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海阔天空

——士兵乙的读书笔记

 
 
 

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传播,以思想的速度-爱因斯坦与引力波  

2016-07-16 22:04:47|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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传播,以思想的速度-爱因斯坦与引力波 - 士兵乙 - 海阔天空

根据目前人类对宇宙的认识,自然界总共只有四种力:强力、弱力、电磁力和引力。物理学家总是追求简洁地解释宇宙,因为简洁就意味着美,他们一直认为这四种力应该是同一种力的不同表现形式,正如当年麦克斯韦用他那著名的4个公式一举把电和磁统一起来一样。功夫不负有心人,上世纪60年代,电弱统一理论问世,将电磁力与弱力纳入了统一的理论框架。此后随着量子色动力学(QCD)的发展,强力的研究也逐渐深入。唯有引力,长期以来离群独处,似乎与其他3种力相距太远,因而总是隐藏于迷雾之中。引力的突出特点就是它太过于微弱,只有依靠巨大的物质积累才能展现出明显的引力效应。从塑料尺子在头发上摩擦几下就能吸起小纸片的现象来看,就那么一丁点静电产生的电磁力就已经超过了整个地球对纸片的引力了,引力比电磁力弱40多个数量级。正因为引力的微弱,做有关引力的实验或者测量总是很难,比如探测引力波。多年来,科学家只能从观测脉冲双星的旋转周期变化,再结合理论预言来间接地推测引力波的存在,想直接探测引力波,实在是难度太大。相比之下,坚信它存在,同时也深信它不能够被探测到,也就是说相信一个看不见摸不着的鬼魂,或许不失为一种抹去内心烦恼的好方法。那些构建了标准粒子模型的科学家们可能就是这么做的,标准粒子模型中没有引力子的位置,但是大部分科学家们都相信它真的存在。

因为引力波的直接探测极其困难,我曾预言它永远也不能被探测到,没想到前段日子它还真被发现了。几个月前,LIGO宣布了新发现,引力波存在的直接证据也找到了。我仔细看了LIGO的工作原理,对科学家们的智慧和工程化水平极为佩服。然而,大一统理论尚未完成,引力的本质仍有大量的谜团需要破解。卡文迪许式的引力测量从未在微小尺度上成功完成过,在0.1毫米甚至更小的距离内,引力强度还按照平方律衰减吗?按照额外维的理论,我们这个世界是10维的,1维的时间和9维的空间,其中9维空间中的6维都卷曲隐藏在微小的空间结构中,所以我们只能感知到3维的空间。引力之所以很微弱,或许是引力在微小的尺度上都在其它6维空间中泄露掉了。现代物理学已经到了艰难推进的攻坚阶段,每个新发现都能改变人类对自然界的认识。CERNLHC日夜运转,数据汩汩而出,我还曾经预言引力耗散所利用的额外维也永远不能被发现,但随着LHC日夜运转,没准哪天也会有了证据吧?正像电影《异次元骇客》那样,一旦有一天我们醍醐灌顶发现了宇宙的真相,我们该如何面对内心的震撼?

 
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