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現(xiàn)代物理學(xué)為什么長時間沒有進展?

愛因斯坦認(rèn)為物理規(guī)律要揭示物質(zhì)的本質(zhì)運動規(guī)律,玻爾認(rèn)為物理規(guī)律只能揭示物理現(xiàn)象的規(guī)律。

如果按玻爾的理解,量子力學(xué)就是唯象的。這兩種觀點已經(jīng)上升到了哲學(xué)的層次,所以沒有辦法認(rèn)為誰對誰錯。

       

     

但是不管是哪一種觀點,物理學(xué)家現(xiàn)在面對的問題是物理規(guī)律越來越復(fù)雜,有的時候甚至連數(shù)學(xué)工具都難以跟上物理的腳步。

楊米爾斯理論出現(xiàn)以后,數(shù)學(xué)家們才認(rèn)識這是一類重要的數(shù)學(xué)現(xiàn)象,但是長期被數(shù)學(xué)所忽視。規(guī)范場論實際上就是數(shù)學(xué)里的纖維叢理論。

》人類對自然界的規(guī)律認(rèn)識是從直觀開始到越來越不直觀。

基本上人類的思維受日常生活的習(xí)慣影響很大。

遠(yuǎn)距離內(nèi)觸動一個物體,另外一個物體瞬間也發(fā)生了改變,這種量子力學(xué)描述的微觀世界的糾纏現(xiàn)象,在宏觀世界里面是根本難以想象的。在宏觀世界里面如果出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象,就等同于魔法。

基本上在牛頓那個時代,開創(chuàng)了人類科學(xué)時代的先驅(qū)者,那些數(shù)學(xué)家們和物理學(xué)家們,如果來到當(dāng)今研究物理學(xué),很可能也是束手無策的。

       

     

職業(yè)籃球運動員可以在很遠(yuǎn)的距離內(nèi)投中三分球,因為人腦能夠自動擬合的最高次曲線是一個二次曲線。拋物線是一個二次曲線,超過二次曲線的函數(shù)大腦是無法直觀理解的。

雜技運動員在頂桿或者是拋球都會受到這個規(guī)律的影響,就是達(dá)到一定數(shù)量以后,系統(tǒng)需要的函數(shù)就超過了二次,這個時候大腦無法做出正確的判斷,也沒辦法指揮我們的神經(jīng)和肌肉去控制。

       

     

》人類科學(xué)走過的道路,開始從直觀規(guī)律入手,逐步深入。

經(jīng)典的物理學(xué)規(guī)律大部分都是以二次形式表現(xiàn)的,萬有引力定律和庫倫定律都是如此。這種二次方形式的物理規(guī)律不可能通吃所有的物理現(xiàn)象。

就比如說黑體輻射公式,最開始是擬合出來的,換句話說就是湊出來的。湊出來以后,然后再去解釋這個公式上面每一個參數(shù)的意義。但是現(xiàn)在的很多物理法則湊都湊不出來。楊米爾斯理論和廣義相對論場方程都沒辦法湊出來。人類瞎蒙或者是湊物理公式的最高境界,應(yīng)該就是到羅倫茲變換為止。

       

     

》從科學(xué)家們的具體操作上來說,發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律有4條道路可走。

第1種就是在實驗現(xiàn)象中總結(jié)物理運動的發(fā)展規(guī)律。用直白的語言來說就是要“湊”,具體情況,要根據(jù)物理學(xué)家的經(jīng)驗和理論水平。基本上大部分物理學(xué)家都在這個水平上。

第2種就是根據(jù)最小作用量原理,求泛函的具體表達(dá)式。能夠達(dá)到第2個標(biāo)準(zhǔn)的物理學(xué)家,相當(dāng)少。國內(nèi)的科學(xué)家里大概只有兩個人,其中氫彈之父于敏已經(jīng)去世了,只有高歌教授(沙丘駐窩穩(wěn)定器的發(fā)明者)還健在。

第3種是交叉代入式,就是把不同領(lǐng)域里的物理公式相互迭代,薛定鄂方程和麥克斯韋方程,都是這樣搞出來的。

第4種是以前人的方程為基礎(chǔ),從全域?qū)ΨQ性向局域?qū)ΨQ性做推廣,廣義相對論和楊米爾斯理論就是這樣的。能夠做到的,人類歷史上只有兩個人,一個是愛因斯坦,一個是楊振寧。

       

     

這4種方法里面,第1點是個門檻,也是理論物理學(xué)家的最低要求,能夠做到這一點的可以稱為真正意義上的物理學(xué)家。第二和第三差不多難度,能夠做到的是大師水平。能夠做到第4點的,是大師中的大師。

》現(xiàn)在物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)難度已接近人類大腦的極限。

天才比普通人偉大很多,但也達(dá)不到和上帝比高度的級別。更何況絕大多數(shù)科學(xué)家和學(xué)者都達(dá)不到天才的級別。

在相當(dāng)一個時期物理學(xué)的發(fā)展方向不是要取得理論上的突破,而是在實驗中積累一定數(shù)量的素材,供未來的天才們利用。

物理學(xué)的規(guī)律是無法單純從實驗中發(fā)現(xiàn)的,宇宙就是上帝為人類提供的實驗室,真理就在人類身邊,可是大多數(shù)人都視而不見。

現(xiàn)在物理學(xué)的發(fā)展需要等待一個真正突破的人。

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