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第778章 物理学的大统一理论!

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  燕京大学,宿舍楼。

  陈舟此刻正在房间里,坐在书桌前,手中的笔习惯性的点着草稿纸。

  在草稿纸的另一边,则是放着错题集。

  “难道真的要跳出现有的理论模型框架,才能真的看清这四种力?还是说需要重新构建新的理论模型?”

  陈舟想着这个问题,内心有些迟疑,无法决定这最后一步该落向何处。

  没错,对于物理学大统一理论的研究,陈舟已经进行到了最后一步,只差一层窗户纸,便可以捅破最后的难点。

  可这层窗户纸,又好像不仅仅是一张纸那么简单,简直跟防弹玻璃一样。

  他需要再次打开自己的思路,才能真正走完这最后一步。

  这也是陈舟所想的,要跳出现有的理论模型框架的来源。

  这个想法并不是指完全脱离现有的理论模型,而是在最终解决大统一理论这个难点上,需要更发散的思维。

  从本质上来说,关于物理学大统一理论的研究,是不可能完全脱离现有的理论模型框架的。

  大统一理论,也被成为万物之理,主要研究内容,就是寻找统一能说明引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力,这四种相互作用力的理论模型。

  这一理论模型的研究,最初源于麦克斯韦对电磁的研究,证明了电磁现象的同一种相互作用的两個方面,可以用同一组方程式进行描述。

  后来则是爱因斯坦,他一直想要一种统一的理论,来解释所有相互作用,他也深信自然界应当满足简单性原则。

  只不过结果是令人遗憾的,这一研究即使耗尽了他后半生的精力,也没有完成,甚至一些科学史学家,还断言这是他的一大失误。

  再往后则是量子力学效应,也被纳入到了这一理论模型的研究之中,并最终以量子电动力学的形式出现。

  随后便是弱电统一理论,由格拉肖、温伯格、萨拉姆三位物理学家,提出了弱电统一理论。

  这是科学上第一个成功的相互作用统一理论,把弱相互作用力和电磁力统一了起来,并预言了几种新的粒子。

  也因此,这三位物理学家获得了1979年的诺贝尔物理学奖,并促使更多的物理学家,开始进一步研究把更多力统一的理论模型。

  但可惜,电磁力、强相互作用力、弱相互作用力这三种相互作用力,到目前为止并未得到真正的统一。

  更不要说,那个令无数物理学家头疼的引力了,它仿佛就是天然与其它三种力分开的一种力,压根就不统一。

  虽然当前的物理学界,有着不少的理论模型,像是标准模型,像是弦理论,但是却没有一个真正能够被验证为正确的理论模型,全部都是假设。

  自然,假设的不一定是错,但肯定不能说是正确。

  拿标准模型来说,它也只是一个唯象的理论,其中含有十几个可调参数,任意性太大。

  虽然它被用来解释宇宙中最基本的组成粒子,以及其间的相互作用力,看上去是很完善了,但无论是中微子,还是伽马光子,它都无法解释为什么会在物质中存在。

  就更别说还无法被包容进去的引力了,所谓的引力子也只是一个设想,而且并不完美。

  可尽管如此,物理学界这么长时间的研究成果,这些理论模型的价值,却是真实存在的。

  陈舟也是在各种理论模型的基础上,开展的自己的研究,并达到了现在的最后一步。

  所以才会说,从本质上来说,他的研究不可能脱离现有的理论模型框架。

  最终,陈舟放下了手中的笔,将所有草稿纸拢在一块,然后将错题集拿过来,压在了草稿纸上。

  遇事不决,那就问错题集。

  这是最有效,也是最高效的办法。

  随着时间的流逝,陈舟重新将错题集放在了一边,转而梳理起了拢在一块的草稿纸。

  目前的现实情况是,强相互作用力、弱相互作用力、电磁力都是微观作用力,被量子力学所描述,而引力则是宏观作用力,被广义相对论所描述。

  虽然这两套理论在各自的领域,都被证明是正确的,但却无法适用于对方作用的范围。

  准确来说,就是在粒子层面,引力的作用太过于微弱,广义相对论无法解释粒子的运动规律,但是量子力学可以。

  同样,在天体星系层面,强相互作用力、弱相互作用力、电磁力的作用又太过微弱,量子力学无法解释天体星系的运动规律,但广义相对论可以。

  如果换一个角度,从数学上来看这两套理论的话,广义相对论利用了黎曼几何,它可以认为宇宙的几何结构无限小,因为黎曼几何可以进行无限小的几何抽象。

  但是,由于量子力学的不确定性原理,又会使黎曼几何结构不再准确,从而产生逻辑上的矛盾。

  也就是小到出现量子化的非连续性与随即的不确定性时,广义相对论就会失效,场方程也不再有用。

  所以,最大的难点,就是引力与其它三种相互作用力的统一。

  事实上,这也是物理学研究的东西,一直以来要么是如粒子那般小而轻的,要么是如恒星和星系那般大而重的,所造成的最终结果。

  因为从来没有兼具研究两种性质的研究成果。

  因此,从表面上来看,对于某一物质,物理学似乎只需要宏观和微观的理论,就已经足够了。

  可为什么同一个宇宙,同样的物质构成,一定要严格的区分宏观和微观的尺度呢?而且还需要不同的理论模型来解释呢?

  答案自然是物理学界对宇宙的认知有缺陷,物理学界需要一个统一的理论,让量子力学和广义相对论融合。

  而且一定存在一种尺度,能够统一微观和宏观,统一最基本的四种相互作用力。

  “也就是说,必须要统一量子力学和广义相对论,但同时也要跳出量子力学和广义相对论,从更高纬度的视角,来看待宏观和微观,从而突破最后一步!”

  陈舟在将所有的草稿纸,重新梳理研究了一遍,并再三翻看了错题集后,他终于确定了最后一步的突破方向。

  不再迟疑,将草稿纸再次拢在一块,放在书桌的一角,转而拿过一沓崭新的A4草稿纸。

  随之,笔尖与纸张接触,揭示宇宙模型的大统一理论,开始在纸上呈现……
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