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啊呀！两位大科学家忽然不讲证据了？什么叫可能？
骑马海 发表于 2013-11-17 23:38 ![]()
如果一定要讲证据的话，理论物理中的理论观点许多在目前还无法证实。
理论物理学通过为现实世界建立数学模型来试图理解所有物理现象的运行机制。通过“物理理论”来条理化、解释、预言物理现象。
比如大统一理论（Grand Unification Theory，缩写GUT）是关于强相互作用和电弱相互作用统一的一个理论，希望能借由单一个理论来解释强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用导致的物理现象。
爱因斯坦在提出相对论以后，从20年代开始就致力于寻找一种统一的理论来解释所有相互作用，也就是解释一切物理现象，爱因斯坦晚年偏离物理界大方向自己研究大统一理论想通过“弱作用，磁场，强作用”来简单的解释宇宙直到他1955年逝世。他几十年的努力虽未成功，但却激励了后人。爱因斯坦在创建相对论时就意识到，自然科学中“统一”的概念或许是一个最基本的法则。还在30年代爱因斯坦就着手研究“大统一理论”，试图将当时已发现的四种相互作用统一到一个理论框架下，从而找到这四种相互作用产生的根源。这一工作几乎耗尽了他后半生的精力，以致于一些史学家断言这是爱因斯坦的一大失误。但是，在爱因斯坦的哲学中，“统一”的概念深深扎根于他的思想中，他越来越确信“自然界应当满足简单性原则”。虽然“大统一理论”没有成功，可是建立统一理论的思想却始终吸引着成千上万的物理学家们。
霍金宇宙论
在古典物理学中，一般相信时间和空间，是一个独立于自然界的概念，可以永久存在，但1915年，爱因斯坦发表广义相对论中提出，时间和空间并非绝对，不再是独立于事件的背景，人类对时间的看法出现革命性的转变。
1920年代，哈柏利用100英寸的望远镜观天时，发现恒星并非均匀分布于整个空间，而是聚集在称为星系的集团之中。他同时发现几乎所有星系，都出现红移现象，即它们飞离我们，而星系离开我们越远，飞离的速度亦越快。这项发现带来新的问题，在更早的时候，所有星系是否离我们更近，甚至有一个宇宙的开端。
当时科学家曾尝试解释这种现象。1948年英国学者邦迪、高尔德和霍伊尔提出的稳恒态理论，提出宇宙会穿梭于扩张和收缩两种状态，但并没有开端；俄国学者利弗席兹和哈拉尼科夫则提出，物质若没有严格对称的收缩，最终会引起反弹，而密度保持有限，这亦避免了宇宙有开端的说法。这理论提出时，霍金当时21岁，正在攻读博士学位。
霍金当时并不相信这些学者的证明，于是联同当时已研究奇点的彭罗斯发展一套数学公式，证明宇宙不能反弹。该学说认为，如果广义相对论正确，宇宙起源将存在一个奇点。当时，奇点一般被视作黑洞的中心，内里有密度无限强、引力无限重、限时空曲率无限大，霍金当时设想，若重新走回宇宙诞生之时，全部物质聚成一点，这亦即为奇点。
1965年10月，人类发现一种散布于空间的微波背景辐射。这些能量极度微弱，能量值远低于一台微波炉，但科学家发现，要合理解释这种辐射，宇宙早期必定非常热，随着宇宙膨胀，辐射持续冷却，最终才会有出现微波背景。这一学说，进一步确认宇宙早期曾经出现大爆炸。
不过，霍金因应广义相对论，虽然解释了宇宙源自一个“奇点”，这些定理未能说明宇宙如何开始。霍金认为，这代表广义相对论在“奇点”中失效，该理论只能推测宇宙如何演化，却不能判断它如何起始，于是霍金试图合并量子理论及广义相对论，期望以此解释整个宇宙从诞生、以至演化的过程。
简而言之，广义相对论是处理极大的物理现象，而量子力学则处理极小尺度的结构。直至今日，科学家相信，若有人成功合并两套理论，则有可能成为一套更具一般性的理论，解释空间中任何物理现象，亦即物理学界一直追求的所谓大一统理论。霍金至今仍未能发展出这套理论，但科学界一般认为他的研究，为人类迈向大一统理论踏出重要一步。
丰富的想像力、精湛的数学造诣、严谨的治学态度，这些都是成为理论物理学家需要培养的优良素质。 |
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楼主: xuxi
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发表于 2013-11-17 20:28:15
