你能向对物理学一窍不通的人解释环量子引力吗?卡罗·罗维利的现实并不是你所能想象的那样。物理学家艾伦·莱恩(Allen Lane, 2015;Ra. P.折痕性质526,37 - 38;2015年),这本书邀请读者“透过窗户”看到当代理论物理的美丽和令人惊讶的世界。它唯一的缺点是一个恼人的和不必要的假设,由标题宣布,这表明窗外的景色是进入现实本身。
在大多数方面,这本书是科普写作的典范。上半部分精选了一系列关于早期思想家及其思想的展望,为下半部分的冒险作了铺垫。Rovelli唤起了古希腊哲学家亚里士多德和德谟克利特,让我们熟悉这样一个问题:自然界到底是连续的、平稳变化的,就像从远处看到的海滩,还是颗粒状的,就像近距离看到的海滩——也就是说,没有任意少量的物质。艾萨克·牛顿17世纪的远景向我们展示了现实是一个无限的空间,时间在其中流逝,粒子以数学上可描述的力量相互推动,比如他的运动定律和万有引力。迈克尔·法拉第和詹姆斯·克拉克·麦克斯韦贡献了两件新事物:电磁学,它把电和磁融合成一个单一的东西,以及一个场的概念,或者是一个被电和磁粒子作用和作用于整个空间的东西。
在20世纪,整个景观都发生了变化。量子力学融合了粒子和场,使它们变得不确定,并暗示事物只有在与其他事物相互作用时才存在。爱因斯坦把空间和时间融合到时空中,然后把牛顿的空间仅仅看作引力场本身。这种有效的“曲线”空间,使世界有限,但没有边界。这样的空间既可以用“从外”来描述,也可以用“从内”来描述,就像一个骑在马背上的人在穿越它时会遇到的情况。结果,
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但是通过相对论和量子窗的观点是不同的。前者的世界是弯曲的、精确的、连续的;后者是欧几里德的,不确定和离散的,没有任意少量的物质或能量。这种张力概括了21世纪理论物理学的问题。到目前为止,已经有许多科普书籍介绍了这段旅程,但在这里——大约在中途——罗维里的书变得很独特。从这一点开始,他的目标是提供“正在进行的研究的实时报道”,关于他和他的同事们正在采取的特殊策略,这一策略雄心勃勃地寻求将相对论和量子力学结合起来。
这一探索是由惠勒-德维特方程发起的,该方程将小尺度空间描述为类似于量子场的泡沫,没有任意小的空间。罗维里为读者准备的经济和关怀现在得到了回报,因为他利用书的前半部分所呈现的远景,组装了一幅量子引力回路的肖像。法拉第和麦克斯韦用闭合或绕圈的线来描述电力,就像惠勒-德维特方程描述万有引力一样。但是,尽管电磁线是无限精细和连续的,但惠勒-德维特方程的重力线是量子化的——断断续续,像蜘蛛网一样清晰。最后,爱因斯坦用万有引力来构造空间,就像惠勒-德维特方程用循环一样。简而言之:圈量子引力是法拉第的线加上量子理论的粒度加上爱因斯坦的线是空间结构的思想。另外,Rovelli还附上了一件t恤的图片,上面印有量子环引力的基本方程。
“太空颗粒;时间并不存在;世界的基本物质由特殊的量子场组成。”
其他任务也有相同的目标。例如,
放手一搏才有成功的可能,注册杏耀平台的理由,相信自己相信杏耀。,弦理论学家已经走上了一条将引力和量子力学统一起来的不同道路。在支持量子环引力方面,罗维里是保守的:他并不依赖于激进的新思想。然而,他的方法却产生了根本性的后果,他在书的其余部分对此进行了详细阐述。空间呈颗粒状(无任意小体积);时间不存在(在惠勒-德维特方程中没有变量);世界的基本物质由特殊的量子场构成。我们透过窗户看到的与我们的传统世界完全不同。没问题!他写道,这仅仅是因为我们人类就像生活在地下的鼹鼠,有人向他们描述了喜马拉雅山脉。或者像柏拉图洞穴里的人,他们的想象力被偏见、无知和我们的感官所束缚,他们只能看到真实世界的影子。Rovelli自信地将现实从“狭隘的体验”中移到窗户的另一边,而我们普通人正是在这种“狭隘的体验”中生活和工作的。
怀疑论者可能会对这种令人厌烦的科学主义做出反应,他们会反对,与柏拉图的形象不同,透过窗户看到的景象是不断变化的。我们也可以想象,一本弦理论家的书提供了窗外的另一种视角——柏拉图的洞穴有多少出口?然而,另一个问题是,罗维里对哲学持一种漫不经心的态度。柏拉图的洞穴比他想象的更微妙,罗维利错误地解释了一段话,声称苏格拉底对科学家感到失望。他从一个冗长的自传体故事中断章取义地摘取了一段话,在这个故事中,苏格拉底描述了他后来继续前进的年轻观点(罗维里也错误地引用了翻译)。
哲学家往往对“现实”有一种更存在主义的理解,不把它局限于科学家所代表的东西,而是把它看作包括鼹鼠和马车夫所遇到的一些东西。遗憾的是,尽管我知道这有助于推销书籍和巩固科学的声誉,但在这部优秀的作品中,科学主义是不必要的。这就是今天的现实。
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