我们需要一种新的万物理论
万物理论是一种可以解释一切的理论:宇宙中的每个力,每个粒子,物质和能量的每一点。万物理论的问题在于,它们必须将这么多不同的理论统一为一个。
个别地,我们对物质如何运作以及它是如何产生的有一个很好的想法。这称为粒子物理学的标准模型。我们也有万有引力的理论,它把宇宙解释为弯曲产生引力作用的几何结构。
这两个想法在很大程度上是不相容的。
如果阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)没出现在照片中,如果他满足于担心布朗运动和光电效应之类的问题,那么我们可能会得出完全不同的引力理论,也许是一个更不一样的理论。与其他粒子理论保持一致。
我们永远不会知道。
现在的问题是,一切事物的理论只有一个真正的竞争者:弦论。
弦论也不是一种理论。它是相关理论的集合,其中任何一个都可能是正确的,或者都不是。本文不是关于弦论的,而是关于对一切理论缺乏任何范式上不同的方法的。
尽管有很多尝试将爱因斯坦理论与标准模型相协调的量子引力理论,但很少有像弦理论那样雄心勃勃的尝试将所有形式的粒子整合为一种:弦,它通过在多维振动中产生不同的粒子空格。
难怪已经写了成千上万的论文。
艾萨克·牛顿(Isaac Newton)想要一种一切理论,于是花了他一生数十年的时间来试图了解这些东西是由什么制成的。不幸的是,他生活在化学甚至不存在的时代,并把时间浪费在炼金术上,这是一种神秘的艺术,与科学和占星学都息息相关。
对我们来说幸运的是,我们比那更聪明。
还是我们?
也许弦理论之类的努力仅仅是现代的炼金术形式,以科学的语言和实践为基础,但最终更多地是关于我们自己以及我们所讲述的关于现实的叙事。
更多头脑冷静的人可能会说我们不需要一切理论。也许没有这样的事情。科学常常是凌乱和丑陋的。看一下牛顿力学的三体问题-另一个牛顿浪费大量时间的问题。它不能以任何封闭形式求解,并且允许混沌解。怎么可能真丑
但是,美丽和丑陋并不像科学中的真理那么重要。三体问题是一个很好的例子,因为它显示了我们的傲慢,即我们寻找秩序并称其为美丽,而像我们这样庞大而复杂的宇宙也承认混沌具有其自身的美丽。
尽管字符串理论在数学上有很多方面的作用,使其比其他观点更具说服力,但我想知道,它使20世纪的物理过程观点永存,需要被推翻。
考虑它放置了一个对象,即一个字符串,该对象在一个空间中移动,例如Calabi-Yau微时空。它也可以不加修改地接受量子场论,因为它提供了该理论的统计背景。
因此,它延续了20世纪现代物理学的观点:代表粒子的量子场在时空流形中运动。它使用字符串和多维空间极大地修改了视图,但几乎没有改变范例。也许这不是最大的缺点,而不是缺乏预测或复杂性。
19世纪的物理学有其自身的缺陷,其中许多缺陷已被遗忘。它主要关注牛顿时尚的身体,而不是领域。它无法理解一般协方差的力量以及将坐标系统等同于现实。它在时间和空间上进行了绝对交易。
我们做得更好吗?
字符串的存在是一种绝对现实,无论它有多动态。
难道21世纪可能会消除绝对主义?为了允许以各种可能的方式动态塑造的现实?
我不知道该理论是什么样的,但我知道它将是完全笼统的。它不会假设世界上存在的事物会创造现实;相反,它只会假定一个世界存在,从而使自己真实。它没有绝对值:没有弦,没有量子场论,仅是形状,可以无限延展,并且以该形状为基础,也许没有,即没有东西。为提出每件事物的理论需要一个事物不以事物开始,否则您将达到无限递归。
如果不是万物,那是万物的基础呢?
当考虑什么不是事物但对物理定律很重要时,我想到的是能量。能量就像质量一样。或者它可以表示为光的频率,运动,热或发生某事的可能性。从根本上讲,能量只是动量等许多类似量中的一种,但这不是一回事。
我并不一定要说'一切都是能量',而是一切都类似于运动,就像能量一样,但没有任何事物运动,因为运动是万物的基础。
这可能像戴维·鲍姆(David Bohm)提出的代数之类的预几何图形,或者是表示构成几何图形基础的某种其他方式。
对我来说清楚的是,不管弦理论是否成功,在没有任何东西(包括弦)在内的任何理论之前,我们将不会有任何事物的理论。
梅斯基尼等。(2006年8月)。'几何,预几何及其他'。历史与科学哲学研究B部分:现代物理学的历史与哲学研究。36(3):435–464。arXiv:gr-qc / 0411053。
(本文由闻数起舞翻译自Tim Andersen, Ph.D.的文章《We need a new Theory of Everything》,转载请注明出处,原文链接:https://medium.com/the-infinite-universe/we-need-a-new-theory-of-everything-f78baf16728d)