人类是不是真被“三体人”封锁了,为什么基础物理学已有百年没有实质突破?

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最近一百来年,物理学是在发展的,但是如果大家对现代物理学不了解,那就很难看到进展。这就好像,假如你家邻居在学一门外星语言,你在完全不懂的情况下,很难知道他学得如何,是不是有了重大进展,最多只能用地球语言的感觉去猜。比如有人用小说《三体》的剧情去猜真实世界中物理学的发展,也有人用自己对相对论的理解去猜整个物理学的发展,这样显然是无法猜中的。其实物理学的天地非常广阔,只不过很多知识已经超出了高中

最近一百来年,物理学是在发展的,但是如果大家对现代物理学不了解,那就很难看到进展。

这就好像,假如你家邻居在学一门外星语言,你在完全不懂的情况下,很难知道他学得如何,是不是有了重大进展,最多只能用地球语言的感觉去猜。

比如有人用小说《三体》的剧情去猜真实世界中物理学的发展,也有人用自己对相对论的理解去猜整个物理学的发展,这样显然是无法猜中的。

其实物理学的天地非常广阔,只不过很多知识已经超出了高中、甚至大学物理教材的范围,一般人很难了解到,所以就只好猜了。

比如说量子理论,大家可能听说过薛定谔的猫、量子计算机、量子纠缠、哥本哈根诠释等名词,这些只是量子理论的一部分,量子理论是一个发展中的庞大而复杂的体系, 即使学完高等量子力学、量子光学、量子场论、量子多体理论等研究生程度的专业课程,也未必能真能搞懂量子理论。以至于有种说法是:如果你觉得量子理论好懂,那么你就没懂。

这样一来,基础物理往往给人感觉很玄奥,结果容易被大家忽视。比如弦理论,悟空问答上关于弦理论的问题总共也就三十个左右,作为比较,大家可以看看相对论的提问有多少。

当然, 不管如何被忽视,基础物理的进步一直在推动着我们的生活。

比如,最近一百年粒子物理和核物理等领域的巨大发展,我们发现了中微子、反质子、反中子等基本粒子,如果觉得基本粒子听着太玄奥,可以想想原子弹和核电站,以及发展中的可控热核反应堆等。

在微观物理理论的基础上,材料科学也发展起来了,一个典型的例子就是半导体,要是没有半导体器件,我们的手机、电脑、电视、卫星、汽车、电梯等就都没办法正常工作了。

如果算上天体物理,我们还有宇宙膨胀、暗物质、暗能量、引力波等大发现呢。

我们现在对物理学的理解,肯定比爱因斯坦那会更深入。明年就是爱因斯坦诞辰140周年了,有些朋友不要只盯着一百多年前的事情了,也不要指望没有公式的小短文(比如俺这篇)能深入讲解现代物理,要想真正搞懂物理学近百年的进展,还是得系统地学习大学、研究生物理教材才行。

看到这可能有人要说了,干嘛要费那么大劲去啃教材学物理,有这时间写写程序、炒炒股不是还可以赚钱么?

没错,近年来随着计算机、金融等方面的蓬勃发展,不少人才就这样离开物理领域投奔高薪行业了,留下来的人很多也从理论物理转向应用研究了,所以根本不需要外星人封锁,人类自己本身的问题就挺多的了。

回答这个问题,我们先要对三体成书时间,以及理论物理在三体成书前后的进展状况有一个梳理。

《三体》第一部最早于2006年在《科幻世界》开始连载,后来于2008年正式出版。而智子封锁了人类理论物理的情节,就是出现在第一部里的。而我不确定大刘构思《三体》第一部里的相关情节,是从什么时候开始的,估计可能会在2004年以前甚至更早。

《三体》-黑暗森林

那么我们来看看,理论物理最前沿的研究在2000年到2010年之间,处于一个什么状态。可能大多数人都听说过希格斯玻色子,它被称为理论物理标准模型大厦上的最后一块拼图。

知识点:所谓标准模型,是一个优美的数学模型框架,物理学家用它来描述构成物质的最小颗粒以及它们的相互作用方式。标准模型可以将自然界四种基本作用力的三种(电磁相互作用力、弱相互作用力、强相互作用力)统一起来。

四种基本力

而希格斯玻色子,是2013年被正式宣告确认的。为什么说是正式宣告确认呢?因为实际上大型加速器早在2000年左右,就探测到了疑似希格斯玻色子的粒子。但由于当时实验成本和规模,以及计算能力的限制,科学家们一直只能说“疑似”。

希格斯玻色子是标准模型的最关键的一块拼图

所以实际上,2000到2010年之间,也就是三体构思和成书的期间,理论物理确实处于一个比较茫然的境地。一方面如果希格斯玻色子被证伪,标准模型的大厦将在一夜之间倒塌。而之前50年发展起来的几乎所有的理论物理学基础,都是建立在标准模型基础上的。

所以我们不难理解大刘成书时的思维模式,就是我09年左右第一次看到《三体》的时候,也不禁对这个构思拍案叫绝,因为在当时,确实不能对其证伪。当然到了今天,希格斯玻色子已经被证实,三大基本力已经统一,不过也并不能说理论物理已经一统天下了。

因为,标准模型并不能统一最后一种基本力-引力。所以说100年来人类对理论物理的研究一直停步不前是不客观的,不过人类每一次进步,都发现前方是更大的未知。如果说有什么力量在限制人类揭示宇宙的终极奥秘,也未尝不可戏谑,只不过即使如此,我们可能离那个所谓限制的极限,也还有很远的距离。

如果说锁死,我觉得三百年前就锁死了←_←

在牛顿以后的两百年里,科学也没有什么特别大的发展了,直到电磁理论被发现。波粒二象性的发现又一波认知升级。而相对论提出革新了人类时空观,但这个完全是基于一个简单的实验结果(迈克耳逊-莫雷实验)下的逻辑推理,包括狭义和广义都是。虽然具有前瞻性,但完全不是依赖精密实验所得,因此也不是智子封锁能阻止的,智子总不能干扰光速测量吧←_←

但从进入量子力学领域开始,理论就越来越依赖于精密测量了,这个时候就是智子干大事的时候了,然而精密测量被干扰了吗?貌似并没有,从弱力强力相继发现,到标准模型提出,量子场论完成三力统一,然后进入验证阶段,结果是标准模型被反复证明了,连号称上帝粒子的希格斯玻色子都被实验发现了。

伴随理论而来的是科技应用,完全是井喷式的发展,这些应用都是吃一百年前的老本吗?显然不是,实际上量子力学到上世纪70年代才完善的,而大部分的实验验证是近三十年的事,希格斯玻色子发现才十年不到,这智子也太不敬业了。。。除了对旧有理论的验证以外,理论物理就没有发展了吗?显然不是,几乎就在量子力学完工的那些年,一门新的理论就诞生了,它就是弦理论

弦理论的革命性相当于相对论+量子力学的革命,它继相对论以后再次刷新了人们的时空观,相对论只把时空统一为四维,而弦理论最高把时空刷到26维_(:D)∠)_现在已经回落到11维了。而在微观的认知方面,弦理论则在量子力学的基础上再次刷新底限,直接指向基本粒子的由来。

目前弦理论已基本成型,但是却缺乏实验验证,但这个无法验证绝非智子造成的,而是人类能制造的能量远远不够验证它所需要的,这是从理论计算上就知道实现不了,而不是实际操作时才发现验证不了。

目前对于量子信息方面的应用研究属于科技前沿领域,包括量子通信和量子计算,也是在近三十年的各种实验验证成功后才开展的。

科学的重大突破是需要各方面的积累的,不可能凭空出现,没有先贤的努力,100个爱因斯坦也搞不出相对论。

科学诞生于17世纪初的欧洲,由伽利略将实证的方法引入学术研究后,才诞生了科学。但这之前,没有哥白尼、布鲁诺等人的研究成果,没有望远镜的发明,科学也不可能诞生。


图:里昂尼所绘的伽利略

在17世纪末,由牛顿总结了前辈们的科学成果后,提出了划时代的牛顿三定律,这也奠定了经典物理学的基础。


图:
《自然哲学的数学原理》1687年版本里,以拉丁文撰写的牛顿第一定律及牛顿第二定律。

在两百年后的19世纪末,20世纪初,当物理学界认为,物理学的大厦快要完工时,发现经典物理学根本就不能解释迈克耳孙-莫雷实验和黑体辐射的紫外灾变的结果,然后就发展出来了相对论和量子力学。


图:迈克耳孙-莫雷实验

科学的重大突破需要长时间的积累,不光是知识的积累,还需要观测工具的突破。这才过了100年,要做出重大突破,还差了不少火候。

至于什么三体人的封锁----这种科幻小说里面的东西,就不要拿到现实中来做依据了。《三体》只是一部不错的科幻小说,还远远不能称为“伟大”,比它优秀的科幻小说还有很多。

大刘在这部小说里面编了不少科学原理,智子封锁就是其一,首先,有质量的物体是不可能被加速到光速的。第二,高速运动中的智子于其他物质相撞后,会撞出较小的基本粒子和能量,智子不可能完好无损。第三,无法利用量子纠缠来控制智子和传递信息,第四,没有可能进行所谓的二维展开。在三维空间中,不可能出现其他维度的时空。

三体人的都说法应该是子虚乌有。人类基础物理之所以已经近百年未有突破。应该是有三个方面的原因。

第一,智力障碍。据我的观察,人类的智力应该至少有几千年没有进化了。想想古希腊时代、罗马时代、我国春秋战国时代的那些思想家和哲学家,他们智慧的光芒到现在依然耀眼。现代人有多少能达到他们的智力水平?凤毛麟角而已!人类智力之所以难以进化,我认为应该是与脑容量有关。按照比例来说,人类拥有体积最大的大脑。婴儿的脑袋已经很大,因此造成生产的困难,为了能顺产,婴儿的头顶部都是不闭合的,就为了减小面积。而几千年来,人类的体积又并没有显著的增大,那么脑容量自然也就不可能继续增大,否则全都得难产而死,胎死腹中。

第二,技术水平已经达到瓶颈。因为技术条件无法观测和分析微小的粒子,当然也就没办法进一步研究。就连电子是怎样运动的,它的轨道是怎样的,都根本搞不清楚。所谓的相对论,就真的是一个相对论,只是一个相对正确的理论。本来就并未能得到完全的证实。又如何能谈到对它进行突破?比如量子理论,完全就是靠猜的,压根儿就没人能真的说清楚。

第三,需求的关系,也可以说是没有找到发展方向的问题。现代科学理论之所以没有突破,也有可能是人类在相关方向并无需求,或者是人们并没有意识到需要在什么方向去研究。说不定以后是在某一个并不起眼的方向上,带来了物理理论全方面的突破。

以上是我的个人观点,仅供参考。

只能说,楼主提出这忙的问题,给出这样的观点,更多的是对基础物理学不是太了解,认识不免有些片面!

人类文明被所谓的“外星文明”封锁,纯粹的科幻小说的色彩,一个闹洞大开的思想模式!

我想楼主表达的意思应该是为什么最近一百年没有出现类似牛顿的万有引力定律和爱因斯坦的相对论这样影响力巨大,同时又颠覆我们传统认知的物理理论!

如果真的是这个意思,我想说的是想象在牛顿之前,为什么人类文明数千年都没有重大的物理学发现呢?相对而言,人类才刚刚经历100年没有重大的物理学发现而已!(事实上这100年人类科技的进步非常巨大)!

而另一方面,不否认爱因斯坦和牛顿的伟大,但事实情况是他们都是站在巨人的肩膀上完成的重大发现,没有前辈的积累和努力发现,也根本不会有牛顿和爱因斯坦的成就!

甚至也可以这么说,就算没有牛顿和爱因斯坦,同时代的物理学家也会发现万有引力定律和相对论!那是人类物理学积累到一定程度必然出现的结果!

所以说,任何时代人类科技的进步发展都不是偶然的,同时也是需要不断地积累沉淀,到了一定程度肯定会出现厚积薄发的情景!也是所谓的的量变引起质变!

目前人类可以飞速发展,但只能说还没有到达质变的高度,到了一定的高度,物理学上的下一个“牛顿”,下一个“爱因斯坦”自然就会出现。

物理学的突破性发现从来都不是因为哪个天才的出现引起的,而是无数天才们不断的努力付出,最后被一个天才在前辈的肩膀上揭开了突破性的奥秘!

一:相对论以及量子力学,虽然在很早之前就被提出,但是,你认为提出一个理论,就不需要验证了,就不需要统一了吗?之后,还有好多的工作,需要来完善这些理论,这些年,就是在完善它们。

二:题目中说,“今天的地球科技仍在吃理论老本”,这种看法是片面的,怎么叫吃老本呢?难道在现代,还要一把刀子劈成两截,以前的就不用了吗?现代人再开启个独立物理学吗?显然,科学是慢慢进步的,不是一直在质变,总要先有量变在前。

三:人类被“三体人”封锁科技了吗?这纯属是脑洞了,外星文明在哪里呢?地球周围存在外星文明吗?这谁知道呢,本来就很虚无缥缈,而且,外星高级文明要采用什么方法封锁科技呢?别告诉我说用三体里的高维空间低维投影的智子,这只是科幻。

相对论与量子力学是二十世纪初最璀璨的物理学成就,但并不是说,只要提出了,它就是对的,还是得需要以后更多的发现与实验来验证它们。

当逐渐的完善之后,就好比打好了坚实的地基,这样,才能不断地在上面添砖加瓦,建立起一栋宏伟的物理学大厦,如果地基不打牢实,那么大厦就可能会在未来某一天,瞬间倾覆!

近百年理论物理还是得到了长足发展,但并没有爱因斯坦式的突破。

爱因斯坦死前追求的“万物之理论”,并没有研究出来。而几十年后,全球各地主流物理学家相继研究出弦论(String Theory)和膜理论(M Theory)。弦论试图用“弦”作为最小单位统一世间万物,不同的是频率和振幅。这个理论目前依然是理论物理界的主流。而膜理论说的是,宇宙大爆炸是由两个膜相撞产生的,爆炸瞬间膜物质进入宇宙内部,形成各种星系群,形成了我们熟知的恒星、行星、彗星、脉冲星、星云等。膜理论是在说,宇宙产生于别的宇宙的相撞。

而量子物理的公式因与其他物理分支过于与众不同,一开始也不被人接受。而相关公式却在60年代相继用实验被证实是正确的。

所以,近百年物理还是得到了发展,但并没有穷极。

人类科学几百年,一直是寻求确定:确定的结构,确定的成分,确定的位置,确定的公式。而如今可怕的是,理论物理要想继续发展,我们必须接受不确定性。量子物理开了这个头。

20世纪物理界“两大乌云”:“以太”和黑体辐射。用相对论和量子物理使之得到完美解决。

而21世纪物理界“两大乌云”:暗物质和暗能量。研究起来就复杂多了,他们不在身边,无法亲身去探究。只能通过间接的证据。

其实,理论物理学家已经预感到,有些东西我们永远也理解不了。它藏在光速不变的原因里,它藏在宇宙加速膨胀的原因里,它藏在如膜相撞的宇宙大爆炸里… …

总结一下,阻碍突破的有以下几个因素:

1. 宇宙作为研究对象,在爱因斯坦的工作之后,可能已经没有太多可以突破了

2. 暗物质与暗能量太遥远,研究困难。而21世纪理论物理的突破必须从这二者入手。

3. 很多事情可能超出了人类理解能力的极限。仅仅想象“时空一体”,已经难为了活在三维世界的人类。宇宙的很多参数一开始就设定好了,比如不变的光速。如果知道其原因,可能就知道了宇宙的终极奥秘。

现在科技的进步速度一点也不比上个世纪工业革命时慢,为什么感觉变化不大呢?先用喜欢的战舰打比方。无畏舰诞生后,战列舰的发展日新月异,排水量从两万吨一直到六七万吨,火炮口径从12英寸到18英寸,一切都在短短三十多年时间里。可能一艘主力舰下水不过几年就落伍了,有的还在设计图纸上就被竞争对手甩开。反观现代战舰,阿利伯克服役快三十年了,尼米兹更是有了四十多年,他们依然是最先进的战舰,这无疑给人一种感觉现代战舰几十年都没发展。事实上呢,他们的变化很大,尤其是“内在”方面,诸如电子设备,各种雷达,系统软件上。战舰已经不像上个世纪那么简单粗暴,造的更大更重就是进步,所谓高精尖的进步很多是看不见的。

说回物理学,上个世纪的物理学飞速发展是显而易见的,每天都有新发现。而现如今的物理学研究早已进入了更深的层次,已经不是以前的物理学家能够在自己的实验室里单独完成的了,要借住国家的力量建造大型对撞机才能有所发展,而且要靠一群人一起上。这又给人一种感觉,现在的天才少了,没有二十世纪初的群星璀璨。事实上,科学发展到最后是不存在个人英雄主义的,牛顿说过,他也不过是站在巨人的肩膀上。而随着巨人越来越高,一个人孤零零的在上面很难看到远处的目标,人多才容易发现要寻找的东西。科技就像一把会变重的宝剑,越到后面越只有大国才能玩的起了。

假如大型对撞机每个物理学家人手一个,电管够随便用,我相信物理前沿每天都会有新发现。但是即便全世界凭空多了上百万台对撞机也没用,以现在人类对能源的利用根本养不起!别说一百万台,一万台都困难。也就是说影响人类前进脚步的还是能源,没有电没有光没有对撞机,再厉害的天才也无法靠想象研究基础物理。什么时候人类掌握了可控核聚变的技术,达到了I型文明的标准摆脱了能源掣肘,那时人类文明可能会迎来新的科技革命!上个世纪物理学的大发展不也是伴随着工业革命的浪潮,人类开始利用蒸汽发电。相信下一次的科技大发展必然由核聚变的光芒引领着。

答:脑洞很大,作为科幻小说的内容很有意思,但是要引申到现实世界,是不现实的。


近一百年来,基础物理学的发展非常迅速,并非题主说的“没有突破”,只因我们是局中人,无法看到基础物理学的实际发展速度;或许等几百年后,人们才意识到20世纪到21世纪这段时间,是物理学发展的一个重要阶段。

近一百年来,量子力学和相对论力学的发展最为明显;在量子领域科学越来越深入,理论也越来越完善;在宏观领域,科学家已经可以讨论宇宙开端的问题,这可是物理学的重大进步。


而且到目前为止,量子力学和相对论力学的发展,还没有达到巅峰,还有很多问题有待解决;比如天文学上的暗物质、暗能量、黑洞等等问题;微观领域的中微子、超导理论等等问题有待解决。

而且量子力学延伸出来的理论,比如量子纠缠、量子场论、量子电动力学、超弦理论等等,每个分支都奠定了一个领域的基础;所以,在过去的100年间,基础物理学的发展是非常快的。


量子力学和相对论作为现代物理学的两大基础,的确很多理论都建立在这两者之上,如果说近100年间,没有超越量子力学和相对论的理论出现也没有错,但也不能就此否定基础物理学没有发展。

毕竟我们的科学家们,连量子力学和相对论都没有研究透呢!

基础科学的发展总是循环渐进的,当一个基础理论的研究达到顶峰之后,就会在这个理论之上,发展出更基本的理论体系,或许目前只是时机未到而已。


好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!

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