11# 物理学科普:从大爆炸到...

上一篇介绍了数学的历史,对数学建立了一个系统的框架,这一篇针对物理学二百年的历史,参考中科院物理所的一篇科普文章,做一下简单的总结。

原文请参考:https://www.sohu.com/a/166060709_465299

首先有一个概念,自然界只有四种自然力:电磁力、强核力、弱核力、重力 ,而物理学需要整合这四种力,探寻一个大一统的物理学理论,来试图解释整个世界的运转规律。

1、黎曼,支撑爱因斯坦的巨人

多维空间理论简化所有的自然作用力,认为电力与磁力和重力一样,只是高维空间弯曲产生的结果。

2、相对论,爱因斯坦

爱因斯坦发现世界上似乎并没有能够追上光速的东西。他导出了下一个重大的结论:质量是从能量来的。推翻了十九世纪的两大物理发现:质量守恒和能量守恒。自此以后,质量与能量被视为单一单位:质-能(matter-energy)。

狭义相对论,质能变动的方程式,那就是著名的E=mc⊃2;。

广义相对论,空间是弯曲的⇒力学=几何学

质能的存在造成周围时空的弯曲。

3、量子力学

成功地整合了四种自然作用力的三种:强作用力+弱作用力+电磁力。

但是不包括重力

4、超重力论

在十一维空间统合四种作用力,统合量子理论和重力,以创造出一个“万有理论”。

超重力理论虽然在模型上统合了四种作用力,但它的缺陷在于在很多关键节点上没有具体量化的数学模型和公式。

5、超弦理论

统合所有作用力和自然律,超弦理论博大精深,可以解释所有的自然基本定律。简言之, 如果把宇宙看作是由宇宙弦组成的大海,那末基本粒子就像是水中的泡沫, 它们不断在产生, 也不断在湮灭。我们现实的物质世界, 其实是宇宙弦演奏的一曲壮丽的交响乐 !

超弦理论似乎包含了所有的物理学知识,极其广博精深。但是人类还没有发明二十一世纪的数学,来精确描述它。

6、罗摩奴詹,用数学证明十维宇宙(四维是我们生活的时空,另外六维反正就是很厉害的样子时刻在看着我们)

罗摩奴詹的研究包含了四千多个公式,这些数学式证明:弦论只有在十维中才是自洽的。也就是说,产生我们现存宇宙的那个高维度宇宙,它的维度数一定是十!

7、M理论,另一种解释的路径

1994年开始了弦论的第二次革命。此后诞生的“M理论”被认为是最新的大一统理论模型,M理论认为:历史上五种不同的弦论在本质上被证明是等价的,它们可以从11维时空的M理论导出。

从黎曼、爱因斯坦的重力场,到量子力学,到超重力论,到超弦理论,到M理论,就是人类探索解释整个世界运作逻辑的过程。

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