格林纳宇宙优雅的超弦理论万物理论

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • 布莱恩·格林的著作探讨了弦理论及其统一物理定律的潜力。
  • 这本书强调了弦理论面临的挑战,尤其是缺乏实验证据。
  • 作者批评了物理学中对理论美学和美感的过度依赖。

格林的《优雅的宇宙》——超弦理论的统一理论


布莱恩·格林

《优雅的宇宙》作者,由罗贝尔·拉方顿出版社出版:

“三十多岁,被公认为世界最著名的弦理论专家之一。”在封面可以看到:

一场科学革命:

从无限宏大到无限微小,

所有物理理论的统一。

以下是从他的著作中摘录的一些句子。

第61页:从1984年到1986年,全球物理学家共发表了超过一千篇关于弦理论的研究论文。

第189页:然而,审美判断并不能决定科学真理。归根结底,理论只能通过它们在实验现实中的经受能力来评判。

接下来的一页:

理论家们的决定只基于美学原因,这些理论必须展现出与我们观察到的世界相一致的优雅和结构美。显然,没有任何理由说明这种策略能导向真理。

第247页:超对称性似乎是一个非凡的统一概念 (*)

(*) 非凡的:属于想象,虚幻的(拉鲁斯词典)。

第235页:讽刺的是,我们会看到,尽管弦理论可能是物理学家研究过的最具预测性的理论,但物理学家却无法做出足够精确的预测,以与实验数据进行比较。

第235页:弦理论是否正确?我们不知道。

第252页:很可能会有好几代物理学家将一生奉献于弦理论的研究和发展,却从未收到任何实验上的回应。

第300页:爱德华·威滕()被认为是爱因斯坦之后最伟大的物理学家的合适继承者。有些人甚至更进一步,说他是有史以来最伟大的物理学家。*

(*) 威滕,菲尔兹奖得主,是这一理论的创始人之一。以下是他的照片:

爱德华·威滕

第308页:在物理学中,这是少数几个例子之一,其中缺乏显著的可观测现象反而引发了极大的兴奋。

...我对这本书的个人看法

...格林的书是一部可怕的战争机器,可能使他成为理论物理的“侯伯·雷维斯”。事实上,他确实是个优秀的科普作家。他的书前150页完全用于介绍现代物理的一些经典概念,但这些概念非常基础。这本书共有465页。实际上,很少有读者会读得那么远。我指的是“普通读者”。在读完这前150页后,内容编排得很好,读者便愿意给作者一张空白支票。书的封面有如下广告:

从无限宏大到无限微小,所有物理理论的统一。

...并没有写“通向所有物理理论的统一”。因此,读者有权在书中找到有关这一统一的详细内容。然而,这本书却像一个妓院,读者交了入场费后,面对的是一连串门,上面写着“棕发、金发、红发”,然后是“大、小、中等”等。经过许多这样的门后,读者最终打开一扇门,却发现自己……在街上。

...如果你在书店翻阅这本书,出于好奇直接翻到第415页。这时你距离书的结尾只有五页,正是高潮部分。这一章的标题是:

弦理论是否可以进行实验验证?

...你不会在这里找到任何积极的答案或建议。然而,超弦理论却以“万物理论”(TOE)而闻名。但它的状况就像一个工具,你只拥有它的手柄,而任何东西都可以安装在上面。引用格林在结尾的话:

...当然,我们也许可以更加乐观(...),并希望在接下来的十年内——甚至在日内瓦大型强子对撞机(LHC)启动之前——弦理论已经取得了足够的进展,使得我们能够对超对称粒子做出详细的预测,甚至在它们被发现之前。它们的确认将是科学史上的一大胜利。

...但你怎么能对这个该死的理论有个概念?有哪些论点可以反驳它?

...理论物理自20世纪60年代中期以来就陷入了危机。量子电动力学(费曼)实际上是现代基础科学的最后一次重大突破。它既具有解释性又具有预测性。读一本优秀的书《光与物质,一个奇怪的故事》(理查德·费曼著),属于“科学点”系列。这是一套非常有效的理论,但正如费曼首先指出的那样:我们不知道它为什么有效。...量子物理的巨大成功不应让我们忘记这个奇怪的悖论:这是一套功能强大的理论,但没有任何理论家能解释为什么这个理论有效,它的“本体论基础”是什么。它起源于类比的考虑。薛定谔方程最初并不是为了“作为量子理论的基础”而设计的。只是后来人们发现它蕴含了更多的宝藏,拥有比最初认为的更多的优点。因此,弦理论的追随者也采取了同样的推理方式。有人设想现实可能由“微小的弦”组成,具有许多振动模式。那些关注新闻的人知道,近年来,超弦理论的学者们已经考虑从弦转向振动的膜,二维(膜,或2-膜),甚至更多维度(n-膜)。但与薛定谔方程不同,这些方程并不是从零开始的。它并不是一个为解释某种现象而构建的方程,这些现象后来可能被扩展为处理更多现象。弦或超弦的公式并不是从零开始的。它们最初只是纯粹的数学游戏。有点像有人问:“如果用十维小提琴,我能演奏什么音乐?”

...从零开始并不是不可接受的。关键是找到一种方法,将这个公式与某种现实联系起来,无论何时何地。但过去三十年来,这并未发生。超弦理论是一种精神分裂,一种高度组织化的自闭症。但你可能会问,为什么这种疯狂会突然席卷理论物理界?答案很简单:我们别无选择。正如格林在书中指出的那样,“非弦理论家”没有任何提议。

...理论物理和物理学本身都面临重大危机(同样,宇宙学和天体物理学也是如此)。CERN刚刚关闭。这个复杂的结构原本是为了进行一系列实验,而这些实验已经反复进行过。有了这样的能量,已经没有什么可以设想、建议和……解释的了。CERN的实验者和理论家因此陷入技术性失业,因为他们的“店铺”关闭了。

...让我们快速回顾一下。本世纪初,人们发现了原子、电子、质子、中子,以及一些参与“核游戏”的其他粒子,如介子。物理学家的策略很简单。他们试图通过更猛烈地打击这些结构来“分解物质”成其组成部分。对于分子、原子、原子核,这已经相当成功。剩下的就是分解质子和中子。最简单的方法是使用两个加速器,给两组质子提供能量。你可能知道这需要时间,甚至数小时。每次循环,质子的速度都会增加,越来越接近相对论极限。然后这两个存储环被连接起来,两组质子以相反方向相撞,形成一个“对撞机”。

...砰!

...人们期望能因此获得这些质子所构成的元素,即夸克。识别自由夸克似乎并不困难,因为它们具有分数电荷:2/3、1/3。但:自由夸克和黄油一样不存在。因此,必须理解这种缺失的原因。有多种方式来表述这个问题的答案,例如,可以说,将两个夸克结合在一起的力,与其它已知的力不同,它随着距离的增加而增强。因此,如果这些自由夸克真的存在,它们的独立存在只能是短暂的,重新结合形成由所谓的量子色动力学描述的“动物群”是“几乎瞬间”的。

...如果允许我做一个类比,夸克让我想起托勒密的本轮。这是一种基于“一切似乎如此”的现象学描述。

...另一方面,量子力学“揭示”了一个特征长度,即普朗克长度。这正是理论模型(当它们试图描述某些东西时)的极限。我举一个例子。取流体力学和通过纳维-斯托克斯方程描述流体。这相当有效。但存在一些长度和时间尺度,超过这些尺度,这个微分方程系统将不再有任何用处,例如,如果你考虑一个气体分子在重力作用下自由下落,或由于携带电荷而被电场驱动,那么你无法考虑和计算“流体在该分子周围的流动”。这已经没有意义。

...量子理论也有类似的限制,围绕着普朗克长度:10-33厘米和普朗克时间10-43秒。研究涉及比这些长度和时间尺度更小的现象已经没有意义了。当然,这些量极其微小,自然界中没有任何现象涉及这样的数量级。还有另一种看法。普朗克时间的倒数是一个频率。乘以普朗克常数,得到一个能量,大约是十亿焦耳。以电子伏特表示,这大约是1020 GeV。如果将普朗克长度视为波长,也会得到相同的结果。有些人估计,要实现这样的能量,需要建造一个像银河系一样大的加速器。任何物理学家看到这些都会耸耸肩。但概念上,这些量引起了我们的注意。在宇宙学中,它们使一些人提出问题:

  • 当宇宙年龄小于10-43秒时会发生什么?

...这个问题有意义吗?所有问题都有意义吗?这取决于问题的表述方式。如果我问你:“为什么真空下雨?”你会回答:“你的问题毫无意义!”但如何验证一个问题是否有意义,当甚至我们不知道我们在谈论什么?

...回到原点。什么是现实?理论物理学家会回答:“一个可以用方程来研究的对象。”

...但什么是方程?回答是:一种表达守恒(如能量)现象的东西,例如:

A = B

或者:

A - B = 0

...物理的方程是微分方程,包括薛定谔方程、克莱因-戈登方程等。因此,有一个前提:现实是一个连续体,我们可以无限地分解空间和时间。这就是可微性的定义。现在看看超弦理论的人做了什么。他们从这个极限距离,即普朗克长度出发。他们提到在“亚量子”尺度上存在剧烈的湍流,这些湍流一直让我觉得具有某种神秘性,因为没有任何方程可以描述它们,也没有任何现象能够解释它们。这些超弦理论的人的目标,正如格林的书中明确指出的,是消除这个令人烦恼的问题。为此,宇宙的所有组成部分都被视为称为“弦”的物体的振动状态,其特征尺寸就是这个著名的普朗克长度。这些弦、超弦、膜或n-膜的“振动模式”几乎是无限的。超弦理论的学者们希望发现“最终的方程”,以最终解决这个问题(使用“方程”这个词本身就隐含着对宇宙作为几何对象的可微性的信念)。超弦理论的方法还涉及宇宙具有额外的维度,每个维度都关联着这个微小的特征尺寸:普朗克长度。这些维度相互交织、缠绕,并且“对称性考虑”表明它们必须形成特定的几何结构,称为卡拉比-丘流形。以下是格林在他的书中使用Mathematica软件生成的二维卡拉比-丘流形图像:

...这些方格对应于该软件中选择的分辨率,用于从方程生成表面。原则上,切平面存在并连续变化。这个对象是复杂的,但对于几何学家来说,它可能是一个“浸入”,可能有或没有奇点、尖点、夹点等。无论如何,这种二维的肚脐完全位于一个“普朗克方格”内。

...格林补充说,弦理论的方法正好可以掩盖亚量子世界的剧烈湍流,因为它们是宇宙的最终组成部分,也是分析工具,即“手术刀”。众所周知,你无法切出比刀片厚度更薄的香肠片。根据格林的说法,弦或超弦是最终的组成部分,其特征尺寸是普朗克长度,因此无法再深入到更小的尺度,他写道,亚量子波动在极限下“不再存在”。

...但那么,用什么工具,无论概念性如何,可以分析卡拉比-丘流形的结构?

...我理解,从数学角度来看,这一切是一个极其有趣的活动。格林和他的朋友们确实从事这项活动,发现了一种“手术”在这些卡拉比-丘结构中,这在任何几何学家看来都是完全自然的。例如,通过在圆柱体上施加夹点,你可以将其转化为一串香肠。通过去除这些夹点,你可以将一串香肠还原为圆柱体。从这个角度来看,娱乐的来源几乎是无限的。以下是书中第283页的一个例子。

2005年9月一位读者的小评论

- 我发现超弦理论的用途。编织网来捕捉卡拉比-丘形状。因为卡拉比-丘的芥末酱,非常美味。

这可能非常有趣,特别是当你进入超过两个维度时。这样的工作是否值得获得科学奖励,为什么不行(威滕获得了菲尔兹奖)尽管这似乎有点荒谬,因为这样的工作会产生“智力兴奋”(威滕)。然而,这一切中哪里有物理学?

...我的观点是,“超弦理论”是历史上最大的科学骗局,即把纯数学工作当作物理学。为什么几十年来数以千计的研究人员陷入了这种欺骗?因为除此之外,什么都没有,或者几乎没有。事实上,一个竞争理论会是什么样子?仅仅是宇宙维度的量子化观点。这个想法并不新奇。许多科学家,包括海森堡,都曾考虑过这个想法。但如果你选择这种方法,数学工具就会消失。使用什么工具?

...值得一提的是,哈佛大学物理系的埃亚尔·科恩(Eyal Cohen)在莱曼物理实验室的工作,题为:

《随机格子作为时空理论》

...在摘要中可以读到:“该理论基于离散时空公式,并且在一般坐标变换下是不变的”。 “随机格子”意味着“随机网格”。目前,这还远未取得进展,只是为了举例说明另一种根本不同的方法。为什么没有成千上万的研究人员投身于这一方向?因为这种方法可能不如超弦理论“富有成果”。你没听错:从1984年到1986年,全球发表了超过一千篇关于这一主题的论文。这仅仅意味着存在许多方式来“振动”这些物体,许多方式来扭曲卡拉比-丘形状,每种扭曲都成为博士论文和出版物的优秀主题。也许编织随机网格要困难得多。此外,科学的提供者同时也是客户,因此必须立即创建一份期刊:

《量子格子期刊》

比如。

...超弦理论的世界迅速组织起来。它有自己的期刊、审稿人和专家系统。它还有自己的导师:威滕。获得这位人物的认可等同于在这个封闭世界中获得认可,就像过去被拉康引用对精神分析学家来说一样。

...我们已经知道索里乌(Souriau)对理论物理的定义:

...他在《布莱恩·格林的书》出版后的反应:

  • 现在的理论物理已成为一个庞大的精神病院,不幸的是,是疯子们掌握了权力....

...我将尝试描绘理论物理当代令人困惑的演变。想象一下,你从高空俯瞰一个战场。在下面,“白人”和“黑人”正在交战。这些成千上万的“白人”和“黑人”,从高空看,似乎构成一个连续的织物。在“黑人”密度较低的地方,看起来是“灰色”。等等...

...当你降低高度时,你突然意识到,你之前认为是连续的东西实际上并不是。事实上,下面发生的是某种游戏。一些“物体”,或你认为是物体的集合,并没有真正移动。就像国际象棋一样,这个宇宙由离散的方格组成。现在本身也有一定的厚度:一回合的时间。

...请咨询一位国际象棋玩家,问他,当国王从d1移动到d2时发生了什么。他在“亚量子旅行”期间发生了什么?他会用惊讶的眼神看着你。如果问他在国际象棋棋盘上两个回合之间发生了什么,或者棋子是用什么材料制成的,它们的精确形状是什么,他也会有同样的反应。

...你也可以考虑振动这些棋盘方格,其特征尺寸当然是普朗克长度。你会发现,振动这些方格的方式有绝对惊人的数量,作为“2-膜”。如果再加上一些额外的维度,游戏将变得更加丰富。然后,你将振动n维的超方格,这些超方格可能被结构化为特罗姆瑟-巴尔努科夫的超曲面,或马尔科姆-贝伦尼科维奇的超曲面。从想象这些超方格可能经历痉挛、复杂的内部重组,只是一步之遥。正如夏德克所说:“为什么简单做,而要复杂做呢?”

...当然,这种做法的充分理由,最终目标是将“回合”描述为相邻方格之间振动相互作用的结果。你希望在这些成千上万种不同的方式中,有一天能重新找到跳棋或国际象棋。但有一件事是确定的。通过这样做,你已经构建了:

TOEG

...在英语中是“Theory of Every Game”,即所有游戏的理论。

...你无法设想比你的理论更全面的理论,因为它包含了所有理论。这将是绝对的乐器,一个十维的衰败的吉他,终极的竖琴。

...试试看吧....


在ARTE频道播出的关于超弦理论的节目之后的第二天

“大骗局”的时间

2005年3月10日

我曾撰写过一篇关于文泽亚诺(Veneziano)的提名文章,他是弦理论和超弦理论的先驱,我将其命名为(这个词是索里乌的)“五十年的非物理学”。这对我来说是一个令人震惊的新消息。昨天,我和两位同事一起坐在椅子上,观看了ARTE频道关于爱因斯坦于1905年发明狭义相对论百年纪念的节目。我认为标题大概是“爱因斯坦没有看到或理解的东西”。

我们看到的是什么?小布赖恩·格林。

布莱恩·格林,一个不值得超弦理论来惩罚的人

我不得不紧紧抓住我的椅子。

****如果你想了解更多关于“布莱恩·格林的科学作品”,只需从这篇文章的开头回溯。

如果你观看了这个节目,回想一下你被展示的内容:一派胡言,完全的欺骗。这令人震惊。事实上,年轻的格林试图做的是类似于卡尔·萨根(Carl Sagan)在二三十年前所做的,他的系列节目《宇宙》(Cosmos)(电视节目、畅销书、讲座等)。在狭义相对论发现百年之际,人们找到了“物理学的精英”。这是一场令人作呕的表演。他们都在场:迈克尔·达夫(Michael Duff)、莱纳德·苏斯金德(Leonard Susskind)、威滕(Witten)、霍罗维茨(Horowitz)、施瓦茨(Schwarz)、艾伦·古思(Alan Guth)(他装模作样地说:“我不喜欢虚无”)。

这些观众在观看这个节目时,是否意识到格林一直在自我吹嘘,甚至在镜头前变成五个自己,所有的言论都是空洞的,完全空洞的。 所有的提议都是条件性的。

我姑妈有,那会是我的叔叔!

我注意到一些句子:

*- 爱因斯坦并不总是对的,*这个小自大的格林说,他一生中从未找到过任何东西,也不会留下任何东西。

- 弦“平息了混乱”

- 弦“修补了空间”

- 粒子是小弦。弦生成了自然界的所有粒子(而目前我们尚未有任何关于弦描述粒子的描述。这只是一个……梦想,一个毫无根据的想法)

好人,这些科学家们在用你们的税款,毫无顾忌地欺骗你们,已经持续了……整整三十年。他们言论的空洞揭示了理论物理在过去三十年中陷入的危机。而年轻的格林继续他的条件性言论:

- 如果我们能够“掌握弦的节奏”,那么我们就能解释一切,这个理论可能真的会兑现它的承诺,成为“万物理论”。

Quousque tandem abutere, Catilina, patienta nostra?

(词典的黄色页面)

你还要多久才停止对我们耐心的滥用,卡提利纳?

我提出一个挑战,很可能永远不会被接受。我想,作为一个认为自己有一些东西要说的人,我希望能面对文泽亚诺,在法兰西学院,或者面对蒂博·达穆尔(Thibaud Damour),在高等科学研究院(后者曾尽力阻止我进入他的领域)。我向这两个人挑战,他们的话只是空谈。去看看**我们这位博学的院士的言论》,关于他关于大爆炸前的理论,据他说,“还不完全成熟”。

真是令人难以置信。

为了全面起见,应该邀请查帕克。基础物理学陷入如此困境,以至于人们开始将诺贝尔奖颁发给测量设备的设计师。一个男人甚至不惜毁掉并诽谤我的朋友雅克·本内维斯(Jacques Benveniste)。但为什么他不针对像我这样的物理学家?我愿意立即在“同行”或记者面前进入封闭领域,如果他愿意的话,因为他喜欢在媒体上扮演审查者的角色。

- 来吧,伙计,找一个来自你圈子的对手,你这么爱吹嘘!

宇宙巡演者掌控了局面,而真正有所发现的研究人员却被……开除,被排斥,被禁止进入媒体。令人震惊,令人遗憾。我感到愤怒,我这样说。

我回到这个噩梦般的节目。所有“冠军”一个接一个地出现。格林,作为这个马戏团的主持人,因为这不过是一个悲惨的马戏团,告诉我们说,在1984年之前有五种弦理论,但那一年,这个小组的先锋人物爱德华·威滕(Ed Witten)发动了一场真正的“雷鸣”,并因他的纯数学成果获得菲尔兹奖(一个数学奖),但“不是因为他的超弦理论工作”。威滕,是这个混乱团体的“荣誉”,唯一的“贵族证明”。想想看,他获得了一个相当于诺贝尔奖的奖项,但只是因为数学!......

提到这场“革命”,格林说:

- 这对所有人来说都是一个冲击,但我们学会了适应。

听到这个比听不到更好。但你,电视观众,是否意识到这个人在你眼前不断编造荒谬的言论?!

在格林的书中,他写道:“威滕被认为是自爱因斯坦以来最伟大的物理学家”,“他可能是有史以来最伟大的物理学家”。多么愚蠢的夸张!威滕是……一个没有物理的物理学家,一个变幻莫测的思维冠军,一个擅长宣传效果、完美空洞的“雷鸣”和毫无基础的专家(例如,“宇宙弦”,他的另一项发明),一个无纪律的专家,一个没有比赛的冠军。在ARTE播放的电影中,他甚至自夸地说,M理论可能意味着“M代表粪便”。令人震惊。

但,天啊,什么是物理学家?难道不是应该解释现象、提供解释、模型,尝试预测一些事情,解释其他事情的人吗?(我的双生理论在整本书中都这样做。但我的书《我们失去了半个宇宙》(1997年)很快从书店消失,因为没有在科学媒体和一般媒体上得到反响)。那么,威滕做了什么?什么都没有。弦理论完全背离了现实。它与现实没有任何联系……什么都没有。是的,你没听错。这是“大骗局”的时间。但1984年,格林说,威滕引起了轰动,他展示了这五种理论可以减少到……一种。格林还补充说:“威滕推动了理论的发展。”

他们说啊,说啊,他们只会说这些...

一个描述什么的理论?等一下,蝴蝶。我们还没到那一步。从五种理论到一种,已经是“巨大的进步”。从要求这个统一理论,被威滕称为“M理论”,能做什么,这一步可能需要一段时间才能跨越。正如格林稍后所说:

- 可能需要一个世纪,甚至一百万年,才能知道这个理论是否真正有效。但尽管我们没有任何证据表明它站得住脚,我们科学家仍然相信这个理论是正确的。

格林在他的电影中充满了荒诞的场景。他花了很多时间试图显得非常博学,向普通的美国人解释,一个甜甜圈(环形的,经典的美式甜甜圈)和一个杯子是一样的(它们具有相同的拓扑结构)。这是计算机生成的图像。甜甜圈变成杯子,反之亦然。人群欢呼。多么神奇啊,我明白了!但这说明了什么?什么也没说明。格林提到了“虫洞”(wormholes)的问题,这是基普·索恩所热衷的,另一位俱乐部成员。

格林称这些虫洞为“宇宙捷径”,但随即又严肃地补充道,仿佛在安抚他的世界:

- 你无法撕裂空间。

计算机生成的图像显示一个宇宙在折叠(实际上是曼哈顿市),然后一个虫洞像海市蜃楼一样摇摆。这是一种在虚拟中发展的科学。

这简直令人难以置信。这种“虫洞”或“虫洞”的理论根本就不是真正的理论。在三个句子内,在一个研讨会上,面对“一群专家”,我就能让这位最新的骗子出丑,他的数学和几何结构根本不存在。这只是一个词,一个更多的词。几十年来,物理学和天体物理学只产生了词语。虫洞、黑洞、单极子、暗能量、膜等……等等。

这让我想起了已故的让·埃迪曼的一句话,他在几十年的宇宙学中是领头人物,直到他加入星辰。

- 当你谈到黑洞时,你必须把你的常识留在衣帽间。

又一个一无所获、离开时什么也没留下的人。霍金也一样,除了他著名的定理:“黑洞没有毛发”:黑洞是“光滑的”。

当一个天体物理学家提出不仅仅是词语时,人们却假装听不见。我记得2001年马赛天体物理和宇宙学会议上的那些沉默时刻,会议主题是“Where is the matter?”(“物质在哪里?”),在我展示了与1992年获得的非常大的结构(VLS)惊人吻合的计算结果后。

懦夫,懦夫,千种欺诈的共犯,卑鄙的骗子!

读到这些文字时,读者可能会想:

- 他怎么敢说出这样的话?他怎么敢如此自大?他以为他是谁?

我是一个没有污点的科学家,我的工作术语明确,理论有依据,并且经过观察验证,愿意深入所有狮子的洞穴,愿意面对最聪明的人的攻击,愿意冒着公众信誉和嘲笑的风险。我是一个研究人员,一直活跃(查看我的最新作品),在35年的职业生涯中,无论涉足哪个领域:磁流体动力学(MHD)、几何学、天体物理学、宇宙学、数学物理,我从未在研讨会上跌倒过。但面对的是什么懦弱!我记得那是28年前。一位来自马赛理论物理中心的数学家帕特里克·伊格莱西亚斯(Patrick Iglesias)曾建议我在他的实验室做一次演讲。但他的同事担心这会“损害他们的实验室”。

  • “怎么了?”伊格莱西亚斯说(他在我的1986年的一本书中证实过),“如果你们如此讨厌这些理论,那就请他来,公开地驳倒他,彻底解决这个问题!”

但事情没有发生。因为当面对面时,当我被攻击时,我总是用定理和与观测或实验数据的一致性来驳倒别人。我从不首先攻击,但当有人尝试时,这就像一个科学的克林特·伊斯特伍德。我的左轮手枪上有很多刻痕。最近一次是在2003年10月。一个愚蠢的数学家在我在马赛的实验室做演讲时把我当成了一个玩笑。这很傻,但就是这样。很多人把我误认为是一个漫画作者或歌曲作曲家,一个“科幻”作家。我数不清我做过多少次演讲,这些演讲都以敌对和谨慎的沉默结束,就像巴黎天体物理研究所,当时由奥蒙(Omont)领导。

奥蒙,巴黎天体物理研究所的主任

没有任何辩论、交锋或面对面的讨论。在我演讲之后,他们全都逃跑了,匆忙地离开了房间。这次研讨会之所以可能,是因为苏利亚(Souriau)亲自写信给奥蒙说:“小有新想法,听听他的。”但反应却是:

- 把这门科学藏起来,我看不到它。

奥蒙是另一个塔尔图夫(Tartuffe),又一个。为什么这个1967年由安德烈·萨克哈罗夫(Andrei Sakharov)提出的宇宙双生概念会让他们如此害怕?因为这些“宇宙捷径”现在就在街角,允许旅行和入侵,没人想听,尤其是里夫斯(Reeves),他像卖沙子的商人一样,用他的“星尘”在过去二十五年里让我们昏昏欲睡。

我突然想起一个回忆。25年前,我在巴黎看到里夫斯,他正步行沿着圣日耳曼大道往拉丁区走。我喊了他,穿过马路。他被感动得如此之深,以至于在交谈结束后,他竟然……掉头离开了!但当时塞纳河街的奖章馆已经为他铸造了一枚奖章(我想他们可能正在为文泽亚诺(Veneziano)准备另一枚)。

嫉妒,怨恨?不,是对国家资金浪费的愤怒,对封闭和思想禁锢的愤怒,对普遍存在的智力欺诈的愤怒。我曾经多次点燃一些来做研讨会的科学家,他们的言论在我看来有些轻浮。我想到了其中一位,他曾在我所属的CNRS部门撰写过对我非常不利的报告,并且还来我的实验室“走动”。

在演讲结束后,我让他也来我的“地盘”做一次演讲。我的同事们至今还记得:这位勇士立刻收拾好幻灯片逃跑了。一位天文学家甚至站起来,惊讶地说:

- 你看到了吗!他不仅没有接受你的提议,还逃跑了。

“王国中有些东西腐烂了”

布兰查德,宇宙学企业家(自从他说了这些话后,整体情况确实崩溃了)

在另一段中,格林带我们走进了一家面包店。又是一场闹剧。

- 这个多元宇宙的结构,物理学家称之为“bulk”(质量、包裹、整体)。又一个词,又一个词,还有其他图像:格林切着吐司,然后涂上糖或果酱。

- 你明白,引力子就像糖。它们不粘在膜上。

但没人知道什么是引力子,也没有提供过理论模型。我们不知道如何量化引力,这并不妨碍一本非常著名的期刊:“Classical and Quantum Gravity”存在,并且在接受论文时非常“挑剔和选择性”(实际上,你必须是俱乐部成员,仅此而已)。

格林在面包片上标记了星系。

- 我们可能生活在“膜”上。

仍然是“条件式”。

- 如果我们能在引力子逃逸前抓住它,我们就能赢得比赛!

“如果”,就像斯巴达人的说法。在这个自称科学的世界里,我们追随这些来自思想底层的条件性声明的海市蜃楼,传播它们,而忽视那些切实可行、无懈可击、毫无瑕疵的东西,仿佛我们眼里有粪便,耳朵里有蜡。这就是知识论的腐败。

格林的其他话语也浮现在我脑海中。有一次他提到大爆炸,说:

- 两个膜开始相互移动……

计算机生成的图像显示“膜的移动”。这是什么垃圾?!

纯粹的100%虚拟思想,用草莓枝条构建的言论。

清楚地说。过去三十年来,许多国家的纳税人支付了研究人员和理论物理学家的费用,但他们……什么也没找到,只是辩论,发表大量论文(每天一篇!数千篇已经发表了!)毫无头绪。他们在各种会议上见面,指导论文,或者在评审委员会面前支持它们,而没有人敢说:

- 国王是光着身子的。

我们怎么到了这个地步?

取一个静止质量为m的粒子。它代表能量mc²,其中c是光速。质子的质量是

mp = 1.67 × 10-27千克

它代表的等效能量是1.5 × 10-10焦耳。但高能物理学家习惯用另一种单位来表示,即电子伏特。设e为电荷单位,即电子(或质子)的电荷:

e = 1.6 × 10-19库仑

从焦耳的能量测量转换为“电子伏特”V的测量,写作:

m c2 = e V

将其应用于质子。我们得到的能量大约是10亿“电子伏特”,即1 GeV。

keV是千,MeV是百万,GeV是十亿。很简单。

粒子物理的历史体现在粒子加速器中能量的上升。你知道是怎么加速的吗?

粒子加速器类似于你的……小肠。你知道你是通过肌肉的蠕动将“食物团”输送的。

通过肌肉蠕动将食物团输送至小肠

粒子加速器是一个巨大的环形结构,周围环绕着超导线圈。磁场在这些线圈附近更强,将粒子“限制”在环的中心区域附近。如果“自然厌恶真空”,带电粒子则“厌恶磁场”,它们会避开。这是实验上完全理解并理论和实验上掌握的。等离子体物理告诉我们,带电粒子倾向于进入磁场较弱的区域。我们将利用这一点来加速它们。

想象一下,沿着我们的粒子加速器,你在其中一个螺线管中通过更强的电流。这些“磁场线”在该区域更密集,带电粒子会倾向于被驱赶出该区域。

现在,想象你传播这种磁场强度的增强。这正好符合食物团在小肠中推进的图像。

通过磁场所施加的力来加速带电粒子

粒子将被驱赶向前,加速。很少有人知道,粒子加速器完成其功能所需的时间,即它将带电粒子加速到最大速度所需的时间。这个时间……是数小时。你必须努力加速粒子,使它们的速度缓慢接近光速,但永远无法达到。

你也可以使用两个并排的加速器,使它们“突然连接”在一起,从而产生两个相对高速度的粒子流,彼此相撞。

对撞机

这样就得到了所谓的“对撞机”。我们加速的是什么?主要是质子,即氢核。

当研究人员认为他们已经足够地玩弄了原子核后,他们开始试图“拆解质子”。为此,没有什么比用两个质子互相猛烈撞击更好的方法了。用什么能量?能量必须高于它们的质能。因此,需要一个对撞机,其质子的能量必须高于GeV(十亿电子伏特)。

有人曾设想质子由夸克组成(确切地说是三个)。但物理学家却遇到了一个巨大的惊喜。这些夸克……拒绝分离。一切都像它们之间的力随着距离的增加而增加,而不是减少。

有没有办法给质子提供无限的能量?原则上没有。

在非相对论情况下,我们谈论的是动能

动能(在非相对论情况下)

但在相对论中,能量的表达方式不同

相对论中的能量表达式

一个学生会立即看到两者的联系,当他进行v远小于c的“级数展开”时,他就能轻松地得到非相对论公式。

从相对论到非相对论的转换

无论如何,尽管任何粒子的速度严格限制在c,但我们可以赋予它任何能量。当v接近c时,能量甚至趋向于……无限。但我不会像格林那样,用一些科学小贩的论点来取悦大众,这些论点是任何物理一年级学生都知道的。

当人们试图“粉碎质子”时,他们预期需要提供一定能量,然后观察到夸克,即其自由状态的组成部分。但事实上,事情却以另一种方式发生。例如,如果我们给质子的能量是其质量的十倍,碰撞会产生一个非常奇怪的结果。一切都像质子在短时间内被打破,然后这些碎片立即重新组合成其他粒子,可能是更大质量的,但大多数是不稳定的。于是,人们将夸克比作一根绳子的两端。为了简化(这是错误的),假设质子由两个夸克q1和q2组成,分别对应于绳子的两端。想要分离夸克就像拉绳子以分开两端。会发生什么?绳子断裂,而不是一个粒子,而是两个,每个绳子都有两个端点。

能量(张力)的转化,新粒子的出现(绳子模型)

质子的拆解被证明是不可能的。但该模型被确认为“似乎确实质子由夸克组成”。粒子物理,所谓的“基本粒子”变得像一个奇怪的游戏。想象一个铁匠用锤子不断敲打一个钢球,给他越来越多的能量。锤子代表这种能量,它会“物质化”。铁匠试图打破钢球,但结果却是一团新的钢球,代表注入能量转化为物质,即“凝聚”成新的粒子,这些粒子高度不稳定。

高能物理导致了所谓的“标准模型”。许多实验基于这个模型,随着时间的推移,所有可能的实验都进行了。然后又遇到了新的困境。为了进一步发展,必须再次复杂化模型,提出新的结构,进而提出新的粒子。在所谓的“超对称”中,粒子被关联到一种更重的“双胞胎”。中子与“中性微子”相关,光子与“光子微子”相关,等等。但这些“超粒子”的质量更大,为了进行实验,需要更高的能量。为了产生“希格斯玻色子”,物理学家估计需要使用达到泰电子伏特(Tev)的对撞机:一千GeV或一百万MeV或

1,000,000,000,000电子伏特

能量越高,机器越大越昂贵。这就进入了“普罗托物理学”或“昂贵的物理学”(ploutos在希腊语中是“昂贵”的意思)。这不仅仅是昂贵,而是彻底的、积极的破产。格林指导的电影展示了两个实验室之间的竞争:美国费米实验室和正在日内瓦CERN建设的实验室,预计在2007年完成,其功率是美国竞争对手的七倍。

这意味着什么?三十年来,理论物理学家被孤立,缺乏实验指导。在物理学中,如果没有实验作为指导和支持,你就可以……做任何事情,而通过维尼齐亚诺的“非凡发现”,他们便投入了一项可以称为“自闭症”的事业。

他们为什么走这条路?答案很简单:因为他们没有其他选择。除了弦之外,没人有主意。此外,弦理论是“非常复杂的”。顺便说一句,要进行涉及超弦的实验需要什么?这很容易计算。这些物体像毛衣的针脚一样,因为它们本质上包含一切:内容和容器,就像那些复杂的毛衣,有平面或有起伏、扭曲的表面。要接触这些结构,需要“松开一个针脚”。但这种织物就像亚历克·吉尼斯在著名电影《白袍人》中的织物一样,针脚非常坚固和紧密。特征尺寸:普朗克长度:

Lp = 10-33厘米

实验物理学家熟悉量子方法,立刻将其视为波长λ。从他的帽子中拿出普朗克常数:

h = 6.67 × 10-34

他立刻得出一个特征能量,并将其转换为电子伏特:

结果:1025 TeV

这比目前建造的最强大的加速器的能量高1,000,000,000,000,000,000,000,000倍!

实验者耸耸肩,离开了。但米肖·卡库,这些“超理论”的另一名支持者会告诉你,这是一种“超前于时代的物理”。它可能……有数百万年的超前。

我将尝试给出一个疯狂的图像。想象一些人想理解……音乐。将粒子比作乐器,它们产生某些声音,有特定的音调。声音、音调代表粒子,它们的质量和电荷。细节:我们不知道为什么它们有这些质量而不是其他。就是这样。音乐、和谐构成了所有现象和自然法则的类比图像。

某人突然发现,一个声音,一个周期性振动现象可以被看作是不同相位的正弦振动的叠加(数学家傅里叶发明的“频谱分解”)。这个人宣布他发现了一种理论,可以创造“所有可能的声音”,甚至……“所有可能的音乐”。但如果有人问他“你建议创造什么声音,什么音乐?”他不知道如何回答。他不知道应该考虑哪些声音,也没有关于和声或节奏的概念。他的音乐想象力甚至完全空白。他只是声称,当他的理论起作用时,它将能够产生“所有可能的音乐”。

这让我想起了我十岁时在卡诺高中的一位美术老师。他建议我们用铅笔的摩擦在纸上画出线条,并补充道:

- 这样你就能确保画出正确的线条。

我的母亲,她会画画和绘画,却持相反的观点,建议我们尝试只画一条线,一气呵成(那些认识我的人都知道我通常不擦除)。因此,我的美术老师和我意见相左,我很快成了他的噩梦,以及他之后所有老师的噩梦,因为我开始画他的肖像,非常逼真,而他却无法做到。事实上,他画得像脚一样。

超弦理论不是一部交响乐,而是一堆振动的弦,开放的或闭合的。这些理论的支持者认为,一切都可以归结为特定的弦振动模式。自从三十年来什么也没出现,他们想象将这些弦振动在包含更多维度的空间中。十维,具体来说。一切变得非常复杂。此时有五种产生声音的方式。1984年,威滕(Witten)增加了一个额外的维度,使总数达到11,表明这五种方式可以归结为一种,他称之为“M理论”。也就是说,从五种噪音变成一种。在这一最新声明后,会场里一阵骚动。但结果并没有更进一步。

超弦理论越深入其概念上的空洞,就越试图通过承诺各种奇迹来逃避尴尬。因此,大约十年前,出现了“万物理论”(TOE)的概念。说实话,这些人胆子真大,而且没有人敢喊出“这完全是胡说,只是胡说!”这不是在砍掉所有人坐的唯一树枝。在理论物理和宇宙学、天体物理学中,目前占主导地位的是团体精神。

- 无论发生什么,我们都要团结一致。

- 并不是因为我们没有话可说,就闭嘴。如果人们想要新的东西,我们只需发明一些新词。

正如里夫斯所说:

- 我没什么可说的时候,我就说出来。

声音的构想图像并不坏。拿一支长笛来说。如何产生特定的音符?长笛靠近你嘴巴的部分会产生“所有可能的声音”,即背景噪音,“呼气”。通过孔系统(一些打开,一些关闭)可以优先选择特定的振动模式。从这个角度来看,弦理论就像加斯顿·拉加夫的“盖夫风琴”。这是一支长笛,你可以以无数种方式打孔。甚至可以以另一种无数种方式打开和关闭这些孔。总之,有了这个“潜在的长笛”,从理论上讲,通过考虑所有可能的打孔方式并操纵物体,你可以拥有一件能够产生所有可能音乐的乐器。

什么音乐?这些理论家没人知道。但弦理论已经演变成膜理论。一个像扬声器膜一样的膜在拓扑上是一个圆盘,有圆形边缘。开放的弦是一个由两个点组成的线段。闭合弦的二维等价物是一个封闭的表面,即2-膜,闭合弦是1-膜,即“一个一维的球面S1”。但几何学表明,我们可以考虑3-膜、10-膜等,一切变得非常复杂。

在Arte发布的文件中,你可能听到格林(小格林)告诉我们,我们的宇宙“可能是膜”,“大爆炸可能是两个膜的碰撞”。

你妹妹呢?

这完全是胡说。这些人宣称存在其他宇宙,对应于其他膜。

  • 在某些宇宙中可能有生命。在其他宇宙中,物理法则可能完全不同,格林说。

一种在……虚构中发展并只是虚构的想法。

你明白了,超弦和膜的探索领域是“所有可能的物理”。通常,一个发表如此言论的人,应该被治疗,服药,被建议休息。苏里奥说的没错,当代理论物理就像一个巨大的精神病院,疯子们掌握了权力。甚至像文泽亚诺这样的人,敢于在他的法兰西学院就职演讲中说“这是基础研究”。实际上,这可以被视为一种科学超现实主义。多年前,一个喜欢玩语言的团体创建了OULIPO,即“潜在文学工坊”。我认识其中的一些成员,包括一位里昂人。这很有趣。你可能还记得:

拖鞋在灰暗的天空中飞行

突然,我的美国叔叔出现了

龙虾在门廊周围飞行

为了看得更清楚,脱掉了他们的毛衣

石油坐在路边

看着这一切,却无法理解。

摘自乔治·福雷斯特的著作《金发黑人》

这很有趣,但毫无头绪,除了让我们发笑。这根本不是故事。也许超弦理论,像格林所说的那样,自称“优雅”,其唯一意图就是达到一种新的超现实主义。当你看到上面的文本时,它仍然有节奏。这是诗。但你可以删除押韵,消除语法、句法甚至拼写,设想一个更丰富的演讲,由字符、空格、逗号、句点组成,包含“所有可能的词”和“所有可能的故事”。这会增加多少丰富性!

实际上,超弦理论就像一种新不确定性原理的表达。

项目越雄心勃勃,越不结果

我将以一个简单的公式结束这篇文章:

那些被他们的巨脑阻止思考的人

我68岁了。我的职业生涯是一连串的失败,从未停止。在成功完成了等离子体物理的精彩实验后,在1966年,我首次在世界上用两种温度而不是一种运行了MHD发电机,我开始提出一些没人想听的实验,比如在超音速气流中淹没的模型上消除激波。这导致了一个革命性的概念:超音速飞行,即“无爆炸的MHD飞行”。一种不是科幻小说的技术(美国人自1990年以来实现了飞行现实)。这些研究被扼杀,尽管我奋斗了十年。人们故意让小麦在田里腐烂,直到这些愚蠢的军人迫使我在二十年前放弃。

主要责任人有名字和面孔,尽管他们最近去世了。他们是:

  • 伦纳德·佩拉特,原子能高级专员和CNRS主席 - 于贝尔·库里恩,先后担任CNRS主任、Cnes主任、部长、CERN主任等。

在法国,他们导致了MHD领域三十年的不可挽回的落后。

在天体物理学和宇宙学中,看看沙茨曼(Schatzmann),法国科学院成员。

在理论物理中,人们可以在二十年或三十年后向蒂博·达穆尔(Thibaud Damour)提出质问,他是位于布雷斯-苏-伊韦特的高等研究院的看门人,他正在等待他的“大爆炸前理论”——基于弦理论——成熟。但到那时,我可能已经去世了。如果有一天你听到比平常更响亮的雷声,那意味着我在来世会与佩拉特、库里恩、沙茨曼,甚至蒂博·达穆尔清算账目。

科学真美啊? ---

2005年9月4日普林斯顿大学诺贝尔奖得主菲利普·W·安德森对超弦理论的看法 ** **

http://www.edge.org/q2005/q05_10.html

| 菲利普

W. 安德森 物理学家和诺贝尔奖得主,普林斯顿大学

弦理论作为物理学是否是徒劳的?我认为是的。它是一个有趣的数学分支,会产生并将继续产生在其他情况下有用数学,但它作为数学似乎并不比其他非常抽象或专门的数学领域更重要,因此无法证明投入如此多精力的合理性。

我的信念基于这样一个事实:弦理论是数百年来第一个在没有充分实验指导的情况下进行的科学,它提出自然应该是我们希望它成为的样子,而不是我们看到的样子;而自然可能并不像我们这样思考。

令人遗憾的是,正如几位有志于成为理论物理学家的年轻人告诉我的那样,它已经发展到需要全职努力才能跟上它的步伐。这意味着有才华、有创造力的年轻人无法探索其他研究方向,而其他职业道路也受到了阻碍。