为什么物理学近百年都没有重大突破了?

我是学理论物理的,专攻量子场论与粒子物理 。”近百年来物理学没有重大突破”实在是无知!从理论角度而言:上世纪七十年代,以规范场为核心的”标准模型”的创建可谓理论之集大成 。之后理论的重点集中在如何统一广义相对论与量子场论,从而创建量子引力理论,也被称为”万有理论TOE” 。虽然超弦、M理论、圈量子引力都有了很大的发展,但难称突破;从实验角度而言:中子星、黑洞、夸克、暗能量、上帝粒子、引力波等的发现堪称重大突破 。目前确实理论大大超前了,而实验检验的滞后严重影响了物理学的基础性突破 。这才是事实!

有兴趣者可拜读L.斯莫林教授所著《物理学的困感》,有详细的论述,够顶级!

希望今后不要再提问这些缺乏基本科学常识的无知问题 。实在今人啼笑皆非!

其他网友观点

答:近一百年来,科学技术取得了飞速发展,物理学的各个分支,也获得了瞩目的成就;但是我们仔细思考会发现,自从上世纪初的物理学革命以来,我们的基础物理学并没有取得重大突破 。

【为什么物理学近百年都没有重大突破了?】在上世纪,量子力学和相对论的出现,对经典物理学进行了一次革命,但是这次革命是不彻底的,直到一百年后的今年,还留下很多问题有待解决 。


为什么物理学近百年都没有重大突破了?

文章插图

在微观领域,量子力学能解释部分超导现象,标准模型基本完成了粒子物理的统一,杨-米尔斯理论统一了强力、弱力和电磁力 。

在宏观方面,广义相对论预言了黑洞、中子星等等极端天体,宇宙大爆炸理论建立起了宇宙演化的模型,恒星形成与演化的理论能很好地描述恒星的起源和演化过程 。


为什么物理学近百年都没有重大突破了?

文章插图

如此辉煌的成就确实让人感到欣慰,但是我们来看这些理论的基础,都是建立在相对论和量子力学之上的,比如标准模型属于量子场论的范畴,而量子场论本身就是量子力学的延伸 。

从本质上说,近一百年来,我们的基础物理学没有取得任何实质性的突破,科技的发展都是建立在一百年前的基础理论之上,而物理学各领域的进步,全是对之前基础物理学的完善和补充 。


为什么物理学近百年都没有重大突破了?

文章插图

又比如在科学技术中,现在的航天推进器,本质上还是二战时期,德国科学家冯 · 布劳恩发明的V2火箭的改进;计算机的本质,还是上世纪三十年代数学家图灵设计的图灵机;能量的获取,还主要靠化石燃料 。

如果相对论和量子力学是完备,我们有理由相信物理学的终极基础理论已经建成,但是科学家很早就发现,相对论和量子力学的不可能全是完备的,基础物理学肯定还存在更深刻的理论未被发现 。


为什么物理学近百年都没有重大突破了?

文章插图

其实科学上已经发现一些现象与现有理论不相符,比如现代科学的两朵乌云——暗能量和暗物质,就无法得到合理的解释;而第二类超导体的存在,也没有理论能够进行解释;黑洞奇点问题,让相对论和量子力学的冲突无法调和 。

这一切都暗示着,现有物理学的基础还不完备,虽然也有一些理论试图解决这一问题,比如超弦理论、圈量子引力论等等,但是还没有达到对现有基础物理学进行革命的层面,或许下一次基础物理学革命,就发生在这个世纪之内 。


为什么物理学近百年都没有重大突破了?

文章插图

从一些比较前沿的理论来看,下一次基础物理学革命,有可能颠覆我们对宇宙维度的认知;因为有些理论预见,我们的宇宙维度,可能不止“三维空间+一维时间” 。

好啦!我的内容就到这里,喜欢我们文章的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!

其他网友观点

如果物理学在最近一百年内有重大突破才是神奇的事 。

纵观物理学史,有两次巅峰时期,一次是以伽利略和牛顿为代表的近代科学启蒙,大约时间在17到18世纪 。

为什么物理学近百年都没有重大突破了?

文章插图

第二次是以爱因斯坦和普朗克为首的现代物理学崛起 。

前后两次物理学巅峰时期相差200多年 。那么按理来说,下一次物理学革命应该在本世纪末或者下世纪初才会出现 。

其实牛顿时期的物理学才刚刚起步,研究的对象都是最普遍的自然现象,比如时空,力学现象等规律 。而第二次物理学革命只是对第一次物理学革命的扩充和完善 。

为什么物理学近百年都没有重大突破了?

文章插图

我们知道经典力学研究的是正常物质现象中的宏观,低速规律 。到了20世纪,人类才有了更先进的手段了解高速和微观世界 。可这时候人们发现:牛顿的力学并不管用了 。

于是相对论和量子力学孕育而生,前者补充了经典力学在高速,强引力场下的缺失,而后者填补经典力学在次原子世界的空白 。

为什么物理学近百年都没有重大突破了?

文章插图

可以说,18世界的经典物理和20世纪的现代物理已经把物质世界的方方面面涉及到位了 。

所以下一次物理学革命不太可能在正常物质世界中爆发了 。

而除了正常物质,宇宙中极有可能存在着大量的暗物质和暗能量 。它们甚至占据了宇宙总质能的95% 。而我们除了知道暗物质参与引力作用,暗能量加速了宇宙膨胀,其余的相关知识则一概不知 。暗物质和暗能量的规律很有可能比正常物质还多得多 。

为什么物理学近百年都没有重大突破了?

文章插图

所以下一次物理学很可能是关于暗物质和暗能量的突破

可目前为止,我们观测它们的手段仅仅只能依靠引力,甚至都不能完全确定它们的存在 。我们面对着占宇宙总质能95%以上的暗世界,只能望洋兴叹,毕竟我们可利用的工具太少了 。

所以要更深入地了解暗物质和暗能量,我们需要突破引力,寻找到更多的观测手段 。可目前看来还没有任何希望 。所以物理学目前就僵持在这里了 。最近20年是很难爆发第三次物理学革命了 。

    推荐阅读