【160906】【泛科幻内容】关于基础物理研究方向



最近LHC项目没有新发现的新闻震惊了物理学界,但民间虽然不明但也没觉厉。
更多的人根本不关切这事,倒是杨振宁反对我国盲目上马大型强子对撞机项目的事情吸引了一些人的眼球。
这两件事是有相当深刻的联系的。


在《三体》中,三体人为了封锁人类的科技发展,派智子干扰人类的粒子物理实验,刘慈欣着力强调了基础物理研究对科技发展的重要性。
于是,许多人只看过小说,对基础物理一无所知的人走入了一个误区:
他们认为,研究基础物理必须走高能加速器这条路,加速期会越做越大,甚是会像小说里那样造出环日加速器。


我想告诉大家很多事情,但我知道大部分人没那个耐心看,所以只挑重要的几条说说:
首先,基础物理研究的方向很多,天文观测首先就是一条很重要的路子,很多高能物理现象,我们人类现有的能量控制水平远远达不到实验的要求。
一个例子就是,很多地摊文学般的科技新闻总是说某某强子对撞机将模拟宇宙创生时的情况云云,其实宇宙创生最重要的一个因素不能能量级别大小,而是能量密度大小,我们的高能物理实验的能量密度简直太低了,说什么模拟宇宙创生,那纯属扯淡,整个地球携带的质量都转化为能量,对宇宙创生而言也是忽略不计的,别说区区粒子物理实验那点能量了。
所以,高能量密度的物理现象,通常靠天文观测来发现,比如超新星爆发,比如最近很热的类星体。
再比如说,凝聚态物理也是个很重要的研究方向,在超低温条件下,不需要提供很高能量,物质微粒就可能表现出某些高能物理实验中才出现的类似性质,甚至出现一些新的现象,所以这个领域现在是大热门。
其他还有很多研究方向都可以对基础物理研究产生革命性的推进作用,例如量子材料科学、纠缠态研究(这个领域我们国家走在世界前列)。
所以,如果以好钢用在刀刃上的原则,我们最优先应该发展的是那些有前景的领域以及我们已经领先的领域。


其次,任何一个研究领域都会有穷尽,没有量子物理实验,只靠宏观层面的物理实验,我们永远不可能了解微观世界,这是我们用股骨头都能想明白的事情,因为任何一个研究领域都会有局限。
那么同样的道理,高能粒子物理实验也会有它的极限,而最近的LHC没有新发现的结果,似乎向我们展示了一件事:我们似乎已经触及了高能物理实验的极限,在这个领域很难再有新发现了。
换句话说,你们不要以为加速器造得更大就一定会有新发现,这个道理就像你把牛顿力学实验设备搞得再大也不可能在电磁学领域有任何发现一样。
杨振宁是高能物理领域的大腕,尽管他已经不在研究一线冲锋陷阵,但是作为曾经爬到过粒子物理理论研究最高峰的人,他的方向感和经验依然是健在的,他能够在LHC无新结果的时候站出来建议不要盲目搞大加速器,正是因为他看到高能物理可能触及了极限的现状。
假如高能物理真的已经到了极限,那么现阶段我们去搞大加速器,就等于只是花钱重复别人的失败,毫无助益不说,还会把本来可以用于天文、凝聚态、量子材料、纠缠物理研究的经费浪费掉,使我们失去很多本可以取得重大突破的机会。


最后,LHC无新发现的结果,可能预示着一个重要的物理观念乃至于世界观的诞生:
我们的宇宙并不是砖瓦结构的(就像我在《三体4弱者之歌》里设定的那样)。
换句话说,微观世界并不是由更微观的世界所构成,不存在比已知微观世界更小更基础的结构,这意味着我们的宇宙由完全不同于我们传统观念(无穷可分观念)的基础物理规则构建。
在这个时候,努力探索其它研究方向才是最合适的选择,死钻牛角尖,看到别人撞南墙我们也跟着去撞,不是智者所为(中国现在真的很有钱了吗?就算我们真的有钱,也不表示我们应该去当冤大头吧?!)。
其实,就算我们不搞大型对撞机,把这些钱用在其他领域,我们照样可以得到许多远比对撞机实验结果更重要的发现,因为其他领域的研究大多刚刚起步(比如纠缠态的研究),还有很大发展空间,而高能物理领域已经出现了走到尽头的信号,这时候就不是你增规模就能创效益了。
抛开钱花得值不值的问题,我们最应该关注的是我们的观念能不能走在世界前列的问题,我们能不能率先认识到拓展其他基础物理研究手段的重要性,并把精力花在这些上面,这样才能做到不只是跟着西方屁股后面走(人家已经开始意识到高能物理也许到了极限,我们还在执迷不悟简直就等于是傻逼了)。


幸好我们国家的决策者并不傻,今年上马的太空量子通讯(这个就是纠缠态研究领域的重头戏,同时涉及到纠缠态与广义相对论,说句实在话,发展真正大统一理论的重要实验提示将来可能就在这里面出,没准真正的大统一理论将来就是这领域的研究者搞出来的,只是大部分人看不到这里面的潜在价值而已)、贵州大型射电望远镜(天文观测重量级神器)建设,这都是把好钢花在了刀刃上,远比建个什么超级强子对撞机的意义重大得多。


至于网络上那些什么都不懂瞎吆喝的人,甚至还有抨击杨振宁的人,我觉得我们应该无视他们,真正的科学素养不在于你了解多少科学知识,而在于不凭直觉去判断事情,要判断老杨反对建加速器到底对不对,起码你得先了解点专业知识,有了专业知识作参考再去判断才算靠谱。


不求读者能够认同本文的观点,只希望读者看待问题前,学会先了解再判断。

楼主 厉风  发布于 2016-09-06 21:39:00 +0800 CST  
2楼

楼主 厉风  发布于 2016-09-06 21:39:00 +0800 CST  

楼主:厉风

字数:2063

发表时间:2016-09-07 05:39:00 +0800 CST

更新时间:2016-10-05 20:48:51 +0800 CST

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