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霍森菲尔德在《迷失》中,对整个粒子物理学表达了极度的失望,并且认为整个粒子物理学领域都在依靠欺骗而生存。为什么她会这么认为呢?这里边的关键是自然性。这个事情其实不能怪早期的粒子物理学家,因为自然性可以说是科学诞生将近五百年来一直都在指导科学进步的基本思想。
但是一些科学的结论,比如宇宙大爆炸、霍金辐射,已经揭示出宇宙存在极其微妙的一面,所以还如此简单的秉持自然性,就必然会走向歧途。
自然性非常简单,说的就是不同尺度之间的退耦合。这个世界涉及到非常多的尺度,或者能标,最小的是普朗克尺度,最大的可能是宇宙的视界。虽然如此多的尺度,会涉及各种奇怪的物理现象,但是我们的确可以很好的理解各种问题。这里边的关键就是不同尺度之间的退耦合。
比如一个简单的例子。原子的中心是一个原子核,外边是电子。原子的尺度是10的-10米,而原子核的尺度是10的-15米,所以这两个尺度之间几乎没有影响,原子核物理不会影响原子物理。
还原论就是自然性的体现。
层展论也是自然性的体现。
比如量子霍尔效应。理论上这就是朗道已经研究过的内容,强场中的二维电子的量子化,非常简单。但是为什么实验上发现它,能够获得诺贝尔物理学奖呢?因为这个结果,和杂质缺陷无关。也就是说,这是一种宏观的量子现象,已经和微观的作用退耦合了。
临界现象非常有趣,而且涉及不同的尺度,重整化的思想也是从此而来的。但是这种现象,也是自然性的,不同尺度物理是一样的,导致了一种特殊的宏观物理现象。
所以,如果出现一种情况,两个不同的尺度的物理是不一样的,还会有关联,那么就完全超出了研究者的经验。
这种情况一定不存在么?很显然,科学没有这样的结论,但是经验告诉我们似乎不可能。
很显然,如果宇宙之初真是一场大爆炸,那么宇宙中的一切在开始的时候,是一体的。正是这个大爆炸,导致宇宙的各部分分开了。
但是,彼此的关联彻底分开了么?量子力学告诉我们,没有。
所以自然性,在讨论宇宙的本体问题时,一定会出现问题。当前的情况,可以说是必然的。粒子物理学的新思想,几乎都是建立在自然性的基础上的,在希格斯粒子发现之前,很难相信,有大量的粒子物理领域的研究者根本就不相信这个粒子会存在!
原因就是自然性。
而这意味着,粒子物理领域的研究者许多已经脱离了科学的范畴,和民科没有区别。
走在错误的道路上,永远看不到真理。
正常的讨论科学问题,出现错误,和民科是有本质区别的。
科学研究者,必须与时俱进,根据最新的结果,不断改变自己的观点。但是现实中,却非常困难。爱因斯坦提出光电效应的理论后,虽然理论简单清楚,但是根本没人相信。为什么?这是非常意思的话题。
狭义相对论提出一百多年了,但是依然有大量的人反对,这里边可不是只有民科,甚至有人在《物理》杂志上大谈庞加莱的狭义相对论,对两者根本无法区分。为什么?即使是科学研究的队伍里,滥竽充数的也依然很多。
你自己的错误,不是别人的问题。但是当你自己出现错误了,别人却无法区分,这就可怕了。
粒子物理学的问题,就是我们不清楚时空究竟是怎么回事情。物质和时空肯定是相关的,广义相对论就是其中的一种相关性。但是很显然,这种相关性,比广义相对论更多,比我们想象的更加微妙。
解决不了这个问题,粒子物理学可能就不用存在了。粒子物理学的各种新想法,应该都不是正确的,因为这些成百上千的理论,没有一个能解释电子、μ子、τ子的质量的。连基本的问题都不沾边,这些理论的意义在哪里?
科学是带来真理,解释事实,而不是在那里自己讲道理。如果真的这样,和民科没有任何区别。
核物理这些年来的发展,自然也是根据自然性的,认为不同的尺度可以分开讨论。但是EMC效应的发现,直接告诉我们,原子核中的核子和自然的核子不一样,和原子核有关。这就是自然性失效的直接例子。
但是如此明晃晃的事实,却让核物理学家沉默的40多年。
虽然他们也知道不同的尺度出现了关联,但是内心中依然不相信。
原子核中的核子色禁闭被破坏了,变成了原子核中的色禁闭。这几乎是必然的,因为更大的尺度可以降低能量。也就是说,原子核中核子之间的夸克,可以通过遂穿效应,在不同的核子之间流动。这听起来天方夜谭,但是就是事实。
正是原子核中的色禁闭,导致了低能和高能之间出现了关联。为什么不能完全退耦合?因为色禁闭是一个整体的效应。
物理学发展了快五百年了,基本上是秉持着自然性的原则。但是宇宙是整体的,一些效应也可以发生在不同的尺度之间,整体性,正在逐渐揭开它的面纱。
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