对话录 9

津凯:我的同学曾问我,为什么这个网站叫“解析时空理论”为什么不叫“物理统一理论”?

 

川江:这个网站是在1999年建立的,当时的名称就是“解析时空理论网站”,这么多年一直没有改变。这个名字大家都记熟了,形成了固定认知,改了反而不好。

 

津凯:你可以告诉我自从建站后,大约有多少人访问了这个网站?

 

川江:主页的点击量肯定超过了百万,不过无法统计有多少是重复点击。

 

幼军:解析时空理论已经成了专有名称,不要改了。

 

川江:有人声称,思珑论文是对当代的物理理论的最大要挑战,推翻了相对论。

 

津凯:我反对这个断言。恰恰相反,思珑论文更加牢固地加强了相对论学说和量子力学。要说挑战,是挑战了我们的思维方式和研究方向。

 

幼军:统一与推翻是两个完全不同的概念,动不动就声言推翻,不会被承认的。物理统一理论一定是兼容和协调现有的物理理论,解释已知的物理现象,没有冲突。这是审视“物理学统一理论”的范式一个最重要和最关键的原则。

对于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超弦理论,他们正在建立一个十维或更高维数的框架,目前尚未看到结果。

第二种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。

 

川江:新的物理理论可以改变或重新对已知物理现象的诠释,协调原有理论的矛盾。

 

津凯:新理论的原理应该更加简单,应用更加广泛。越简单的概念,意义越广泛深远。这种理论才有生命力。

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。

 

川江:还有人发来邮件,问我,大多数读者会问思珑论文中的两个假设或原理从何而来,是否有实验依据?是否被科学验证?

 

幼军:在思珑论文中,作为原理有两个基本假设:(I)时空偏转原理和(II)时空面积不变性原理。这两个原则是论文的核心部分,也是起点,所有的推论和结论都来自这两个原理。

 

津凯:我们对话讨论也是围绕着这个主题开展的。

 

幼军:原理(I)来自一种天文现象---光行差。这个现象已经发现近300年,它与地球绕太阳公转的速度和方向直接相关。所以,原理(I)的实验数据是牢固的,大量的天文观测数据以此为依据。由于相对运动会伴随视觉偏转,我们自然会考虑时空框架是否伴随相对运动而偏转。然后我们大胆地把它作为一个假设,并将其作为原则(I)的来源和基础。有关光行差的更多详细信息,请参阅维基百科天文常数。

 

原理(II)来自狭义相对论中时间膨胀和长度收缩效应的公式,所以我们假设在时空偏转下,时空面积(时间和长度的乘积)是不变的,那么我们把这个假设作为原理(II),时间膨胀和长度收缩的效应也通过几十年的无数次实验被证明是正确的,从没有被证伪。

 

川江:思珑论文提出的两个原理是有实验依据和合理来源的,如果否定这两个原理,那么三百年间的天文观测结果和相对论的实验检验就会被推翻和改写,现代物理学的基础就会动摇,这显然是不可能的。

 

津凯:从这两个原理出发,得出了许多令人信服的结论,例如,思珑论文中推导出的新行星进动公式,数据显示这是正确的,与观测结果一致。这个行星进动公式是自爱因斯坦广义相对论以来第二个出现的类似公式,它使用了完全不同的思想和方法。

 

幼军:是理论推导公式,不是经验公式。

 

川江:下面我来讲一讲,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。

 

幼军: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。

 

津凯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原因。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之间有什么关系?某个催化剂的微观机理是什么?为什么物质有物相和存在相变?基本粒子内部结构如何?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。那些问题的确不属于一个搞物理学基本原理的人的专业范围。

 

幼军:说得对,津凯。我可以找出一千个类似问题。目前的统一理论是处在婴儿阶段,统一理论的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。几个人没有那么大的本事,道德上也没必要,本来不是你的专长,怎么能抢别人的饭碗?

 

川江:统一理论的奠基人没有义务,也没有能力把一切都包下来。

小孩子提出的问题是最难回答的。我的孙子问我,为什么玻璃能看过去?而木门看不过去?


关键词及定义:范式基本假设

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