科学家们追求的终极目标,万物理论距离我们还有多远?


科学家们追求的终极目标,万物理论距离我们还有多远?


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【科学家们追求的终极目标,万物理论距离我们还有多远?】
科学家们追求的终极目标,万物理论距离我们还有多远?


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如今我们知道 , 自然界存在四种基本作用力 , 分别是强力 , 弱力 , 电磁力和引力 。 近百年以来 , 科学家不断致力于能够统一这四种基本作用力 , 也给出了统一这四种基本作用力之后描述万物理论的基本模型 , 如下图所示:

通过该模型可以看出 , 随着能量的一步步增强 , 基本作用力开始统一在一起 。 理论上当能量达到10^19GeV时 , 引力就会和其他三种作用力完成统一 , 不过目前人类还很难创造出如此高的能量 。
在上世纪70年代 , 科学家们已经完成了与弱力的统一 , 也就是电弱统一理论 , 该理论也成为了后来的大统一理论 。

而之后的粒子标准模型正是应用了大统一理论 , 将各种物理量统一了起来 , 不过并没有包含引力 。 通过寻找希格斯玻色子 , 科学家们也证实了大统一理论中的基本观点 , 比如说“自发对称性破缺” 。
不过 , 大统一理论有一个致命缺陷 , 那就是始终不能把引力引入进来 , 引力好像就是一个“刺头” , 始终无法与其他三种基本作用力走到一起 , 这让科学家们很头疼 , 他们不相信大自然有两套大自然法则 , 于是开始了假想中的引力传播子 , 也就是引力子 。
不过几十年过去了 , 科学家们仍旧没有发现引力子的存在 。

在这期间 , 弦理论的出现也间接地终止了科学家们寻找引力子的步伐 。 因为弦理论提供了另一种诠释引力的方法 , 认为引力就是一种“量子场” , 万事万物都是由最基本的弦组成的 , 这些弦比电子还要小很多 。
弦有不同的振动方式 , 而振动方式的不同就会形成不同的基本粒子 , 这就是弦理论的核心所在 。 之后经过不断发展的弦理论又分化出了很多不同的版本 , 比如说超弦理论 , M理论 , 膜理论等 。
不过虽然弦理论已经有几十年的历史 , 不过很难找到相关证据加以证明 , 弦理论更多地还是停留在相对复杂的数学计算层面 , 而且相当晦涩难懂 。

科学家在标准模型下努力寻找假想中的引力子 , 但几十年过去了 , 仍旧没有找到 。 虽然广义相对论表明 , 引力只是时刻能够弯曲的表象 , 从这点上来讲引力根本就不存在 , 但是科学家仍旧希望在微观层面重新解读引力 , 试图完成四种基本作用力的大统一 , 找到万物理论!

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