从怀疑、争吵到分裂,理论物理学家们如今已深陷弦理论的怪圈

自20世纪初至今 , 在已过去的120年里 , 除了爱因斯坦的相对论与量子理论 , 物理学家们在理论物理学上再未有大的突破 。 毫无疑问 , 相对论与量子理论是我们当代社会科技发展的基石 , 这一点几乎没有人会否认 。 但随着科技的发展 , 用来验证物理理论的实验装置的精度越来越高 , 上面两个基础理论中的瑕疵也逐步显现:任选其一 , 都无法描述整个宇宙 , 一个完整统一的大自然 , 为何需要两个不同的理论来解释?
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为了解决这个问题 , 在过去的几十年里 , 理论物理学家们至少提出了十几个新理论 , 在粒子物理学领域 , 有拟色理论、前子模型和超对称性;在时空物理学领域 , 有扭量理论、因果集、超引力、动力三角化、圈量子引力理论以及弦理论 。 在所有新理论中 , 每个理论都从一个令人信服的假定出发 , 但至今还没有一个成功的 。 在这些理论中 , 弦理论别具一格 , 它吸引了很大一部分物理学家参与进来 , 可谓独领风骚 。
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弦理论之所以能流行 , 是因为它声称能同时正确地描述宏观和微观的世界——大到以光年距离计的引力作用 , 小到微观的亚原子粒子的性质及其相互作用 。 不仅如此 , 它还提出了一个大胆的假设:世界不止四维 , 还包含着很多看不见的维度 , 甚至宇宙也不止一个 , 而是有无数个 。 同时 , 它认为构成物质世界的所有基本粒子都是源于同一个服从基本定律的实体的振动 , 即“弦”的振动 。 基于这一点 , 弦理论宣称它统一了大自然所有的粒子和所有的基本力 。
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在弦理论家的嘴里 , 弦理论似乎就是一个能包打天下而又无所不能的“万有理论” 。 但现实很残酷 , 在最近的20多年 , 人们在弦理论上投入了大量的精力 , 一大批有威望的物理学家为弦理论花费了很大的气力 , 如爱德华·威腾、李·斯莫林、杰拉德·特·胡夫特、布赖恩·格林、戴维·格罗斯、丽莎·兰道尔等等 。 但直到现在 , 弦理论的那些假设虽然有一定证据及合理性 , 可是它做出的预言却没有一个能够用今天的实验来检验 。 也就是说 , 弦理论既不能被证实 , 也不能被证伪 , 所以我们仍然不知道它是否正确 。
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因为弦理论的兴起 , 导致从事基础物理学研究的人们分裂为两个大阵营 , 一部分人坚持从经典理论中寻求突破 , 一部分人继续在做弦理论 。 即使前一部分人对弦理论深表怀疑 , 但每年都会有大约50个新博士从弦理论领域诞生出来 。 于是 , 在这两大阵营中充斥着怀疑与争吵 , 分裂也导致在这些拥有世界上最聪明的头脑的人之间造成了很多不愉快和不友好 , 他们相互质疑对方的专业能力 , 甚至相互质疑对方的道德水平 。
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