥而至或一致看好的路径中实现的,而是以人们毫无预料的方式,在忽略或不被注意地方出现了。

物理学原理应该是简单自明的,必须是包含物理概念,是对自然规律的高度概括和总结。这种简单性是基于我们人类头脑思维认知理解世界的基本要求。

物理学的基本原理产生于自然现象,且需要试验数据支持,否则毫无意义,这些数据归纳总结后需要用数学关系式来表达。

物理学原理从它建立的那天起,就必须接受人们的质疑,它必须要能够被证伪,否则就成为宗教说教或玄学。判断一个原理的对错无法从理论上否定,但可以从它的推论和主要结论等用实验数据否定它,或限定它的适用范围。

物理学研究有两个方向,绝大多数研究者是往上走,由简单向复杂深入发展。另一个方向是往根部走,从复杂回归到简单。搞物理学统一的专家应该是后者。遗憾的是无论是学术界还物理爱好者早已习惯于把解决复杂问题看成物理学统一的方向,方向不对怎么努力都走不通。这也就是为什么近百年来,物理学通过宇宙之门的最后一步迟迟迈不过去。

下面讲一讲,如何判断识别真假物理统一理论,或者大统一理论,或者万物理论。

很多人声称搞出了大统一理论,但是我们对其真假是非应该有判断标准:

物理学大统一理论或所谓终极理论一定具有以下特征:

1.   简单的基本原理,蕴涵着对称与美。不仅有物理含义,还有数学表达式;

2. 与现有的主流物理理论兼容,与已有实验不冲突;

3. 新的诠释解决原有理论的矛盾和悖论,揭示薛定谔方程和奇异的量子现象背后的原因;

4. 四种力的统一;

5. 涉及意识与存在、主观与客观等基本问题;

6. 科学家、哲学家和普通人可以理解和参与讨论。

对称(守恒)是宇宙公理,是人类最基本、最底层的理性,是所有文化、历史、语言、信仰、哲学、科学、美学、艺术,包括制度、法律、管理、思想、情绪、态度、观念以及社会日常生活和交往中伦理、道德、公平和正义都蕴含着的公理。大统一或终极理论必须符合这一公理。

物理学的统一不是推翻已有理论,而是解决底层共同基础问题,协调已有理论之间的关系。其意义只不过是完成了迈向终极理论的最后一步,已有理论的一切成果依然存在并且有效,并不是要把以前的工作重新再来一遍。

有些读者认为既然是物理大统一理论,就应该一并解决某些物理现象背后的问题。例如:为什么水的折射率是1.333,而不是别的数值?烟花某种火药为什么燃烧是绿色,而不是其他颜色?还有物理学的一些基本常数的数值是它而不是别的?催化剂的微观机理是什么?最难的问题还可能是:细胞分裂的物理过程是什么?答案是:研究解决这些问题是别人的事情,是别人饭碗里的食物。那些问题的确不归一个搞物理学基本原理的人去管。我们不能要求牛顿发表三大定律时,一定要先知道飞行器动力学。

目前的统一理论是处在婴儿阶段,理论创立者只是在基本原理层次上奠定了基础,以后的完善和发展将是长期的,是科学界共同的任务。不要想象让极少数人把统一理论的一切成果都独吞,而其他所有人都在一边等着看。几个人既没有那么大的本事,道德上也没必要,本来不是你的,怎么能抢别人的饭碗?

田幼军

2023321

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