科学界发生大地震,物理学的大厦或将倒塌,对我们将产生什么影响?
现在物理学界的研究有两大方向,以爱因斯坦的《相对论》为主的物理学家们,尝试在宏观上,总结宇宙的运行规律,企图解开宇宙的谜团,另外一个就是以《量子力学》为主的物理学家们,他们在宏观上,研究那些构成宇宙的基本粒子,企图通过最小的基本粒子的运行规律,来解开宇宙的谜团。
他们的研究方向虽然不同,但是殊途同归,目标一致,一个是以最大的尺度:整个宇宙,一个是以最小的尺度:基本粒子。但是他们却有着相同的目的,那就是解开宇宙最大的奥秘,建立宇宙的大一统理论。
《相对论》和《量子力学》在解释宇宙的奥秘上,即使是对手,也是相辅相成的队友,虽然他们之间有许多冲突的地方,例如:研究经典物理理论的爱因斯坦,就曾经针对《量子力学》说过这么一番话:上帝不投骰子,量子力学上的量子不确定性,让研究宇宙规律的爱因斯坦就感到一阵烦躁。
曾经以相对论为主的一批物理学家,与研究量子力学为主的另外一批物理学家,为了谁的理论更有说服力,吵得不可开交,为此还出现了一个神助攻,薛定谔的猫,本来其本意是用来反驳量子力学的,但是却没成想到成就了量子力学。
到爱因斯坦晚年的时候,也不得不承认,量子力学与相对论一起构建成了现代物理学的大厦,它们齐头并进,相辅相成,补全了对方的短板。
在未来,两种处于竞争关系的理论,或者只要一种是对的,或者两种理论都是错的,亦或出现一个全新的理论,把两者囊括进去。
如果没有变故,两者会继续以这两种相辅相成的关系,顶起物理学界的一片天空。但是最近这个变故突起,而原因却是与量子力学有关的基础粒子有关。
早在上世纪70年代末的时候,物理学界就有大牛人史蒂文·温伯格教授提出了最著名的标准模型理论,这个理论囊括了现在所发现的61种基本粒子,以及目前四种基本作用力中的三种。
可以说这个理论是目前粒子物理学界最成功的理论,在这50年间,虽然科学仪器设备越发的先进,测量的方法也越来越精确,但是所有的实验结果都在这个标准模型之中。
但是最近费米实验室在研究μ粒子进动的时候,发现实验的结果与理论有偏差,这个偏差的标准值在4.2,这个值是一个误差值,也就是说在实验的时候,是允许有一定误差值存在的,毕竟研究是最微小的粒子,实验呢不可能做的十分精确,总会有一定的偏差性。
这个偏差值越小,也就说明实验的数据与理论研究的计算结果越相近,实验也是在预期之内,相反这个数值越大,也就是说实验的结果与理论偏差越大,按照惯例在标准值是5的时候,基本可以确定实验取得重大的突破,已经打破了理论的预估值。
按道理来说,4.2还没有打破标准值5,但是在20多年前,这个做这个实验的时候,实验的标准值是2.7,在这20年间,科学仪器越发的先进,测量的手段也越发的成熟,如果实验与理论一致的话,这个数值应该是在减小,而不是增加。
但是现在确实这个标准值有扩大的趋势,那就只能说明一个问题,那就是这个实验可能真的发现俩新的东西,是在标准模型囊括61个基本粒子和3大基本作用力以外的东西。
那么这个就非常厉害,具有颠覆性了,也许这个研究会发现61种基本粒子以外的其他粒子,而与这些粒子相关的基本力将有可能出现,也就是说宇宙间将有可能出现第五种力,目前四种基本力:强相互作用力,弱相互作用力,电磁力,引力。
目前人类可以把除引力外的三大作用力可以囊括在一个模型中,而现在将出现第五种基本作用力,势必将物理学研究引入一个新的方向。而被发现的粒子将在人类目前的理论研究之外,势必推翻之前粒子物理的研究结果,也将动摇量子物理的根基,到时候整个物理学的大厦或将倒塌重建。
结语:
至于这次科学界的地震,影响物理学界根基的实验结果,对大家有何影响,一般来说,最前沿的物理学研究,要变成实际的应用,将有一段很长的路要走,也就是说,对大家没有任何影响。
物理学的本质,是去探寻物质的运行规律和基本逻辑,也就是说这个东西不论有没有发现,它都是存在于我们的身边,遍布宇宙空间之中。
物理学家们就是要发现他们的规律,以及探寻它们的本质,可以为人类所用,就像现在的原子能一样,这将是一个漫长且艰难的过程,也许宇宙的存在,本身就没有规律可讲,也许就像弦理论一样,宇宙有多层的空间,有无限种可能!
你是否曾经梦到过异样的空间,跟现实生活有着不同的场景,这意味着什么呢?
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