接下来是什么?

新物理学预示着一场深刻的概念革命,它将改变我们对世界的看法。

近几十年来,物理学家和天文学家发现了两个漂亮的标准模型,一个用于极短距离的量子世界,另一个用于整个宇宙。这两个模型都取得了巨大的成功,但在这些模型之外,也有强有力的理由支持新的物理学。在这节课中,内森令,学院的教授bob苹果下载,回顾了这些模型,它们的成功,以及它们的不足。此外,他还描述了在不久的将来,实验将如何指向一场深刻的概念革命,从而改变我们对世界的看法。以下是塞伯格公开演讲的节选。

我不知道未来会发生什么。我想没人知道;我们不知道会有什么发现,无论是实验上的还是理论上的,这实际上是我们做实验的原因之一。如果我们确切地知道实验的结果是什么,就没有理由进行实验了。这也是科学研究令人兴奋的原因。这是令人兴奋的,因为我们不断地惊讶,要么是因为一个实验有一个意想不到的结果,要么是理论上有人提出了一个新的见解. . . .

我们正处于物理学中一个不寻常的、前所未有的境地。我们有两个标准模型。的标准模型粒子物理学的标准模型描述了宇宙中最短的距离,宇宙学的标准模型描述了宇宙中最长的距离。这些模型在它们设计工作的距离范围内工作得非常好。然而,也有很好的论点,这个故事是不完整的,必须有新的物理超越这些模型. . . .

我们有一些工作几乎完美的东西,只有少数细节不工作,这些细节真的应该被解释为下一次革命的第一个迹象. . . .一个人应该关注这些小差异,这些不完全理解的小事情,因为这些事情将指导我们. . . .

研究通常是分步骤进行的。我们收集数据。我们发现了一种模式,用更少的数字(参数)解释了大量的数据。然后我们问为什么这个模式是正确的?控制这种模式的基本原则是什么?一旦我们找到了模式背后的基本原理,我们就会尝试理解剩下的参数,然后回到开头. . . .有时我们试图解释一个不是基本的数字,艺术在于弄清楚我们需要解释的是什么. . . .

在许多情况下,我们只从原则上理解法律。大多数物理学家所做的是试图理解我们所理解的定律的结果。所有的化学都遵循这些定律。所有的生物学都遵循这些定律,有很多有趣和令人兴奋的科学试图研究这些定律的结果。但是,至少在原则上,我们知道基本定律是什么. . . .

粒子物理模型使用了二十世纪的两次革命:量子力学和狭义相对论.宇宙学模型使用了20世纪物理学的第三次革命:广义相对论。我们需要将一个模型的原理与另一个模型的原理结合起来。换句话说,我们需要把量子力学和广义相对论结合起来……

我们想解释这两个模型中的所有参数。有些参数是不稳定的。如果我们在短距离内做出微小的改变,在远距离内就会产生巨大的差异。一个正在进行的实验,大型强子对撞机(LHC),将为我们提供这个问题的答案。如果存在一种稳定这种不稳定性的机制,它将在大型强子对撞机. . . .上被发现

实验将发现一种新的稳定机制,或者,没有稳定机制。如果没有稳定机制,我们可能不得不进入多元宇宙竞技场,那里有很多宇宙,而我们只是在一个随机的宇宙中,这些参数都是环境的;我们必须开始学习如何在这种情况下思考物理。显然,这些都是非常有趣的问题。我在演讲一开始就问:“接下来是什么?”答案是我们不知道,但它肯定会令人兴奋。