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对话物理学家布莱恩·葛林
布莱恩·葛林谈黑洞、弦论和万物理论
对话物理学家布莱恩·葛林:黑洞、弦论及其他
布莱恩·葛林在世界科学节上演讲(供图:世界科学节/格雷戈·凯斯勒)
布莱恩·葛林是当代著名科学家及科普作家 。
葛林任职于哥伦比亚大学 。 作为一名理论物理学家 , 他数十年来致力于探索宇宙奥秘 , 研究有望成为“万物理论”的弦论 , 并获得重大发现 。
主持人:您觉得这次直播课很重要 , 为什么?选择黑洞作为题目有什么特别的原因吗?
葛林:首先 , 我觉得让年轻人接触到科学知识并产生兴趣非常重要 , 它使我们有机会改变世界 , 创造更好的生活 。 这似乎是老生常谈 , 但是把这个观念灌输给我们的下一代真的非常重要 。
此外 , 很多正在学习自然科学的孩子 , 他们认为只要记住已有的科学知识 , 会解答问题就万事大吉了 。 这些当然也重要 , 但更重要的是你要有创造性的想法 。 黑洞属于最神秘最有趣的前沿科学 , 而且不需要很多知识储备就能理解它的基本原理 。 所以我为四到八年级的孩子设计了这次直播课 。 很多孩子在评论中整合了他们从不同课程学到的知识 , 感觉他们确实有所收获 。 我对这样的效果还是很满意的 。
主持人:黑洞天文学似乎步入了黄金时代 。 现在我们有视界望远镜 , 最近还首次拍摄到黑洞的照片;引力波天文台观测到黑洞的并合 。 这是否意味着我们对黑洞的研究小有成就了?它如何帮助我们认识整个宇宙?
葛林:毋庸置疑 , 是的 。 就在十年前 , 我们还在为黑洞是真实的存在 , 抑或只是数学上的存在而争论不休 。 现在有了引力波天文台 , 有了视界望远镜 , 我们亲眼目睹了两个黑洞的撞击在宇宙空间激起的涟漪 。 甚至今年的诺贝尔物理学奖也颁发给了黑洞相关的研究 。 这说明黑洞是真实存在的 , 成就也是实实在在的 。
至于像我一样研究前沿理论的这些人 , 我们正在努力将黑洞研究和量子力学相结合 。 黑洞是最好的理论实验室 , 帮助我们在极限状态下验证我们的理论 。 我想 , 当我们完全掌握了黑洞和量子力学的时候 , 我们对宇宙的认识也会有质的飞跃 。
主持人:那么您认为这项研究近期会有突破吗?
葛林:会的 。 我们有很多同道中人——很多研究弦论和量子引力学的科学家都在致力于黑洞的研究 。 这么多研究同时进行 , 真令人振奋哪 。 或许只要一两年的时间 , 我们就会取得相当的进展 , 到时再回过头看看我们现在的想法 , 一定会觉得非常落后了 。
主持人:就像您说的那样 , 现在的确有一些新发现了 。 比如缪子g-2实验 。 能否讲一讲您对这项研究的看法 , 以及它对物理学界意味着什么?
【编者按:缪子g-2实验观察到缪子(一种亚原子粒子)的反常磁矩 , 显示它们可能受到尚未发现的物质或力量的推动 。 】
葛林:乐意之至 。 首先我要说明的是 , 目前实验结果的可信度只有3西格玛 , 或4西格玛 , 因此我们对实验的结论仍持保留态度 。 直到可信度达到5西格玛 , 即出现统计偏差的概率由现在的千分之一降低到百万分之一或数百万分之一的时候 , 我们才会认为结论可信 。
抛开可信度暂且不谈 , 如果这个结果经得起时间的考验 , 那就意味着粒子物理学的标准模型、曾经的黄金准则 , 可能需要重新修订了 。 也许在我们已知的四种自然力量之外存在第五种力量 , 想想都觉得好兴奋 。 又或许真的有尚未发现的粒子 , 改变了缪子的磁矩 。
话说回来 , 有一件事我不得不提 。 就在两天前 , 《自然》刊登了另一篇“不同说法”的文章……
主持人:哦 , 对 , 那篇文章说没有发现磁矩改变 。
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