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数学上的优雅或成为物理学的绊脚石!实践才是检验真理的唯一方法

2018-08-15 11:46:14 来源: 前瞻网 作者:
摘要:
最近出现了一场新的辩论,关于弦理论是否能接受哪怕一个包含宇宙学常数的严格解,就像我们在真实宇宙中观察到的那样。在此之前的几十年里,该理论的数学丰富性

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最近出现了一场新的辩论,关于弦理论是否能接受哪怕一个包含宇宙学常数的严格解,就像我们在真实宇宙中观察到的那样。在此之前的几十年里,该理论的数学丰富性得到了长足发展,但与其相关的实验测试却非常有限。这一种经历激发了一种不需要实验验证就可以发展理论物理的新文化

鉴于我们的学术奖励系统包括分数、晋升和奖励,我们有时会忘记物理是关于自然的学习经历,物理并不是展示我们智力的舞台。作为有经验的学生,我们应该被允许犯错误,纠正我们的偏见。

阿尔伯特·爱因斯坦因开创性地将思维实验作为揭示物理现实真相的工具而备受到赞赏。但是我们应该记得,关于量子力学的本质和引力波的存在以及黑洞方面他是错误的,他在他职业生涯的晚期也驳回了他以前的观点,而且这些理论后来在2015年也都由LIGO根据观察证实,恰恰是在爱因斯坦创造广义相对论一个世纪之后。

鉴于这一令人谦卑的历史教训,理论物理学家们应该小心,不要过早地狂妄地庆祝各种猜想,也不要随便接受实验断头台对未经证实猜测的最终裁决。

实验数据的反馈是必不可少的。物理学的基础是与自然的对话,而不是一些理论家愿意相信的独白。在我每天去上班的路上,我经常会想起查尔斯·庞氏(Charles Ponzi)当初购买的漂亮房子,以此提醒自己实验证明的重要性,在他购买房子的几个月后,庞氏因诈骗投资被捕,现在人们通常把他的姓氏与诈骗联系在一起。

庞氏通过向投资者承诺有保障的收入而发家,这是一种非常理想的理论方案,在投资者进行实验证明,即要求将资金套现之前一直为社会所接受。在资金套现失败时,投资者的震惊意味着在给予庞氏骗局对现实的描述认可之前,有必要先对理论方案进行测试。

物理学家应该像内科医生一样,接受“希波克拉底誓言”(Galilean Oath)。在这个誓言中,他们同意在自己一生中根据实验检验的结果来衡量物理学推测理论的价值。

物理学的风险主要来自于数学上优美的“真理”,比如弦理论,由于其优雅性而被过早地接受了几十年,作为对现实的描述。这是一种通常由物理学中的一种以数学的复杂性和声望为基础的社会趋势所引导的判断。尽管在我们的日常生活中,除了3+1维度之外,没有证据表明有任何额外维度存在,但在今天,对额外维度的研究是理论物理学的主流。

与此同时,也有许多认为多维度研究是主流的科学家认为,寻找地外文明(SETI)的研究是推测性的。这种思维模式没有认识到SETI仅仅是在其他地方寻找我们已经知道存在于地球上的东西,并且知道四分之一的恒星周围都有一个可能适合地球大小的行星。

这种搜索才应该被认为是在主流研究的范围内,而额外维度的猜想应该被认为是高度推测性的研究。

把一个理论猜想交给实验测试的经验是令人羞愧的。如果这个猜想被证明是错误的,就必须加以调整。但成为一名物理学家的一个优点是在你的成年生活中也可以保持你童年的好奇心。你没有必要不懂装懂,你可以承认错误,如果被实验证明是错误的,那只是像一个孩子寻求着了解世界罢了。做纯理论而不担心实验验证实际上剥夺了一个人学习关于自然新事物的乐趣。

确定我们知识的界限比执着于过去的知识更令人兴奋。只有我们通过实验与现实本身的联系,才能将我们的思维导向新的领域。如果没有相关的实验数据,没有人会想到量子力学,即使是爱因斯坦也不会想到量子力学。

-Abraham Loeb

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