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引力如何產生的?關于外星人不直接公開身份的原因

引力如何產生的?關于外星人不直接公開身份的原因

100多年前人們知道有磁力和電力,電力和磁力都有斥力和引力,但人們當時還是不知道怎么把兩種力統一起來.統一的意思是用一個數學框架去描述.當時人們知道有電場和磁場,也知道電場和磁場怎么相互影響.后來有了狹義相對論,人們才知道(盡管Maxwell方程早就隱含了這些性質)電場和磁場并在一塊兒可以統一成電磁場,電磁場在Lorentz變換下有著非常簡潔的性質,而且原來描述電磁場的方程也可以用異常簡潔的方法些出來.所以從現在看來,電場和磁場只不過是電磁場的一些分量而已,并非基本的量.

人們現在知道有強相互作用(夸克之間相互作用,由膠子傳遞),弱相互作用(beta衰變,輕子間相互作用,由W,Z 玻色子傳遞),電磁相互作用(帶電粒子的相互作用,由光子傳遞)和引力作用.電磁相互作用上世紀60年代,人們認識到電磁相互作用可以跟弱相互作用統一起來.兩種場遵循SU(2)*U(1)規范對稱性,并且發生了混合,就成了我們知道的弱場(W,Z)和電磁場(光子).強相互作用尚未進入統一之列.當前描述強作用的叫量子色動力學(QCD),是一種基于稱為“顏色”的量子數的SU(3)理論.有理論試圖將強相互作用,和弱電作用統一,叫做大統一理論(GUT),比如SU(5)理論,這種理論預言重子數不守恒的過程(質子衰變),但現在被實驗否決.

引力如何產生的?關于外星人不直接公開身份的原因

歸納起來,統一就是要把原先分散的作用用一個數學框架描述.這個數學框架往往有某種對稱性.

至于那個最不聽話的引力,目前無法自恰地將其納入量子理論的范疇中.我們有廣義相對論,對宏觀的引力描述非常準確,但是對引力的微觀行為還一無所知.除了理論上的困難,實驗上要觀察到量子引力行為也極端困難,除非引力的量子行為跟宏觀行為有巨大的不同(比如如果存在微觀的額外維度,引力在量子效應可能回比直接從宏觀估計的要大許多).現在普遍認為在Plank能標下(10^19GeV)引力和其他相互作用是統一的.會有某種“終極理論”可以描述統一起來的相互作用.我們現在的標準模型很顯然只是一個低能下近似正確的有效理論.

引力如何產生的?關于外星人不直接公開身份的原因

引力如何產生的?牛頓也回答不出如何產生這個問題。這也是愛因斯坦花了三十年時間,最后遺憾而去,未能解答的問題。目前無數的量子物理家門,弦理論家門,都視這題為目前物理界的終極理論。因為要回答這個問題,其實就需要:The Theory of Everything 萬有理論/一切的理論。

先說一下,宇宙有四種基本力,也就是物質間最基本的相互作用:

(1)電磁相互作用

(2)強相互作用

(3)弱相互作用

(4)引力相互作用

發現希格斯玻色子后,也就是所謂的上帝粒子,完全的證實了Standard Model標準模型。這個模型概括解釋了強核力、弱核力和電磁力的基本組成和所有物質的基本粒子。用單一理論來解釋這三個相互作用如何產生,就是Grand Unified Theory大統一理論。這也算是二十世紀,到二十一世紀,物理界最大的成果。

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