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張朝陽與Cumrun Vafa:從相對論到弦理論的時空漫遊

2024-08-08科學

7月17日,搜狐的大佬張朝陽博士和哈佛大學的物理學大牛Cumrun Vafa教授進行了一場長達2小時的物理學盛宴。

兩位麻省理工的老同學暢談了從量子力學的奇思妙想到超弦理論的神秘面紗,還順便討論了物理與數學之間的跨界愛情故事。

對談一開場,Vafa教授就提到了物理學的開山鼻祖伽利略,他用直覺加實驗的方式開啟了物理學的大門。

從此以後,牛頓的三大定律和麥克斯韋的電磁方程式組就成了物理世界的指南針。但是,當麥克斯韋發現這些方程式組之間有點兒不對勁時,他就添加了一個神秘的項——現在我們叫它「麥克斯韋項」。

正是這個小小的改動,讓物理學從絕對時空觀跳到了相對時空觀。張朝陽博士解釋說,這個項中包含了一個神奇的常數,那就是光速——宇宙中最快的快遞員。

接著,兩位科學家講述了相對論的故事。

張朝陽博士提到,為了理解電磁現象,物理學家們曾陷入以太的泥潭。直到勞侖茲發現了問題所在,並給出了修正方案。

這時,愛因斯坦登場了,他提出無論你跑得多快,光速始終不變,時間與空間是可以相互轉化的。

這就像是說,你在高速公路上開車時,時間仿佛慢了下來。這就是狹義相對論的魅力!

但是,愛因斯坦並不滿足於此,他還考慮到了加速的情況,這就引出了廣義相對論。

張朝陽博士補充道,愛因斯坦發現了一個奇妙的道理——重力其實是由時空的彎曲引起的。

想象一下,如果你在一個巨大的彈床上跳躍,你會發現越靠近中心,彈床就越往下凹,這就是時空彎曲的直觀表現。

Vafa教授強調,廣義相對論不僅改變了我們對時空的看法,也讓物理學家們意識到了物理理論也可以是幾何理論。

以前,物理學主要是在玩力的拼圖遊戲,而現在,連幾何課本裏的那些圖形都成了物理學家的寶貝。

然後,他們聊到了量子力學。

如果說相對論讓我們知道了我們生活在一個「彈簧床」上,那麽量子力學則是解釋了為什麽我們不會掉下去的秘密。

張朝陽博士解釋說,量子力學告訴我們,微觀世界裏的一切都有可能同時發生,就像你今天早上既喝了咖啡又喝了茶一樣。

量子力學還解釋了化學鍵的秘密,它們就像是粘合劑,把原子緊緊地綁在一起,形成了各種各樣的物質。

最後,他們談到了弦理論。

面對重力和時空的難題,量子力學似乎束手無策,但弦理論提供了新的解決方案。

Vafa教授解釋說,弦理論認為基本粒子不是點,而是細小的弦。這些弦的不同振動模式產生了不同的粒子,就像吉他弦的不同音符。

而且,弦理論告訴我們,宇宙可能不僅僅有四維,還有更多的隱藏維度等著我們去探索。

在問答環節,當被問到好奇心和想象力的重要性時,Vafa教授說,科學的核心就是好奇心。

他回憶起小時候仰望星空時的疑惑,這股求知欲驅使著他不斷前行。

張朝陽博士也分享了自己的體會,他說,有些知識是需要慢慢消化的,但好奇心和創造力才是真正的動力源泉。

這場對談結束時,兩人互贈了書籍。

張朝陽博士贈送給Vafa教授的是他的【張朝陽的物理課】系列書籍,他笑著說:「雖然這是中文書,但數學是一種通用的語言,我相信您能看得懂。」

這場對談不僅是物理學的盛宴,也是一次充滿智慧與幽默的旅程。