在基础层面上研究物理学的新方法:构造理论会改写物理学吗
科学探索万象经验2023-05-08139
当这些预测与现实相符时,我们认为这些定律是正确的。这种描述世界的力学方法非常成功。事实上,很难想象还有其他方法来研究物理。但是,这种力学方法可能已经达到了极限:对于宇宙的每个方面我们都有一套单独的等式,但是如果这些理论真的是正确的,那么它们最终应该汇集成一个主理论。 量子力学在处理微观问题非常有效,而广义相对论在宏观方面占据主导地位。但是,到目前为止,将二者结合起来的主理论至今仍未得到我们的理解。近一个世纪以来,物理学家一直试图提出描述宇宙的万物理论,但都失败了。有些人开始怀疑,我们是否需要重新思考如何在基础层面上研究物理学。2012年,牛津大学的两位科学家就提出了构造理论的研究方法。 构造理论的强大之处在于,它允许我们探索物理学,而不必求解详细的运动方程。这让我们可以对系统的行为做出更一般的描述,它也有可能让我们理解我们所不知道的动力学定律的另一些方面,例如理解量子力学和广义相对论的结合。 例如,使用构造理论来描述一个场景,以测试引力是否在本质上是量子的,虽即使我们还没有量子引力理论。对于量子信息系统,有一个特定的任务是可能的,而在经典系统是不可能的。Aharonov-Bohm效应是一种量子力学效应,以前只在电磁力中出现过。如果引力也出现了类似的Aharonov-Bohm效应,那么就可能暗示引力在本质上是量子的。 这种方法是非常方便的,因为它给了我们一个量子引力的实验测试,不需要特定的量子引力理论。幸运的是,1月13日发表在《科学》杂志的一篇文章显示,引力也表现出了Aharonov-Bohm效应。 |