2015的春节过得晚,已经是2月中旬了。
虽然小花园里还是一派冬日的景象,但在个别的花枝树枝上已经出现了新绿。
阳光明媚,微风吹拂。
叶文欣靠坐在藤椅上,惬意地讲述着与她研究课题相关的一些量子力学问题。
光与电磁波的问题、黑体辐射问题、波粒二象性问题、薛定谔方程物理意义问题、几率波问题、测量与波函数崩塌问题、量子纠缠问题、量子力学出路问题等等。
这些问题都是目前量子力学最前沿的研究领域,叶文欣如数家珍的一一道来,阐述了当前国内国际上的最近研究进度。
对钟成最感兴趣的量子纠缠问题,叶文欣重点进行了说明。
量子纠缠是量子力学理论中最著名的预测,它描述的是由两个或两个以上粒子组成的系统中它们产生相互影响的现象。
当然,这个系统空间距离可近可远,但它们的相互影响却不会“消失”,即当其中一个量子被操作(如测量)而状态发生变化时,则另一颗也会即刻发生相应的状态变化。
(PS:这个空间距离可以远到以光年来计算。)
玻尔曾将量子纠缠称为鬼魅似的远距作用,但这并不仅仅是个诡异的预测,而是已经在实验中获得证实的现象。
量子纠缠说明在两个或两个以上的稳定粒子间会有强的量子关联性,那么,这种“关联性”形成的物理基础是什么呢?
目前的量子力学理论回答不了。
叶文欣对此的思考是,单从字面解读“量子纠缠”,既然“纠缠”就应该有力参与,也就是说,量子纠缠的本质应该是一种力现象。
在这方面她进行了大量研究,并取得了一定的成果,但还远远不够。
钟成反应过来,“难道是被大一统理论限制住了?”
叶文欣这才拿起茶杯,喝了一小口,继续说道:
“不解决四大基本作用力之间的联系和统一,就不能真正解释量子纠缠的原因,解决四大基本作用力的联系和统一就是大一统理论,这是爱因斯坦提出来的问题,但他直到逝世也没有解决。”
钟成叹了一口气,原来还是死路一条。
叶文欣安慰道:“其实现在已经有明确的研究发向了,就是建造大型粒子对撞机来模拟微观粒子的变化。”
欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器,建在地下100米深、总长27公里(含环形隧道)的隧道内。
但就是这样昂贵大型的对撞机还远远不够完成大一统理论的研究。
“以后国家有钱了,我们华夏建一个更大的粒子对撞机,我的研究就有希望了!”叶文欣充满憧憬地说道。
“应该会很快的!”钟成对华夏的强大没有丝毫怀疑。
对量子力学的讨论触动了叶文欣的感慨,她激动地说道:
“我从7岁时接触量子力学至今,已经有十八年了,量子力学的魅力是那么迷人,量子力学的困惑是那么让人迷茫......
多少年了,我一直思考这样一个问题:微观与宏观难道真的是两个不同的物理世界吗?
以华夏人的哲学思维去思考这个问题,应该不是如此,因为先哲们告诉我们:万物同源!
我曾经沉迷于西方哲学与东方哲学差异性的思考中,发现西方哲学常将整体分解,研究细节,东方哲学则善于以小博大,将细节推广到整体。
如此分析,我们是不是可以将以西方人思维为主而建立起来的现代物理学融入东方人的思维元素,将它们再发扬光大呢?
特别是对目前量子力学给人们带来的神秘和困境问题,用东方人特有的思维去解答这些疑难问题,我想将会有帮助!”
钟成呆呆地看着叶文欣,觉得这个时候的叶文欣才是最美丽的,从她身上发出的光芒让他感到眩目。
回去也要研究一下华夏的哲学思想,不然跟不上叶文欣的思路了,其实科学的尽头就是哲学问题。
这句话在历史上很多大科学家的身上都得到了证明。
对错姑且不论了。
“你们两个在聊什么啊,聊得这么开心?”
一个不速之客打断了二人愉快的谈话,叶文欣的表妹秦文玉来了。
她找来一张凳子,坐在二人前面,一点不客气地抓起茶几上还没动过的点心,大口吃了起来。
叶文欣皱起了眉头,“你不出去玩,跑到这里来干什么?”
秦文玉不满地说道:“你以为我想来啊,还不是我妈想到大年初一你一个人在家里不放心,让我过来陪你。”
她看了钟成一眼,笑道:“谁知道我妈是自作多情,你是有人陪了!”
“秦文玉,钟成是我爸的客人,不准拿他开玩笑!”叶文欣只得把叶院长搬出来当挡箭牌了。
“钟少校,你和我姐这么谈得来,怎么我来了就不吭声了?”
秦文玉对叶文欣的话置之不理,把目标对准了钟成。
钟成正无聊地看着小花园里的景色,还指望着叶文欣几下把这只讨厌的“苍蝇”打发走了,继续聊天。
“哦,你好!”钟成出于礼貌招呼了一下,心想和你谈得着吗?
秦文玉有一种一拳打在棉花上的感觉,让叶文欣直想笑。
秦文玉眼睛一转,突然抄起茶几上的一把水果刀,猛得刺向叶文欣。
钟成见状大惊,来不及抓住秦文玉的手了,他一伸手,把手臂挡在了叶文欣前面。
秦文玉收手不及,水果刀一下扎在钟成的手心上。
“秦文玉,你疯了,你在干什么?”
叶文欣一下站了起来,抓住钟成的手,发现钟成的手心只被扎破了一个小口子,只有一滴血慢慢渗出来。
秦文玉后怕地说道:“表姐,我只想开个玩笑,测试一下钟成是不是对你真心的,没想到他真得敢拿手来挡刀子啊!”
“你!”叶文欣怒视秦文玉,但却拿她没有办法,秦文玉在家里最小,被几个老人宠坏了。
钟成摇摇头,这特么是什么事啊,他身上有枪,幸亏没有开枪的习惯,不然秦文玉就是在找死,这玩笑不能这样开啊!
就在钟成把手缩回来的时候,秦文玉一把把钟成的手掌抓住,双眼冒光,然后从包里取出一张手绢,把钟成伤口上的血液抹掉。
她嘴里还说着:“幸好没事,不然我罪过就大了,钟少校,对不起了!”
就在秦文玉把手绢想放回包里的时候,叶文欣一把将手绢抢过来。
“秦文玉,你不要以为我不知道你想干什么,钟成是国家的重要科研人员,他的血液你不能拿走!”
看着钟成诧异地眼神,叶文欣解释了一下:“我这表妹是研究生物学的,对特异的动物特别感兴趣,见到了就想研究,当然了,对人类她只是研究一下血液而已,你不要怕!”
钟成惊骇莫名,这就是电影里的科学怪人吗,让她瞄上了可不是什么好事!
秦文玉生气地说道:“叶文欣,你好歹也是搞科研的,你应该知道一个好的研究对象的重要性,那么锋利的刀子就只在这个家伙手上扎破了点皮,你不觉得奇怪吗?”
叶文欣拉长了脸,“我不管他有多奇怪,反正你不能动他,不然我就去找姑妈。我不信这家里没有人管得了你了!”
“好了,好了,我不打他主意总行了吧!”秦文玉不得不服软,她妈说起她来就没完没了。
秦文玉气冲冲地坐下,“你们继续,我不说话了!”
但钟成看着秦文玉不停打量他的眼神,心中发毛,这还聊个屁啊!
“叶中校,时候已经不早了,我就先回去了吧!”
钟成看了一下表,已经是下午4点过了,时间过得真快。
“还叶中校,多生疏啊,直接叫文欣不好吗?”秦文玉在一旁不满地瞪了钟成一眼。
“我觉得也是,叶中校,我以后就叫你文欣好吗?”钟成很实诚地回道。
叶文欣脸一红,看了一下钟成真诚的眼神,慌乱地说道:“随便你了,我又管不到你的嘴巴,走吧,我开车送你回去。”
秦文玉有点搞不懂了,这个家伙顺杆子就往上爬,爬得很溜啊,但看起来又不像是那种情场老手。
“我也一起去!”
叶文欣开着合金堡垒又原路将钟成送回了科技院招待所。
“文欣,欢迎以后到北山来玩,再见!”
钟成对叶文欣挥了挥手,心中虽然不舍,但还是毅然转身离开。
“再见!”
叶文欣也挥了一下手,望着钟成离开的背影,心情复杂。
耳边响起秦文玉的声音:
“这一世,太短暂又止步咫尺天涯间……表姐你要抓紧了!”
科普 大一统理论
(不喜欢或者已经是很了解相关知识的读者可直接跳过这一章)
大一统理论(grand uheUTs),简称GUT,又称为万物之理,又有人叫大统一理论。
由于微观粒子之间仅存在四种相互作用力,万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。
理论上宇宙间所有现象都可以用这四种作用力来解释。
通过进一步研究四种作用力之间联系与统一,寻找能统一说明四种相互作用力的理论或模型称为大一统理论。
需要指出,统一理论尚未得到最后验证。
而且霍金在《时间简史》中也指出,也许会发现大一统理论,但这个大统一理论并不是爱因斯坦最初想的大统一理论。
因为不可能通过一个简单美妙的公式来描述和预测宇宙中的每一件事情,毕竟宇宙是确定性和不确定性相互统一。
早在20世纪20年代,著名物理学家爱因斯坦就致力于寻找一种统一的理论来解释所有相互作用,也可以说是解释一切物理现象。
因为他认为自然科学中“统一”的概念或许是一个最基本的法则。
甚至可说在爱因斯坦的哲学中,“统一”的概念根深蒂固,他深信“自然界应当满足简单性原则”。
从30年代提出相对论后不久,爱因斯坦就着手研究“大统一理论”。
试图通过“弱作用,磁场,强作用”的统一思维来简单的解释宇宙,进一步将当时已发现的四种相互作用统一到一个理论框架下,从而找到这四种相互作用产生的根源。
这一工作一直到他1955年逝世为止,并几乎耗尽了他后半生的精力,而且统一思维与当时物理学界的主流思想不符,以致于一些科学史学家断言这是爱因斯坦的一大失误。
自然界一共有4种相互作用,除了引力相互作用和电磁相互作用外,还有强相互作用和弱相互作用。
这4种相互作用强度大小和作用范围都相差悬殊,也大相径庭。
引力的强度只有强相互作用力的100万亿亿亿亿分之一,引力的作用范围却非常大,从理论上说可以一直延伸到无限远的地方,引力是长程力。
而强相互作用力的范围却很小很小,只有1厘米的10万亿分之一,说强相互作用力是短程力。
弱相互作用力也是短程力,力程不到1厘米的1000万亿分之一,强度是强相互作用力的1万亿分之一。
电磁力与引力一样是长程力,但它的强度要比引力大得多,是强相互作用力的1/137。
4种相互作用力在性质上看来有明显的差异,然而科学家们却在思索:自然界为什么有这4种相互作用?
这4种相互作用力是否只有差异而无共同之处?
这4种相互作用力能不能在一定条件下得到统一的说明?
从科学史来看,第一个认真思索并付诸行动的是物理学家爱因斯坦。
在这近百年的时间中,无数的科学家进行了研究。
真正成为问题的是一个十分逆反的观点:所谓大一统理论,首先反映的只是人们有关物理学方面的一个思想意向和主观愿望。
至于真正的大一统理论内容究竟是什么或怎么样,可能谁也不知道。
而且我们还认为这是一个关于大一统理论问题的最基本的思想认识,离开了这个最基本的思想认识,一切大一统理论的基本认识都将是脱离实际的。
因此前人关于统一场论的探索,可能只是人们在跟着感觉走,而事情的一个本来面目,则还远未被人们所了解。
比如,一个极其严重的问题可能是统一场理论或大统一理论,不一定就是强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用和万有引力这四种自然力在现行物理学基础上的机械统一。
一个把全部物理学都汇合在一个大综合体里的大统一理论,也不一定是应用数学方法把现成物理学知识做统一性的机械组合,等等。
总之,我们估计,人们曾经的统一场理论研究,完全有可能在问题研究的对象、方法、立场和角度的出发点地方,一开始就弄错了。
而如果我们要达到大一统理论的研究成功,那就可能首先要探索一条与客观事实相适应的物理学发展新道路。
大一统理论的突破将会是人类科技史上根本性的突破,它将使人类真正认识到我们所在的这个宇宙的本质,宇宙浩瀚的空间再也不是人类的障碍。
但以我本人来看,我们这几代人应该是看不到这一天了。
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