普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)

学习本文需要7~9分钟

今天,我想通过普朗克时间和弦理论同大家谈一谈“科学的实质”。话不多说,让我们开门见山:普朗克时间是什么呢?它的定义是“光子走过自然界中的最小长度所用的时间。”也许大家见过这个公式:

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(1)

式中

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(2)

有人问了,我们是怎么得到这个普朗克时间的呢?为什么没有推导过程?

其实,对物理学有所造诣的人都知道利用量纲定义新的物理量(有点骄傲地说,笔者也会量纲分析),更何况是普朗克这样的前辈呢?

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(3)

普朗克长度又是什么呢?它就是在普朗克时间的基础上了个光速

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(4)

普朗克长度

那么问题来了,为什么“这个长度公式”一定得长上面那样呢我们甚至可以用各种量纲创造各种物理常量:比如温伯格创造的这个等式:

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(5)

H0为哈勃常数

可是这样的“量纲公式”真的有意义吗

显然物理不能张口就来没有实际物理背景和意义的公式,就算量纲对了,写出来也极可能是没有任何价值的。于是我们说,普朗克用量纲推导出来的所谓“普朗克体积和普朗克时间”目前只是推断!只是理论!只是猜想!重要的事情说三遍。

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(6)

首先,普朗克最小尺度是通过分析“量纲”得到的,对于这样纯理论的物理量,我们需要严谨地看待它在没有充分理论证据以及无法实验的情况下,我们就不能轻易肯定它的对错。

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(7)

量子力学认为,时间也是一种“量子”

虽然目前人类最小直接观测到了10^-17秒时间间隔阿秒),然而和理论上的普朗克时间依旧差了10^26个数量级,根据海森堡不确定原理,在这么小的数量级上,测的时间越准确,光子位置的可观测性下降就越厉害,,如果我们继续测更小的时间间隔,会随着不确定度的增大而变得困难,对仪器精密程度的要求和实验可信程度的要求也越来越高

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(8)

不确定方程

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(9)

极短的时间间隔快照

关于这些最小单位的争议

曾经还有过所谓的普朗克质量,如果说它是宇宙中最小的质量尺度,这个说法就明显是错误的,这个所谓的“公式”只是量纲的堆叠而已,我认为,它只能被称为符合量纲的数学等式:

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(10)

为什么呢?随便举个例子,电子的质量

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(11)

电子质量远小于普朗克质量

普朗克质量明显不是“最小质量”。

不过问题似乎还没有完,还有一些不被主流科学界认可的说法(不一定就是错的)。比如大理学院罗凌霄教授猜想“普朗克时间可以被认为是某种没有内部结构的粒子处于静止态的平均驻生时间,这种没有结构的粒子可以被认为是一个非协同元态群普朗克质量除以电子质量可以用来描述所谓的“极限驻生时间”。”不过笔者并不认可这一观点。

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(12)

同态群理论

普朗克时间和弦理论

弦论假设了一切基本粒子只是振动的弦。这些基本粒子的弦表征不同频率下的振动状态。而弦的长度应该就是普朗克长度的整数倍,以普朗克时间为周期,在普朗克频率下振动。可是,弦理论算是科学吗?

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(13)

笔者认为,弦理论目前还不能进入真正科学的大门,在没有实验验证之前,它只能是猜想。

你反驳到:“弦理论不是伪科学,弦理论和数学有着十分紧密的联系,能在理论物理数论领域提供新的想法和机遇。同时它们能使得相对论量子力学自洽以描述微观尺度的量子场,还能用以描述接近普朗克尺度物理行为。

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(14)

量子遂穿的需要的时间上限:1*10^-16秒

然而,没有实验验证的理论不管它如何在逻辑和形式上多么合理,也就只能称为“合理的猜想”

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(15)

20年代物理学家集会探讨:弦理论是科学吗?

与其说科学是严谨的,不如说科学是严苛的。

诸如弦理论,普朗克尺度这些物理量,在没有实验证明之前,都只能认为是“猜想猜想会有机会成为真理吗?前提是必须有实验符合该猜想预期的结果。

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(16)

卡文迪许扭称实验好改进版

爱因斯坦当时获诺贝尔奖也不是因为相对论,原因是进行相对论的实验在当时的技术条件下不允许。爱因斯坦获诺奖是因为他的光电效应光量子实验

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(17)

后来我们之所以认可相对论,是因为诸多实验符合相对论预言的结果。我们在卫星上实际测到了钟慢效应,实际探测到了引力波,实际拍出了黑洞照片,通过脉冲星的稳定旋转推出万有引力常数G不变等等.....(直到现在,我们还在对爱因斯坦的部分理论进行实验验证

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(18)

黑洞兼并:引力波发生

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(19)

光量子实验室

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(20)

黑洞照片

笔者认为:科学的实质是客观和实证。

在不远的未来,如果弦理论能做到实验验证,那么我们就可以认可普朗克尺度为最小单位,反之,我认为,它只能算是“相当合理的猜想”而已。

普朗克常数趋向零意义(从普朗克尺度和弦理论聊起)(21)

本文为认知即思索原创,喜欢就请大家关注和支持作者吧~

,

免责声明:本文仅代表文章作者的个人观点,与本站无关。其原创性、真实性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容文字的真实性、完整性和原创性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并自行核实相关内容。文章投诉邮箱:anhduc.ph@yahoo.com

    分享
    投诉
    首页