大统一理论研究的三条路线是啥?与爱因斯坦的自然神论有何区别?


大统一理论研究的三条路线是啥?与爱因斯坦的自然神论有何区别?


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大统一理论研究的三条路线是啥?与爱因斯坦的自然神论有何区别?


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大统一理论研究的三条路线是啥?与爱因斯坦的自然神论有何区别?


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大统一理论研究的三条路线是啥?与爱因斯坦的自然神论有何区别?


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爱因斯坦晚年相信“神”的存在 , 并且公开表示自己是“自然神论”者 , 这里有几个问题需要解释:

一、什么是自然神论?
二、自然神论跟物理学的“大统一理论”有什么关系?
三、现代物理学有哪3种“大统一理论”方向?
现在将回答这3个问题 , 告诉大家现代物理学的大统一理论和自然神论 。

控制论的开山鼻祖——维纳说过 , 这个世界是由物质、能量、信息三部分组成的 , 物理学的“大统一理论”也正好有三条路线:物质路线、能量路线和信息路线 。
第一部分:物质路线 。
人类总共发现了61种基本粒子 , 包括夸克、电子、中微子等等 , 这些基本粒子都已经被“粒子物理的标准模型”统一在一起了 , 而每一种粒子又对应着一种场 , 比如说电磁场、夸克场、希格斯场等等 。

【大统一理论研究的三条路线是啥?与爱因斯坦的自然神论有何区别?】所以 , 现代物理学认为这个世界上所有的东西都是由粒子和场组成的 , 粒子和场哪个更基础?
有两种不同的答案 。
第1种“场比粒子更基础” , 第2种则认为“场和粒子是同一种东西” , 我个人更倾向于“场和粒子是同一种东西” 。
因为场可以激发出粒子 , 粒子态反过来也可以构造场算符 。 总之一句话 , 从物质角度观察 , 这个世界是由粒子和场组成的 。
第二部分:能量路线 。
很多人听说过四种基本作用力:强力、弱力、电磁力和引力 。 你看这两个人交换了一下足球 , 导致他们俩自己向后倒退 , 就像他俩之间有排斥力一样 。 这种排斥力来源于交换足球 , 同样的道理 , 强力来源于粒子之间交换“胶子”;弱力来源于粒子之间交换“WZ玻色子”;电磁力来源于粒子之间交换“光子”;引力来源于粒子之间交换“引力子”(未被实验证实) 。

而胶子、WZ玻色子、光子、引力子都是一个个带有不同属性的“能量球” 。 因此 , 四种基本作用力都来源于粒子之间能量交换!
举两个例子 , 原子弹就是把夸克之间的“强力”释放出来变成能量 , 煤炭燃烧就是把原子之间“电磁力”释放出来变成能量 。 因此 , 从能量角度观察 , 这个世界是由四种基本作用力驱动的 。
第三部分:信息路线 。
现代物理学最最最核心的概念是“对称” , 我们讲过:所有的守恒定律都来源于对称 , 比如说“能量守恒定律”来源于“时间平移对称”、“动量守恒定律”来源于“空间平移对称”、“电荷守恒定律”来源于“相位旋转对称”等等 。
另外四中基本作用力也来源于对称 , 比如说电磁力来源于“U1对称”、弱力来源于“SU2对称”、强力来源于“SU3对称”、引力来源于“微分同胚对称” 。

因此 , “对称”几乎把物理学全部统一了 ,。
但是有两个东西 , 人类一直没找到它们的对称性 , 那就是熵和时间 。 因为“对称”只能描述可逆的运动 , 由于时间不能倒流、熵不能自发的减少 , 所以“熵和时间”是不可逆的 。 因此“熵和时间”无法用“对称”来描述 。
总之一句话 , 信息可以分为可逆的“对称”和不可逆的“熵和时间” 。 这句话很难理解 , 我们换一种说法 , 对称描述了能量动量(规范场)等“不变的信息” , 熵和时间是“变化的信息” 。

既然时间跟信息有关 , 那空间跟什么东西有关呢?空间和能量有关 , 比如说量子场量认为“真空是能量最低的状态” , “卡西米尔效应”也用实验证实了“真空里面有能量” 。 宇宙学认为“暗能量只跟空间的大小有关” 。
因此 , 空间和能量高度关联 , 甚至还有一些物理学家认为 , 物质所有的能量都是从空间“借”出来的 , 真空里蕴藏了大量的能量(有争议) 。

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