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  • 1 # 時空通訊

    所謂大統一理論只是解決現代物理科學中4種相互作用力的解釋問題。雖然從目前來看,人們認為世界執行的動力是由這4種作用力推動的,但誰知道在未來的某一天,人類又會發現更多的宇宙未知呢?所以即使有了一個統一的“萬有理論”,請題主不要憂心,物理學家們要研究的東西還太多了,永遠無法窮盡。因為人類對宇宙的瞭解和理解還很少很少,在漫長的宇宙演化史中,僅僅才開一個頭,可能連百分之一還差很多呢。

    這個大統一理論已經爭論很多年了,最早的祖師爺是愛因斯坦。從上世紀二十年代開始,他就希望透過一種理論來解決引力和電磁力的統一問題。但一直到逝世,也沒有重大的進展,由此引起一些人們的詬病,認為是他的一大失誤。那麼這幾種相互作用力倒底是個啥玩意呢?我們就用最通俗的說法來簡單科普一下。

    今天的科學界已經知道,自然界一共有4種相互作用力。這就是引力相互作用、電磁相互作用、強相互作用、弱相互作用。這4種相互作用強度大小和作用範圍相差懸殊,完全不一樣,這就是人們不理解的地方。比如引力的強度很小,小到只有強相互作用的100萬億億億億億分之一,但其影響範圍卻很大,去年發現的中子星相撞的引力波就來自1.3億光年,理論上這種作用可以延伸到無限遠,所以,引力是長程力;而強相互作用力的作用範圍卻非常小,小到1釐米的10萬億分之一,也就是夸克之間的作用力,屬於短程力;弱相互作用力作用的力程更短,只有1釐米的1000萬分之一,但強度只有強力的1萬億分之一,是中子衰變成質子、電子與中微子或反電子中微子的表現;電磁力和引力一樣是長程力,但強度要比引力大得多,又比強力小,只有強力的1/137。

    為什麼這個世界會有這4種力?這4種作用力為何又有如此大的區別呢?這4種力能不能用統一的理論來解釋呢?這就是困擾物理科學界一個世紀的問題。繼愛因斯坦之後,許多科學家投入了這個問題的研究,並取得了較大的進展。溫伯格、楊振寧、李政道、卡魯扎、克萊因、霍金等一大批科學家前赴後繼,終於有了突破,首先解決了弱力和電磁力的統一問題;後來又設法解決強力、弱力、電磁力的統一問題,叫做大統一;再後來又把引力加進去設法統一,叫做巨統一。但後續的研究困難重重,進展緩慢。人們發現,要統一這些力,必須增加維度。弦理論和超弦理論的提出,使人們看到了一絲曙光。但距離真正巨統一理論的出臺似乎還很遙遠。

    如果在不久的將來,人們實現了大統一理論甚至巨統一理論,也只能說是人類在認識宇宙解釋宇宙的道路上前進了一大步,人類對宇宙的發現和認識是沒有窮盡的,所以物理學家們永遠需要,永遠也不會沒有事幹。

  • 2 # 孤猴78345271

    原創思想,大統一理論(GUT)和萬有理論(TOE)兩個的提法都是錯誤的,都是錯誤的物質思維的產物,必須站在形而上,即超越物質的高度才能正確認識宇宙,竊以為,宇宙的本源就是質量,能量和空間組成的不可分割的三位一體,所以宇宙是質量和能量的`終極對立統一體’,所謂大統一理論完全錯誤。TOE中的everything具有物質屬性,即萬物理論,顯然也是錯誤的物質思維的產物,由於思維方式上錯誤的物質導向,導致主流物理全盤皆輸!基於天文觀測,本人確信,終極的宇宙法則是:1. 宇宙的相對性存在法則,即宇宙只允許一對冤家對頭相對性地同時存在,而絕不允許單個勢力一家獨大 ,這很容易理解,假如只有能量,宇宙永遠膨脹,只有質量,則永遠收縮,皆不能永恆執行,所以宇宙必須同時存在一對冤家對頭,2. 宇宙的執行法則,宇宙執行一直在質量和能量一對冤家對頭中,以及其衍生的無數冤家對頭中保持動態平衡。很顯然終極的宇宙法則不在科學的範疇之內,愛因斯坦們一直找不到祂們,這不奇怪,很正常,因為科學的一畝三分地限制了他們的視野。

  • 3 # 深海漁遊

    物理學的研究新理域——世界的本源是場而非基本粒子,時空背景也是由場交織而成,時空無所謂彎曲,是場的彎曲,而場是由暗物質構成,整個宇宙就是暗物質的海洋[太陽][太陽][太陽]

  • 4 # 元維

    這種大統一理論一旦出現,科學家就有事幹了,它的具體問題都需要科學家去破解,因為大統一理論只是一種方法論,可不要小瞧這種大統一理論。這種理論包括,生命科學與無生命科學結合起來。也就是說,把物理學與生物學,還有化學和社會學全部統一起來。而絕不僅僅是物理學的統一。沒想到吧!我這樣說很多人不知道是咋回事,把四大支柱學科全部統一起來,這可能嗎?在這個問題上。西方人幾十年前就提出來了,並且有著許多研究成果,只是國內不大重視,沒能把他介紹過來,所以這裡也不願意多說,等待讓事實去說話吧,華人在科學前沿領域總是慢半拍。

  • 5 # 譚宏21

    目前搞大統一理論的理論,像弦論、M理論…,它們都是站在數學角度,或者是諾特給出的自然界的,所謂根本特性---對稱性出發,建立體系。到現在還沒建立起來,據說出現了不能調和的矛盾。

    由此看來,自然界的邏輯起點,或公理體系,還是得站在物理領域上!

    那麼,自然界的公理體系,或邏輯出發點在哪呢?宇宙時空中除了物質,什麼都沒有!所謂精神、人的意識、人的靈魂等等都是物質的資訊層面的東西。

    宇宙中的物質是相互作用、普遍聯絡在一起的。物質的根本屬性就是物質的運動,物質的自在、自洽運動。物質間的相互作用力起源於物質的自在運動。物質的相互作用形式,就是物質間的互達資訊。宇宙中沒有不傳遞其存在資訊的物質。有資訊必有物質存在;資訊一定是由能量傳遞的。

    物質與時空不可分離。沒有無物質的時空,也沒有無時空的物質。時空是由物質能量“脹成”的。什麼樣的能量構造什麼樣拓撲的時空。構造普通黎曼時空的能量,其屬性、強度都與構造黑洞拓撲時空的能量不同。時空與引力場或能量場是“相互匹配和作用的”,具有“相當的辯證屬性”!

    以上就是宇宙大自然的物理公理體系,或物理邏輯出發點。下面我們依此公理體系初步構建大一統理論。

    設所有的力都是源自物質的自在、自洽運動。目前標誌物質自在、自洽運動屬性(強度和性質)的物理量就是自旋量。

    依電磁強度物理量的引入路徑。我們首先知道自旋是旋量,如果加上粒子的進動“配合”,則自旋是二階張量,那麼,實在粒子應該具有多種形式。如電子,可以存在協變型電子、逆變型電子,就像左手型電子和右手型電子(正反電子)。外爾費米子是左右手形合體的電子,可能就是二階混合張量型電子。

    以此類推,質子、中子都有這三種形式的粒子。也就是說,實物粒子不僅有正反粒子(分別對應自旋量的協、逆變張量下的粒子),而且還有外爾子(對應二階混合張量下的粒子)。

    以此類推,楊振寧的規範場理論需拓展!SU(2)群數量要拓展到下一個迴圈群上。

    一般張量可由n個旋量的並生成,具有協變、逆變和混合屬性。通常粒子的自旋物理量,在某種時空約束下,可形成三階乃至三階以上的張量。實物粒子群將生成一個龐大群體!

    由此看來,廣義相對論、量子力學以及規範場理論,皆可由這個公理出發點構建在一起。再加上由高斯和黎曼的拓撲時空理論與形式,新的統一理論將會建立起來。

    正反粒子由協變和逆變張量定義。當正反粒子碰撞“粘結”時,相當於協變張量與逆變張量的縮並運算,成為零階張量的能量。另外,粒子在這種定義下還有一種形態,即混合張量下的粒子。目前,玻色子、馬約拉納型費米子很可能就是混合張量型粒子。

    比如,光子照射正電子,還是正電子。反物質儲存目前想到的是磁約束儲存。由玻色子隔離可能也行。

    原子核中的多個質子、中子粘結都靠膠子粘結產生強力,實際上就是協變、逆變和混合自旋張量的縮並運算。即強力來自自旋張量的縮並運算。夸克間的“粘結力”也是來自協變、逆變和混合自旋張量的縮並運算。玻色子的碰撞將是自旋量的混合張量縮並運算,可以成為零階張量----能量。

    庫柏對(電子對,“粘一塊”),外爾費米子(兩左右手性電子對合體,不知是不是正負電子合體?)、馬約拉納費米子(與玻色子相同,正反粒子相同,但是費米子,靜止量),這些奇特粒子的發現,在形式上都可用張量的運算規律解釋了。

    電磁力應當是自旋張量源下的時空守恆,具有高斯黎曼時空形式。

    引力也是張量源下的封閉時空守恆,也是高斯黎曼形式。

    以上僅是初步設想,還需仔細考察。

    目前看,由以上公理體系很可能推出超大一統理論。廣義相對論、量子力學和規範場理論統一在高斯和黎曼時空拓撲形式下。

  • 6 # 旁觀者周生

    物理學家追求的大統一理論又不是道家的《易經》,或者“萬物皆由道”,只是統一解釋四大宇宙力而已,除了這個,大把事情可做!物理學或者科學才不會追求什麼“萬有理論”,一句話物理學不是道學!

  • 7 # 金童希瑞

    地球本身就是萬有引力、磁場、弱相互作用、強相互作用的同一體,只是小行星撞擊地球產生的災變無法在實驗室裡再現,所以就會有很多理論、公式不能統一。只有把質能方程的物質產生與能量的關係理清楚,才會把地質學變成真正的科學,從而為物理學的發展開闢道路。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 歷史上的南詔國都太和城就在大理洱海之濱,如今還能看到什麼歷史遺蹟嗎?