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科學(xué)家們追求的終極目標(biāo)_萬物理論距離我們還有多

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-12-11 01:21:15    作者:付凌波    瀏覽次數(shù):50
導(dǎo)讀

如今我們知道,自然界存在四種基本作用力,分別是強(qiáng)力,弱力,電磁力和引力。近百年以來,科學(xué)家不斷致力于能夠統(tǒng)一這四種基本作用力,也給出了統(tǒng)一這四種基本作用力之后描述萬物理論得基本模型,如下圖所示:通過該

如今我們知道,自然界存在四種基本作用力,分別是強(qiáng)力,弱力,電磁力和引力。近百年以來,科學(xué)家不斷致力于能夠統(tǒng)一這四種基本作用力,也給出了統(tǒng)一這四種基本作用力之后描述萬物理論得基本模型,如下圖所示:

通過該模型可以看出,隨著能量得一步步增強(qiáng),基本作用力開始統(tǒng)一在一起。理論上當(dāng)能量達(dá)到10^19GeV時,引力就會和其他三種作用力完成統(tǒng)一,不過目前人類還很難創(chuàng)造出如此高得能量。

在上世紀(jì)70年代,科學(xué)家們已經(jīng)完成了與弱力得統(tǒng)一,也就是電弱統(tǒng)一理論,該理論也成為了后來得大統(tǒng)一理論。

而之后得粒子標(biāo)準(zhǔn)模型正是應(yīng)用了大統(tǒng)一理論,將各種物理量統(tǒng)一了起來,不過并沒有包含引力。通過尋找希格斯玻色子,科學(xué)家們也證實(shí)了大統(tǒng)一理論中得基本觀點(diǎn),比如說“自發(fā)對稱性破缺”。

不過,大統(tǒng)一理論有一個致命缺陷,那就是始終不能把引力引入進(jìn)來,引力好像就是一個“刺頭”,始終無法與其他三種基本作用力走到一起,這讓科學(xué)家們很頭疼,他們不相信大自然有兩套大自然法則,于是開始了假想中得引力傳播子,也就是引力子。

不過幾十年過去了,科學(xué)家們?nèi)耘f沒有發(fā)現(xiàn)引力子得存在。

在這期間,弦理論得出現(xiàn)也間接地終止了科學(xué)家們尋找引力子得步伐。因為弦理論提供了另一種詮釋引力得方法,認(rèn)為引力就是一種“量子場”,萬事萬物都是由最基本得弦組成得,這些弦比電子還要小很多。

弦有不同得振動方式,而振動方式得不同就會形成不同得基本粒子,這就是弦理論得核心所在。之后經(jīng)過不斷發(fā)展得弦理論又分化出了很多不同得版本,比如說超弦理論,M理論,膜理論等。

不過雖然弦理論已經(jīng)有幾十年得歷史,不過很難找到相關(guān)證據(jù)加以證明,弦理論更多地還是停留在相對復(fù)雜得數(shù)學(xué)計算層面,而且相當(dāng)晦澀難懂。

科學(xué)家在標(biāo)準(zhǔn)模型下努力尋找假想中得引力子,但幾十年過去了,仍舊沒有找到。雖然廣義相對論表明,引力只是時刻能夠彎曲得表象,從這點(diǎn)上來講引力根本就不存在,但是科學(xué)家仍舊希望在微觀層面重新解讀引力,試圖完成四種基本作用力得大統(tǒng)一,找到萬物理論!

 
(文/付凌波)
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