网站不被收录,tomcat做的网站打不开了,北京设计公司logo,seo基础知识培训来源#xff1a;原理1925年#xff0c;爱因斯坦在与一位名为Esther Salaman的年轻学生一同散步的途中#xff0c;分享了他的一个核心指导思想#xff1a;“我想知道上帝是如何创造这个世界的。我对这个或那个现象#xff0c;这个或那个元素的能谱不感兴趣。我要知道的是他… 来源原理1925年爱因斯坦在与一位名为Esther Salaman的年轻学生一同散步的途中分享了他的一个核心指导思想“我想知道上帝是如何创造这个世界的。我对这个或那个现象这个或那个元素的能谱不感兴趣。我要知道的是他的思想其余的都是细节。”现代物理学的终极目标是发展出对自然规律的完美理解也就是物理学家们所希望的“万有理论”而“上帝的思想”或许是这一终极目标的最佳比喻。在理想的情况下万有理论可以回答所有问题不会遗留任何未解之谜。天空为什么是蓝色的它可以回答。引力为什么存在它也可以回答。以一种更科学的方式来表述就是它可以用一个单一的理论、一个单一的基本单元和一个单一的力来完美地解释所有现象。在我看来找到一个万有理论可能需要花上几百年甚至几千年的时间。据我们所知有两种理论当它们结合在一起时就可以很好地描述我们周围的世界。但是这两种理论离万有理论都相距“光年之遥”。第一个理论是爱因斯坦的广义相对论它描述了引力以及恒星、星系和宇宙的行为。爱因斯坦把引力描述为空间和时间的弯曲。这个想法已经被多次验证而最著名的一次是2016年发现的引力波。第二种理论被称为标准模型它描述的是亚原子世界。正是在这个领域科学家朝着万有理论迈出了掷地有声的前进步伐。如果观察我们周围的世界比如恒星、星系、贵宾犬和披萨我们可以追问为什么事物会具有它们所具有的那些属性。我们所知道的一切都是由原子组成的而这些原子又是由质子、中子和电子组成的。到了20世纪60年代研究人员又发现质子和中子是由更小的粒子组成的这些粒子就是夸克而电子则是属于另一类被称为轻子的粒子。找到最小的基本单元是搭建万有理论的第一步。第二步是理解那些控制基本单元如何相互作用的力。科学家知道的基本力有四种其中三种是在亚原子层面上的它们分别是电磁力、强核力和弱核力。电磁力使原子结合在一起并掌控着原子的化学性质。强核力把原子核束缚在一起使夸克牢牢地待在质子和中子内。弱核力则支配了某些类型的核衰变。这三种亚原子力的每一种都有一个或多个携带这种力的相关粒子胶子携带强核力光子支配电磁力W和Z玻色子控制弱力。此外这里还存在一个幽灵般的能量场叫做希格斯场它渗透到宇宙中赋予夸克、轻子和一些携带力的粒子以质量。综合起来所有的这些基本单元和力构成了标准模型。利用夸克、轻子和已知的能携带力的粒子可以构建出原子、分子、人、行星……几乎宇宙中所有的已知物质。这无疑是一个巨大的成就它看起来也像是万有理论的一个还算不错的近似。但事实却远非如此。我们的目标是要找到一个单一的基本单元和一种单一的力来解释宇宙中的物质和运动。而标准模型却有12种粒子6个夸克和6个轻子和4种力电磁力、强核力、弱核力、引力。此外目前还没有已知的引力量子理论这意味着我们目前的定义只涉及到比较大的物体的引力因此引力甚至根本不属于标准模型的一部分。所以物理学家仍在继续寻找更基本的理论。为了做到这一点他们需要减少基本单元和基本力的数量。寻找一个更小的基本单元是件非常困难的事因为这意味着我们需要建造一个更加强大的粒子加速器。建造一个新加速器需要几十年的时间而与现有加速器相比新建成的加速器所能提供的改进其实非常有限。因此科学家们必须转而推测一个更小的基本单元可能是什么样子。一个流行的观点是所谓的超弦理论它假定最小的组成结构不是粒子而是一种小且振动的“弦”。就像一根大提琴的琴弦可以演奏出不止一个音符一样不同的振动模式代表不同的夸克和轻子。如此一来一种单一类型的弦就可以成为最终极的基本单元。但问题在于没有经验证据能表明超弦确实存在。此外观测它们所需的预期能量值是所谓的普朗克能量这是我们目前所能产生的能量的10¹⁵倍。极大的普朗克能量与所谓的普朗克长度密切相关这是一种微乎其微的极小长度超过这个长度量子效应就会变得非常大几乎不可能有任何更小的东西了。与此同时当小于普朗克长度或大于普朗克能量时光子之间或轻粒子之间的引力的量子效应就会变得很重要相对论便不再起作用。这很可能就是可以理解量子引力的尺度。不过这一切都只是猜测但它反映的是我们目前的最佳预测。如果这是真的那么在可预见的未来超弦将不得不仍处于猜想状态。基本力的过多也是一个问题。科学家希望能“统一”这些力证明它们只是某种单一力的不同表现。牛顿就是这样做的他展示了使物体落在地球上的力和支配天体在天空中运动的力是一回事麦克斯韦证明了电力和磁力实际上是电磁力的两面。到了20世纪60年代科学家证明了弱核力和电磁力实际上是电弱力的两个不同的方面。现在研究人员希望电弱力和强核力可以统一成所谓的大统一力。之后他们希望大统一力能与引力统一起来形成万有理论。然而物理学家怀疑这种最终的统一是否也会发生在普朗克能量的尺度上原因与之前一样因为在这个能量和大小上量子效应将无法再在相对论中被忽视。正如我们所看到的这比我们希望在粒子加速器内实现的能量要高得多。为了让我们了解当前理论与万有理论之间的鸿沟我们可以举一个类比假如我们用细胞膜的宽度来表示我们可以探测到的粒子的能量那么普朗克能量就是地球的大小。如果有人可以完全了解细胞膜就有可能预测出细胞内的其他结构如DNA和线粒体但他们无法准确地预测地球。他们预测出火山、海洋或地球磁场的可能性有多大一个简单的事实是由于目前在粒子加速器中可获得的能量与普朗克能量之间存在如此巨大的差距因此要正确地构建出一种适用于一切事物的万有理论几乎是不可能的。这并不意味着所有的物理学家都应该退休而转行去干别的因为仍有许多有意义的事情需要他们去做。我们仍然需要探索一些无法解释的现象比如构成了已知宇宙95%的暗物质和暗能量并利用这些知识来创建一个更新、更全面的物理学理论。这个更新的理论不会是万有理论但它会逐步优于目前的理论框架。我们将一遍又一遍地重复这一过程。感到失望对吗我也是毕竟我的一生都在试图努力揭开宇宙的一些秘密但从某种角度来看这或许是合理的。在1670年代牛顿的万有引力理论实现了第一次力的统一。第二次是由麦克斯韦在19世纪70年代实现的电磁理论。电弱的统一出现在相对较近的时间仅仅半个世纪以前。想到我们从在这条道路上迈出的重要的第一步已经过去350多年自然也就不会因为未来的道路或许更长而太过惊讶了。那些认为在未来的几年里就会有某个天才能具有形成一个完整的万有理论的洞见的想法是一种神话。我们面临的是一场漫长的跋涉即使是今天的科学家的孙辈也无法望到它的尽头。原文链接https://www.livescience.com/65628-theory-of-everything-millennia-away.html未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能互联网和脑科学交叉研究机构。未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市云脑研究计划构建互联网城市云脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
