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《物理学的困惑》:弦理论兴起,而科学因此衰落

作者:只抓住6个
《物理学的困惑》:弦理论兴起,而科学因此衰落

物理学的困惑

The Trouble with Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science and What Comes Next

作者:[美] 李·斯莫林 (Lee Smolin) 著 李泳 译

长沙:湖南科技出版社

丛书名:第一推动丛书·物理系列

ISBN: 978-7-5357-5240-6

开本:880×1230 1/32

365页 286千字

2008年4月第一版

弦理论长久以来的危机是它完全不能解释或预言任何大距离的物理。弦理论不能决定宏观时空的维度、几何、粒子谱和耦合常数。弦理论不能明确地解释现实世界的现有知识,不能做出任何具体的预言。弦理论的可靠性无法估计,更不可能确立。作为候选的物理学理论,弦理论毫无可信度。
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图 3-2 卡鲁扎 - 克莱因理论用的卷曲的额外空间维

本书一边讲科学,一边讲社会学。作者是弦论的质疑者,所以重点散播“弦外”之音。按他的说法,今天的物理学家基本分为拥弦派和反弦派两个阵营,而决定立场的往往是情感与猜想。由于弦理论远离实验,既不能证实也难以证伪,维持其存在某种程度上依赖的是信仰,颇有宗教化之嫌。

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图 7-1 上:两根开弦在端点结合;中:开弦的两个端点结合形成闭弦;下:两根闭弦结合成一根闭弦

作为业内人士,斯莫林除了关注他的圈量子领域以外,对科学发展史以及业界的社会伦理也长期保持兴趣。一开始还以为他要写一部物理学史,可是一扯到科学界的人际关系他就关不掉话匣子,随手就能拿出身边的例子评判一番。他从求职、升等、申请经费、传承方式等几个科学研究中最典型的环节出发,列举了当今科学界的种种弊端,并且发现弦理论是其中的受益者。比如弦理论研究远比其他项目更容易拿到经费,更容易找到工作,而同行推荐制度在很多场合压缩了异见空间。

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图 7-2 弦的传播和相互作用取决于相同的定律,使其在时空中的表面积最小。

在右边我们看到,两根闭弦在时空中运动。通过交换第三根闭弦发生相互作用。在左边,我们看到时空中的系列构型。是从右边的时空图中截取的碎片。我们先看到两根闭弦,然后看到第三根闭弦分裂出来,在运动中与另一根结合

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图 9-1 弦可以缠绕一个隐藏维。这里空间是 1 维的,隐藏维是个小圆。图中的弦分别缠绕零圈、一圈和两圈

弦理论让物理走向了纯数学,缺乏事实支持的弱点在作者看来相当致命。他举了伽利略的例子,因为伽利略当初的理论存在很多破绽,有良好教育背景的教会便从中找到错误,把他打成异端就变得有理有据——所以理论破绽确实可以致命。

总之,作者认为物理学近30年来几乎没有取得进步,并没有实质性的新发现,想回答的问题仍然回答不了。人们在弦论上花费了过多注意力而扼杀了其他理论。一枝独秀不是长久之计,百花齐放乃至新花怒放才是避免科学衰落的良方(注意副标题)。

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图 13-1 上:从微波频率看到的天空。来自我们银河系内部的信号已经被清除了,留下的宇宙图像是它刚好冷却到电子和质子结合成氢的时候。下:上图在不同波长的能量分布。点代表 WMAP 和其他来源的数据,曲线是标准宇宙模型预言的拟合

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图 15-2 自旋网络 —— 圈量子引力及其相关理论中的量子几何状态。节点和边界分别联系着体积和面积的量子

目 录

绪言

致谢

第一篇 未完成的革命

第一章 理论物理学的五大问题

第二章 美的神话

第三章 几何世界

第四章 统一成为科学

第五章 从统一到超统一

第六章 量子引力:岔路

第二篇 弦论简史

第七章 孕育革命

第八章 第一次超弦革命

第九章 第二次革命

第十章 万物之理

第十一章 人类的选择

第十二章 弦理论解释了什么

第三篇 弦论之外

第十三章 真实世界的惊奇

第十四章 站在爱因斯坦肩头

第十五章 弦论后的物理学

第四篇 向经验学习

第十六章 奈何社会学

第十七章 什么是科学

第十八章 预言家和工艺师

第十九章 科学到底是怎么运行的

第二十章 我们能为科学做什么

译后

物理学的夙愿和拙劣的爱情小说一样,是为了统一。在可能的时候,把过去认为不同的两样事物结合起来,作为一个实体的不同方面──这是科学最大的惊奇和快乐。
《物理学的困惑》:弦理论兴起,而科学因此衰落

李·斯莫林 Lee Smolin

作者官方网站:http://leesmolin.com/

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