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物理研究者的对称性过度综合症

已有 1558 次阅读 2024-1-20 12:05 |个人分类:我思故我在|系统分类:观点评述

    对称性在物理学中非常有用,看看那么多相关的书籍,这个不需要多说。所以也导致在理解新出现的问题的时候,它也自然成为了解决问题的思路之一。粒子物理领域就是典型的例子,因为通过对称性来思考问题,导致这个领域获得了巨大的成功。于是循着更高对称性的方向前进,几乎是必然的。

    一般来说,当我们了解一个物理系统后,我们会寻找这个系统的对称性,这可以帮助我们更好的进行计算和了解这个系统的性质。比如常见的三维库仑势场,不仅仅具有SO(3)对称性,还具有更高的SO(4)对称性,所以能级会出现更大的简并性。

    这是一种常规的考虑问题的方式。但是后来我们把这个推广到了构建理论的一般性原则上。比如我所研究的核结构领域的相互作用玻色子模型,和很多模型不考虑对称性相反,这个模型突出的一面就是利用对称性建构哈密顿量的基本模式,所以称为代数方法。在理论中,存在着一种长椭球和扁椭球的能级对称性,而在现实中从来没有看到过。但是在很长的时间内,这种对称性和实验之间的冲突几乎都被忽略了,选择了对称性的美丽,而忽视了实验的结果。(对于这个事情,我也很困惑)

    粒子物理学几乎在标准模型建立以后,就一头砸进了对称性过度的美梦中。在我看来,提出想法建立理论都是好的,但是一味的相信自己就一定是对的,这就和民科没有什么区别了。(民科的问题是,不在于想法的对错,而认为自己一定就是正确的,这是反科学的想法)美丽的理论这个世界上有很多,但是大部分都不正确。

    寻找更高的对称性,需要它可能的背景支持。更高的对称性意味着在高能区,一切的区别都没有意义,这导致现实是对称性自发破缺的产物。虽然这看起来的确很美好,也解释了很多关键的问题,但是终归需要事实来说话。也许这个世界本身并没有这么高的对称性。

    前一个比后一个美丽(这种美丽观只是后来形成的,在开始的时候没有几个看到这种美丽的),但是不代表就一定正确。

    我们对于高能的世界是什么样子的,从来没有一个经验的东西,没有一个用来参考的例子,所以这种想法和民科根本就没有两样。(没有任何的事实根据,就过度推理,引入新的想法,这是很不可思议的)

    推理需要前提。到今天,全息的想法越来越引人关注,不是它看起来有多美丽,而是因为黑洞的例子就在那里。我们很难认为黑洞只是幻想中的产物,它是科学实验中被探测到的事实。而理论虽然还无法被验证,但是在相当高的程度上,我们相信黑洞的熵就在它的表面上。

    所以当我们开始接近普朗克尺度的时候,发生的事情似乎远远超乎对称性过度综合症患者的想象。整个空间不是变得对称性更高了,而是对称性更低了。爱因斯坦对海森堡说过:“同一个想法,最好不要用在两件事上。”把已经有的经验,运用在未知的地方上,科学的发展史告诉我们,这基本上一定会错误。

    1964年,利用对称性自发破缺提出了弱相互作用中传递粒子的质量产生机制,1974年,发现了黑洞熵,但是两者在本质上是冲突的。一个向往更大的对称性,一个换了完全不同的套路。这种内在的冲突,在很漫长的时间内,居然都没有警醒一些人,这是完全非理性的。(有的时候,科学界的人不见得就比民科表现得更好)

    做研究的人,不要仅仅限制在自己的研究领域中,这很容易出现问题。但是这却已经成为当下研究者几乎是致命的问题,研究者几乎成了自己所研究问题的文章制造机器,没有时间顾及其它,只剩下了制造文章。对于科学的发展来说,几乎没有意义。

        



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