大统一理论是不是物理尽头? 物理大统一理论
理论物理是不是已经走到尽头了
不是走到尽头。是理论巨人的肩膀越来越高,致使想站在巨人的肩膀上的难度越来越大。比如半个世纪前,大学毕业所掌握的知识,就基本就觉得够用的。而现在,即使读完研,还会觉得知识很不够用。或者说理论物理以后越来越难往上爬,将来甚至趋于停滞不前,但是没有尽头。之所以说趋于,是将来产生量变的量越来越小,想产生质变就更难。
大一统理论是不是就是霍金的万有理论?
你弄错了,所谓“大一统理论(GUT)”是指20世纪中后期科学家们为了统一自然界各种力而寻找的理论,这个理论相信,在自然界的四种力(电磁力、强相互作用力、弱相互作用力、引力)中,至少除引力外的三种力,其本质上是相同的,在极高能量(即大一统能量)下,它们的表现完全一样;低能量下只是同一个事物在不同条件下的不同形式
至于你所说的“万有理论”,我不明白,我知道包括霍金在内的现今科学家都在寻找一种能将量子力学和广义相对论结合起来的叫做“量子引力论”的新物理学定律,那将是一个更完备的物理学理论,人们至今没有完全弄清,但半个世纪以来,物理学家们已经通过研究相对论和量子力学的部分结合,得到了一系列成就,例如黑洞奇点性质、黑洞蒸发、冲动与时间机器等等
至于楼下说的爱因斯坦所寻求的,那也是另外一回事。爱因斯坦提出并巩固了广义相对论后,拒不承认奇点和黑洞的存在(当时大部分人也是如此),也不相信量子力学(他曾经因为发现光电效应而获诺贝尔奖,光电效应是量子力学发现的重要线索之一),而是耗尽25年的余生去寻求能够将广义相对论与麦克斯韦电磁理论相结合的理论(今天看来,这种寻求是毫无意义的,所以爱因斯坦其实是徒劳)
物理学的大统一理论问世没?还有霍金的奇点论是用爱因斯坦方程直接推导出的吗?
大统一的话目前还没有,但是唯一的候选者是M理论。 物理上把一个存在又不存在的点称为奇点,空间和时间具有无限曲率的一点,空间和时间在该处完结。经典广义相对论预言奇点将会发生,但由于理论在该处失效,所以不能描述在奇点处会发生什么。
统一场论完成了吗?霍金的大统一理论,和统一场论有关系不?
霍金说,自古以来人们就一直尝试建立宇宙的统一模型,从亚里士多德到牛顿,人类对宇宙的认识走过了一段曲折的道路。牛顿的理论问世后,人们似乎认为找到了一个能解释一切自然现象的理论,所以19世纪初,法国科学家拉普拉斯就声称:“如果我们知道某一时刻宇宙内所有粒子的位置和速度,那么我们就可以预测宇宙的未来。”
但20世纪量子论的问世使得绝对的决定论失去了基础,因为量子论的测不准原理认为,不可能同时准确地测到一个粒子的位置和速度。后来,科学家又发现了混沌现象,即在一处很小的扰动会在另一处引起巨变。一只蝴蝶在一个地方扇扇翅膀,就可能在很远的一个地方引起大雨。这就是为什么天气预报不准确的重要原因。因此,绝对的决定论就更站不住脚了。
拉普拉斯的梦想破灭了,那么会不会出现一个新的描述整个宇宙的统一理论呢?自爱因斯坦晚年尝试建立一个能描述自然界所有力的统一场论后,很多科学家一直在追求建立一个能描述整个宇宙的大统一理论。
目前,很多科学家提出有可能存在一个能描述一切物理现象的理论,并把这一理论称为M理论,或超弦理论。中国科学院理论物理所研究员朱传界在报告会后接受新华社记者采访时解释说,M理论又称膜(Membrane)理论、矩阵(Matrix)理论、母(Mother)理论和神秘(Mystery)理论。它认为弦或者膜是物质组成的最基本单元,所有的基本粒子如电子、光子、中微子和夸克都是弦或膜的不同振动激发态。它有可能将20世纪创立的两大基础理论广义相对论和量子力学完美地结合起来。
他阐述了哥德尔不完备性定理。这一定理是数学家库尔特·哥德尔1931年证明的。它指出,在任何公理化形式系统中,总存留着在定义该系统的公理的基础上既不能证明也不能证伪的问题。也就是说任何一个理论都有解决不了的问题。尽管自爱因斯坦之后科学家又发现了很多自然界的基本特征,提出了一些新理论,但霍金毫不客气地指出,目前我们关于宇宙的所有理论“既不协调,又不完善”。这说明在物理学领域,很可能存在类似哥德尔不完备性定理的规律。因此他认为,不太可能建立一个单一的能协调和完善地描述整个宇宙的理论。