从诺贝尔奖看物理学前沿：超弦理论与圈量子引力的较量

每年一度的诺贝尔奖颁奖又开始了，可以说是科学界的盛事。今年的诺贝尔物理学奖报告了一个大冷门，授予了为人工智能神经网络创立做出开创性工作的科学家。如果去查阅几篇人工智能神经网络方面的论文，你会发现，其中应用更多的是数学和计算机科学知识，与物理学的关联似乎并不紧密。

不过，这也展现出了物理科学的一个困境。自爱因斯坦的广义相对论和量子力学建立和完善以来，物理学已经很久没有什么突破性的进展了。而这两门科学的创立，已经是一百多年前的事了。这就要说回诺贝尔物理学奖，似乎是无奖可发，只能选择当下最火的人工智能技术了。

回到前面的话题，广义相对论在宇宙大尺度上表现得很好，量子力学在微观尺度上表现得更好。这两项理论，以人类目前的实验和天文观测手段，还没有找到任何相互矛盾的实验数据和观测数据。然而问题是，这两个理论本身却是相矛盾的。量子力学无法解释引力是如何产生的，而广义相对论应用到微观领域，就会产生奇点，也就是质量无穷大和密度无穷大的点。

所以，如果有谁能够解决这一问题，将引力量子化，毫无疑问将获得诺贝尔奖。因此，从事这方面研究的科学家非常之多。这方面最热门的要属超弦理论，其次就是圈量子理论。在现在的量子力学当中，基本粒子，比如电子、夸克等，被看成是没有体积的。而如果在这个前提下想将万有引力量子化，也会碰到无法消除的无穷大。

弦论的解决方法其实很简单。既然一个没有体积的点会造成这样的困境，于是科学家就用长度可振动的弦来代替它。而圈量子理论则更加简单。既然广义相对论会产生奇点，那么科学家们就假设空间是量子化的。也就是说，空间是有最小的组成单位的，就像早期的原子论认为万事万物都是由最小的原子组成一样。这个最小的空间单位的大小大约就是普朗克常数，这样也就消除了密度无穷大的奇点。

但是这两个理论最大的问题就是，不管是弦还是空间的最小单位，它们的理论尺度都远远小于现阶段我们人类实验手段所能够探测到的最小尺度。就是说，以人类现在的技术水平，无法检验这两个理论到底谁对谁错。所以它们也没办法获得诺贝尔奖。

最近，我看到一个节目，说是一个以中国科学家为主体的科研团队，找到了证明圈量子理论是错误的方法。原理说起来不算太复杂。因为圈量子理论假设存在最小的长度单位，这一点其实是和爱因斯坦的狭义相对论相冲突的。在狭义相对论当中，时间和空间都是相对的。对时间和空间的测量，取决于观察者的运动状态。也就是说，长度对不同观察者来说，是没有一个统一的值的。

圈量子理论设定了一个最小的长度单位，这个长度单位对所有的测量者来说都是一致的。那么如果它是对的，爱因斯坦就是错的。这样只能改变光的速度，也就是不同颜色的光速度其实有很小的差异。换句话说，如果对不同颜色的光速进行测量，它们应该存在很微小的差异。这可以证明圈量子理论是对的。但是，中国科学家做了大量的类似实验，并没有找到这样的光速差异。

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每年一度的诺贝尔奖颁奖又开始了,可以说是科学会的盛事。
过今年的诺贝尔物理学奖,报告了一个大冷门,给了人工智能神经网络创立做出开放工作的科学家,要是去找几篇人工智能神经网络方面的论文来看,
你会发现,能应用的更多的是数学和计算机科学和物理,实在是扒杆子也打不着。
不过,这也展现出了物理科学的一个困境。
继爱因斯坦的广义相对论和量子力学建立和完善起来之后,物理学已经很久没有什么突破性的进展了。
而这两门科学的创立,已经是一百多年了。
这就要说回诺贝尔物理学奖,无奖可发,只能找当下最火的人工智能技术了。
这就要说回前天的话题,广义相对论在宇宙大尺度上表现得很好,量子力学在微观尺度上表现得更好,表现得很好。
这两项理论,以人类目前的实验和天文观测手段,
还没有找到任何它们相矛盾的实验数据和观测数据。
那么问题是,这两个理论本身,却是相矛盾的。
这两个理论之间,却是相矛盾的。
量子力学无法解释引力是如何产生的广义相对论,
利用到微观领域,就会产生极点,也就是质量无穷大和密度无穷大的点。
也就是密度无穷大的点。
也就是密度无穷大的点。
所以如果有谁能够解决这一问题,将引力量子化,毫无疑问将获得诺贝尔奖。
那这方面最有希望的,这方面研究,所以从事这方面研究的科学家非常之多。
这方面最热门的要属超弦理论。
其次就是圈量子理论,为在现在的量子力学当中把基本粒子,
比如电子、矿、银、银、银、银、银,
比如电子、夸克等等,看成是没有体积的。
而如果在这个前提下想将万有引力量子化,也会碰到无法消除的无穷大。
而弦论的解决方法其实很简单。
既然一个没有体积的点会造成这样的困境,于是科学家就用长度会振动的弦来代替它。
而圈量子理论则更加简单。
既然广义相对论在会产生起点,那么学家们就假设空间是量子化的。
也就是说空间是有最小的组成单位。
就像早期的原子论认为万事万物都是有最小的原子组成一样。
这个最小的空间单位的大小大约就是普朗克常数。
这样也就消除了大小密度无穷大的起点。
但是这两个理论最大的问题就是,不管是抛弦还是空间的最小单位,它们的理论尺度都远远小于现阶段我们人类实验手段所能够探测到的最小尺度。
就是你无法检验你人类现在的技术水平,无法检验。
这两个理论到底谁对谁错。
所以他们也没办法获得诺贝尔奖。
我最近看到一个节目,说是一个以中国科学家团队,中国科学家为主体的科研团队,找到了证明圈量子理论是错的。
证明了圈量子理论是错的。
原理说起来不算太复杂。
因为圈量子理论假设在最小的长度单位。
这一点其实是和爱因斯坦的狭义相对论相冲突的。
在狭义相对论当中,时间和空间都是相对的。
对时间和空间的测量,取决于你的运动状态。
也就是说长度的观察者来说,是没有一个统一的值的。
圈量子理论设定了一个最小的长度单位。
这个长度单位对所有的测量者来说都是一致的。
那么如果它是对的,爱因斯坦是错的。
那只能改变光的速度。
也就是不同颜色的光速度其实有很小的差异。
也就是说,如果对不同颜色的光速进行测量。
它们确实存在很微小的差异。
这可以证明圈量子理论是对的。
但是这样的事,中国科学家做了大量的类似实验,并没有找到这样的光速差异。

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每年一度的诺贝尔奖颁奖又开始了，可以说是科学会的盛世。过。今年的诺贝尔物理学奖到了一个大脑门，给了了人工智能神经网络，创立做出开放，做出了开创工作的科学家。要是去找几篇人工智能神经网络方面的论文来看，你会发现能应用了更多的是数学和计算机科学和物理，实在是八竿子也打不着啊。不过这也展现出了物理科学的一个困境。一爱因斯坦的广义相对论和量子力学建立和完善起来之后，物理学经很久没有什么突破性的进展。而这两门科学的创立已经是一百多年前的事情了。这就要说回得诺贝尔物理学奖无讲可方，只能找当下最火的人工智能技术了。这就要说回前天的话题广义相对论，在宇宙大尺度上表现的很好。量子力学在微观尺度上表现的更好，表现的很好。这两项理论与人类目前的实验和天文观测手段还没有找到任何他们将矛盾的实验数据和观测数据。那么问题是，这两个理论本身却是相矛盾的。这两个理论之间确实相矛盾的量子力学无法解释引力是如何产生的。广义相对论利用到微观领域，就会产生疑点，也就是质量无穷大和密度无穷大的点，也就是密度无穷大的点。所以，如果有谁能够解决这一问题，将引力量子化，毫无疑问将获得诺贝尔奖，那这方面最有希望的这方面研究。所以从事这方面研究的科学家非常之多，这方面最热门的要数超弦理论，第次就是圈量子理论为在现在的量子力学当中，把基本粒子，比如电子、夸克等等，看成是没有体积的。如果在这个前提下，想将万有引力量子化，也会碰到无法消除的无穷大而贤嫩。其实而且论的解决方法其实很简单，既然一个没有体积的点，会造成这样的困境。于是科学家就用长度会震动的弦来代替它，而缺量子理论则更加简单。既然广义相对论在会产生奇论，那么科学家们就假设空间是量子化的，也就是说空间是有最小的组成单位。就像早期的原子论认为万万是万物，都是由最小的原子组成一样，这个最小的空间单位的大小，大约就是普朗克常数普朗普朗克长度这样也就消除了大小密度无穷大的起点。但是这两个理论最大的问题就是不管是超前还是空间的最小单位，他们的理论尺度都远远小于现阶段。我们人类实验手段所能够探测到的最小尺度，就是你无法检以人类现在的技术水平无法检验这两个理论到底谁对谁错，所以他们也没办法获得诺贝尔奖过。最近看到一个节目，这是一个以中国科学家团队、中国科学家为主体的科研团队，找到了证明圈量子理论是错的，证明了圈量子理论是错的原理。说起来不算太复杂，因为圈量子理论假设存在最小的长度单位。这一点其实是和爱因斯坦的狭义相对论相冲突的。在狭义相对论当中，时间和空间都是相对的对时间和空间的测量取决于你的运动状态。也就是说长度的观察者来说，是没有一个统一的值得圈量子理论设定了一个最小的长度单位。这个长度单位对所有的测量者来说都是一致的。那么如果它是对的爱因斯坦是错的，那只能改变光的速度，也就是不同颜色的光速度其实有很小的差异。也就是说，如果对不同颜色的光速进行测量，他们确实存在很微小的差异，这可以证明圈量子理论是对的。但是这样是中国科学学家做了大量的那次实验，并没有找到这样的光束差异。

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The annual Nobel Prize awards have begun again, arguably the greatest event in science. This year's Nobel Prize in Physics reported a major upset, awarded to a scientist who did pioneering work on the creation of artificial intelligence neural networks. If you look up a few papers on artificial intelligence neural networks, you will find that the applications are more math and computer science knowledge, and the connection with physics seems to be not close.

But it also illustrates a dilemma in the physical sciences. Since Einstein's general theory of relativity and quantum mechanics were established and perfected, there has been no breakthrough in physics for a long time. The two sciences were founded more than a hundred years ago. This goes back to the Nobel Prize in physics, which seems to be no prize, and can only choose the most popular artificial intelligence technology at the moment.

To return to the previous topic, general relativity performs well on large scales of the universe, and quantum mechanics performs even better on micro scales. These two theories, with mankind's current experimental and astronomical observation means, have not yet found any contradictory experimental and observational data. The problem, however, is that the two theories themselves contradict each other. Quantum mechanics cannot explain how gravity arises, while general relativity, applied to the microscopic realm, produces singularities, points of infinite mass and density.

So, if anyone can solve this problem, quantize gravity, there is no doubt that they will win the Nobel Prize. So there are a lot of scientists working on this. The most popular is superstring theory, followed by loop quantum theory. In modern quantum mechanics, elementary particles, such as electrons and quarks, are considered to have no volume. And if you try to quantize gravity under this premise, you will also encounter infinity that cannot be eliminated.

The solution to string theory is actually quite simple. Since a point without volume would create such a dilemma, scientists replaced it with a vibrating string of length. Loop quantum theory is simpler. Since general relativity produces singularities, scientists assume that space is quantized. In other words, space has the smallest constituent units, just as the early atomism believed that everything is made up of the smallest atoms. The size of this smallest unit of space is approximately Planck's constant, thus eliminating the singularity of infinite density.

But the biggest problem with these two theories is that the theoretical scale of both strings and the smallest units of space is far smaller than the smallest scale that can be detected by our human experimental means at this stage. In other words, with the current level of human technology, it is impossible to test which of these two theories is right and which is wrong. So they can't win the Nobel Prize.

Recently, I saw a program that said that a scientific research team led by Chinese scientists had found a way to prove that loop quantum theory was wrong. The principle is not too complicated. Because loop quantum theory posits the existence of a minimum unit of length, it conflicts with Einstein's theory of special relativity. In special relativity, space and time are relative. The measurement of time and space depends on the state of motion of the observer. In other words, there is no uniform value for length for different observers.

Loop quantum theory sets a minimum unit of length that is consistent for all measurers. So if it's right, Einstein is wrong. This can only change the speed of light, that is, there is a small difference in the speed of light between different colors. In other words, if you measure the speed of light in different colors, there should be very small differences. This could prove that loop quantum theory is right. However, Chinese scientists have done a large number of similar experiments and have not found such a difference in the speed of light.