人类是不是真被“三体人”封锁了,为什么基础物理学已有百年没有实质突破?

德祥说


这个问题,不是懂得人,还真是不好回答,我也不懂,简单讲讲我的看法,姑且听之。



2016年8月16日凌晨,被命名为“墨子号”的中国首颗量子科学实验卫星开启星际之旅。它承载着率先探索星地量子通信可能性的使命,并将首次在空间尺度验证量子理论的真实性。

2017 年6月16日,中国“墨子号”量子卫星在世界上首次实现千公里量级的量子纠缠,这意味着量子通信向实用迈出一大步。



这里面提到的量子纠缠、量子通信,其实就是《三体》里面的智子一样,量子纠缠其实并不存在传输信息或者什么东西,简单的说就是类似双胞胎的感觉,一个量子在干什么另一个量子也就在干什么。所以通过A量子描述一个事件,B量子也就会在相聚很远的地方描述这个事件,是这样才通过我们的常规理解产生了信息的传递,而不是像传统的信息传递一样中间必须有什么样的媒介才能达到传递的效果。



量子力学是不同于经典力学的,爱因斯坦这样的物理学大牛在当时都搞不定量子力学,这就显示出了这种学科的超高难度。现在我们国家已经实现了千公里量级的量子纠缠,那如果要做到类似三体的除了二维展开这一技术的智子,现在只需攻克距离问题就行了,因为已经夯实了基础,距离上的问题应该就不难了,如果真的有所谓智子封锁了我们的科技,那这种东西,外星人是绝对不会让我们研究出来的,因为我们目前还处于技术爆炸的高速发展中,如果我们研究出来了,那我们是不是也就可以给他们的星球发射智子了?



所以绝对不会有题目中说的情况发生。其实造成我们普通人感觉科技并没有发展多少的问题,是因为真理的发现、发展到壮大对于人这短短一生来说是很慢的,但是套用三体里面的话,从宇宙的角度来看,人类的现代科技从无到现在,简直就是弹指一瞬间的一瞬间罢了,其实我们正在技术爆炸!

专业层面说的不一定正确,如有错误,还请包涵!


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回答这个问题,我们先要对三体成书时间,以及理论物理在三体成书前后的进展状况有一个梳理。

《三体》第一部最早于2006年在《科幻世界》开始连载,后来于2008年正式出版。而智子封锁了人类理论物理的情节,就是出现在第一部里的。而我不确定大刘构思《三体》第一部里的相关情节,是从什么时候开始的,估计可能会在

2004年以前甚至更早。

《三体》-黑暗森林

那么我们来看看,理论物理最前沿的研究在2000年到2010年之间,处于一个什么状态。可能大多数人都听说过希格斯玻色子,它被称为理论物理标准模型大厦上的最后一块拼图。

知识点:所谓标准模型,是一个优美的数学模型框架,
物理学家用它来描述构成物质的最小颗粒以及它们的相互作用方式。标准模型可以将自然界四种基本作用力的三种(电磁相互作用力、弱相互作用力、强相互作用力)统一起来。

四种基本力


而希格斯玻色子,是2013年被正式宣告确认的。为什么说是正式宣告确认呢?因为实际上大型加速器早在2000年左右

,就探测到了疑似希格斯玻色子的粒子。但由于当时实验成本和规模,以及计算能力的限制,科学家们一直只能说“疑似”。

希格斯玻色子是标准模型的最关键的一块拼图


所以实际上,2000到2010年之间,也就是三体构思和成书的期间,理论物理确实处于一个比较茫然的境地。一方面如果希格斯玻色子被证伪,标准模型的大厦将在一夜之间倒塌。而之前50年发展起来的几乎所有的理论物理学基础,都是建立在标准模型基础上的。


所以我们不难理解大刘成书时的思维模式,就是我09年左右第一次看到《三体》的时候,也不禁对这个构思拍案叫绝,因为在当时,确实不能对其证伪。当然到了今天,希格斯玻色子已经被证实,三大基本力已经统一,不过也并不能说理论物理已经一统天下了。

因为,标准模型并不能统一最后一种基本力-引力。所以说100年来人类对理论物理的研究一直停步不前是不客观的,不过人类每一次进步,都发现前方是更大的未知。如果说有什么力量在限制人类揭示宇宙的终极奥秘,也未尝不可戏谑,只不过即使如此,我们可能离那个所谓限制的极限,也还有很远的距离。


罗生物语


最近一百来年,物理学是在发展的,但是如果大家对现代物理学不了解,那就很难看到进展。

这就好像,假如你家邻居在学一门外星语言,你在完全不懂的情况下,很难知道他学得如何,是不是有了重大进展,最多只能用地球语言的感觉去猜。

比如有人用小说《三体》的剧情去猜真实世界中物理学的发展,也有人用自己对相对论的理解去猜整个物理学的发展,这样显然是无法猜中的。

其实物理学的天地非常广阔,只不过很多知识已经超出了高中、甚至大学物理教材的范围,一般人很难了解到,所以就只好猜了。

比如说量子理论,大家可能听说过薛定谔的猫、量子计算机、量子纠缠、哥本哈根诠释等名词,这些只是量子理论的一部分,量子理论是一个发展中的庞大而复杂的体系, 即使学完高等量子力学、量子光学、量子场论、量子多体理论等研究生程度的专业课程,也未必能真能搞懂量子理论。以至于有种说法是:如果你觉得量子理论好懂,那么你就没懂。

这样一来,基础物理往往给人感觉很玄奥,结果容易被大家忽视。比如弦理论,悟空问答上关于弦理论的问题总共也就三十个左右,作为比较,大家可以看看相对论的提问有多少。

当然, 不管如何被忽视,基础物理的进步一直在推动着我们的生活。

比如,最近一百年粒子物理和核物理等领域的巨大发展,我们发现了中微子、反质子、反中子等基本粒子,如果觉得基本粒子听着太玄奥,可以想想原子弹和核电站,以及发展中的可控热核反应堆等。

在微观物理理论的基础上,材料科学也发展起来了,一个典型的例子就是半导体,要是没有半导体器件,我们的手机、电脑、电视、卫星、汽车、电梯等就都没办法正常工作了。

如果算上天体物理,我们还有宇宙膨胀、暗物质、暗能量、引力波等大发现呢。

我们现在对物理学的理解,肯定比爱因斯坦那会更深入。明年就是爱因斯坦诞辰140周年了,有些朋友不要只盯着一百多年前的事情了,也不要指望没有公式的小短文(比如俺这篇)能深入讲解现代物理,要想真正搞懂物理学近百年的进展,还是得系统地学习大学、研究生物理教材才行。

看到这可能有人要说了,干嘛要费那么大劲去啃教材学物理,有这时间写写程序、炒炒股不是还可以赚钱么?

没错,近年来随着计算机、金融等方面的蓬勃发展,不少人才就这样离开物理领域投奔高薪行业了,留下来的人很多也从理论物理转向应用研究了,所以根本不需要外星人封锁,人类自己本身的问题就挺多的了。


乔小海


哈哈,在看《三体》的时候,当看到三体人造出智子,送到地球来干扰人类的高能粒子对撞实验时,我不禁拍案叫绝,刘慈欣真的太会想了,这不是正好跟我们人类的现状很吻合吗。


在发现原子、电子、中子、质子之后,人类的科技往前跨了一大步,各种高科技产品都是在这样的基础科学的运用下才发展出来的。直到现在,我们仍然在享受着这些物质基础的科学成果,但是如果想要再造出什么突破常识的科技产品(比如反重力飞行器)却是难以办到的,因为基础科学限制了我们的走出这一步,就好比只懂得蒸汽机的人永远造不出超音速飞机。

那么,想要走进下一个科技飞跃时代就必须在基础科学上有所突破。科学家们想到的办法是用磁场加速粒子,让它达到接近光速,再用它去轰击原子核,希望像击碎瓶子让里面的东西出来一样,让原子核中更小的基本粒子被轰击出来,从而发现并捕捉它,用以研究。然而,在真正去做的时候,每次轰击得到的结果和数据都是不一样的,根本无法让科学家们进行有效的计算和研究。这就让人很抓狂了,同样的初始条件,同样的环境,为什么每次的结果不一样,而且这些不一样的结果之间也完全没有规律可寻,像是胡乱出来的数据。没有人知道为什么会这样。




直到大刘的《三体》,他给出了一种让人惊叹、寒毛竖立的解释,而且这种解释让人在思考之余不禁想要去相信它。那就是外星人要来入侵地球,但旅途遥远,怕人类在它们到来时已经发展出比它们还高的科技,那岂不是来送死。所以它们使用一个智能质子以光速先行来到地球,利用微观粒子的量子纠缠对它进行实时控制。而质子实际上是高维物质在三维世界的投影,所以质子可以同时出现在几个地方,那么它就做到了随时对地球上的所有粒子对撞机进行干扰,使得人类的基础科学止步不前。

那么,是不是真的就是智子锁死了人类科技呢,答案是不知道,因为没人知道有没有外星人,它们是不是真在监视着地球。而对于粒子对撞机的奇异结果,科学家也给不出解释,我倒是挺愿意相信是被外星人锁死了。






大家觉得地球科技是不是被外星人锁死了呢?


陈小有同学


答:脑洞很大,作为科幻小说的内容很有意思,但是要引申到现实世界,是不现实的。


近一百年来,基础物理学的发展非常迅速,并非题主说的“没有突破”,只因我们是局中人,无法看到基础物理学的实际发展速度;或许等几百年后,人们才意识到20世纪到21世纪这段时间,是物理学发展的一个重要阶段。


近一百年来,量子力学和相对论力学的发展最为明显;在量子领域科学越来越深入,理论也越来越完善;在宏观领域,科学家已经可以讨论宇宙开端的问题,这可是物理学的重大进步。


而且到目前为止,量子力学和相对论力学的发展,还没有达到巅峰,还有很多问题有待解决;比如天文学上的暗物质、暗能量、黑洞等等问题;微观领域的中微子、超导理论等等问题有待解决。



而且量子力学延伸出来的理论,比如量子纠缠、量子场论、量子电动力学、超弦理论等等,每个分支都奠定了一个领域的基础;所以,在过去的100年间,基础物理学的发展是非常快的。


量子力学和相对论作为现代物理学的两大基础,的确很多理论都建立在这两者之上,如果说近100年间,没有超越量子力学和相对论的理论出现也没有错,但也不能就此否定基础物理学没有发展。



毕竟我们的科学家们,连量子力学和相对论都没有研究透呢!

基础科学的发展总是循环渐进的,当一个基础理论的研究达到顶峰之后,就会在这个理论之上,发展出更基本的理论体系,或许目前只是时机未到而已。


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艾伯史密斯


如果说锁死,我觉得三百年前就锁死了←_←

在牛顿以后的两百年里,科学也没有什么特别大的发展了,直到电磁理论被发现。波粒二象性的发现又一波认知升级。而相对论提出革新了人类时空观,但这个完全是基于一个简单的实验结果(迈克耳逊-莫雷实验)下的逻辑推理,包括狭义和广义都是。虽然具有前瞻性,但完全不是依赖精密实验所得,因此也不是智子封锁能阻止的,智子总不能干扰光速测量吧←_←

但从进入量子力学领域开始,理论就越来越依赖于精密测量了,这个时候就是智子干大事的时候了,然而精密测量被干扰了吗?貌似并没有,从弱力强力相继发现,到标准模型提出,量子场论完成三力统一,然后进入验证阶段,结果是标准模型被反复证明了,连号称上帝粒子的希格斯玻色子都被实验发现了。

伴随理论而来的是科技应用,完全是井喷式的发展,这些应用都是吃一百年前的老本吗?显然不是,实际上量子力学到上世纪70年代才完善的,而大部分的实验验证是近三十年的事,希格斯玻色子发现才十年不到,这智子也太不敬业了。。。除了对旧有理论的验证以外,理论物理就没有发展了吗?显然不是,几乎就在量子力学完工的那些年,一门新的理论就诞生了,它就是

弦理论

弦理论的革命性相当于相对论+量子力学的革命,它继相对论以后再次刷新了人们的时空观,相对论只把时空统一为四维,而弦理论最高把时空刷到26维_(:D)∠)_现在已经回落到11维了。而在微观的认知方面,弦理论则在量子力学的基础上再次刷新底限,直接指向基本粒子的由来。

目前弦理论已基本成型,但是却缺乏实验验证,但这个无法验证绝非智子造成的,而是人类能制造的能量远远不够验证它所需要的,这是从理论计算上就知道实现不了,而不是实际操作时才发现验证不了。


目前对于量子信息方面的应用研究属于科技前沿领域,包括量子通信和量子计算,也是在近三十年的各种实验验证成功后才开展的。


星宇飘零2099


现在科技的进步速度一点也不比上个世纪工业革命时慢,为什么感觉变化不大呢?先用喜欢的战舰打比方。无畏舰诞生后,战列舰的发展日新月异,排水量从两万吨一直到六七万吨,火炮口径从12英寸到18英寸,一切都在短短三十多年时间里。可能一艘主力舰下水不过几年就落伍了,有的还在设计图纸上就被竞争对手甩开。反观现代战舰,阿利伯克服役快三十年了,尼米兹更是有了四十多年,他们依然是最先进的战舰,这无疑给人一种感觉现代战舰几十年都没发展。事实上呢,他们的变化很大,尤其是“内在”方面,诸如电子设备,各种雷达,系统软件上。战舰已经不像上个世纪那么简单粗暴,造的更大更重就是进步,所谓高精尖的进步很多是看不见的。

说回物理学,上个世纪的物理学飞速发展是显而易见的,每天都有新发现。而现如今的物理学研究早已进入了更深的层次,已经不是以前的物理学家能够在自己的实验室里单独完成的了,要借住国家的力量建造大型对撞机才能有所发展,而且要靠一群人一起上。这又给人一种感觉,现在的天才少了,没有二十世纪初的群星璀璨。事实上,科学发展到最后是不存在个人英雄主义的,牛顿说过,他也不过是站在巨人的肩膀上。而随着巨人越来越高,一个人孤零零的在上面很难看到远处的目标,人多才容易发现要寻找的东西。科技就像一把会变重的宝剑,越到后面越只有大国才能玩的起了。

假如大型对撞机每个物理学家人手一个,电管够随便用,我相信物理前沿每天都会有新发现。但是即便全世界凭空多了上百万台对撞机也没用,以现在人类对能源的利用根本养不起!别说一百万台,一万台都困难。也就是说影响人类前进脚步的还是能源,没有电没有光没有对撞机,再厉害的天才也无法靠想象研究基础物理。什么时候人类掌握了可控核聚变的技术,达到了I型文明的标准摆脱了能源掣肘,那时人类文明可能会迎来新的科技革命!上个世纪物理学的大发展不也是伴随着工业革命的浪潮,人类开始利用蒸汽发电。相信下一次的科技大发展必然由核聚变的光芒引领着。


不会游泳的鱼2014520


在二十世纪和二十一世纪的前十七年,人类的基础物理真的没有实质性突破吗?当然不是。从引力波对广义相对论的最终证实,到宇称不对称的科学试验,再到弦论的长期争论,这百年,物理学一直在进步。

但为什么大家会认为理论物理学没有实质性突破呢?主要是当代物理的前沿遇到了天花板,特别是在统一场论,暗能量,暗物质等方面没有取得突破。

当代物理的研究是理论物理先行一步,实验物理跟上实证。但现在的天花板不是电子对撞机的问题,而是我们已经触及了实验物理的极限。我们不能用大象去丈量蚂蚁。当仪器精度低于测量对象时,实验物理必须创造出新的测量方法。比如,我们如何对弦论证实或证伪?

一个远小于光的波长的实体如何观察?一个理论上质量和体积等于零的量子如何测量?用什么样的方法改变弦的物理状态?一个反宇宙是什么样子?我们可以在理论上预测,却无法通过实验去证实。



物理学在等待下一个天才,一个在物理和工程两个领域都是天才的天才。


轩辕汉唐


结论:基础物理的突破和应用科技息息相关,互为因果。

基础物理的突破要借助一定的实验设备、观察设备,而这些设备的能力决定了科学家能提取到信息的多少,进而决定了研究成果。

举个不恰当的例子。

当年发明了显微镜,我们知道了细胞。开启了生物分子学。

随后发明的电子显微镜,我们知道了细胞更深一层的原子核,也就是开启了原子学。

直到到现在的DNA、病毒,我们知道了原子核内的夸克,也就是如今的量子学……

事情就是这样,基础物理的突破需要相应的物理器材进行实验,而物理器材是需要相应的应用科技,如国际原子能机构的大型核对撞机,就是通过该设备来加速粒子产生爆炸来研究宇宙初期的数据。而能否研究出能容纳更多粒子、对撞时间更长、加速效能更好的对撞机是研究的关键。

这里语言不是很严谨,为了让人更容易理解。


一只大虎鲸


理论就像商业计划书,畅想,设计,并做引导,而改变社会改变时代的新科技诞生则像商业规划执行,是一步一步搭建完善各环节,把所有的枝末细节落实到位。这个过程并不是像按照设计图盖一栋大楼那么简单,更像一种新的商业模式普及,其中影响的因素太多,比如说人性,社会的需求导向等等。这个过程是需要一个周期的。其中社会的需求导性起到至关重要作用,比如说我们现在的出行工具汽车,火车,飞机,轮船以及航天器,哪一项不是在时代需求下诞生及改进的。需求决定发展,发展促进需求,这中间需要磨合需要自然生长,这个过程是不可缺或的。并不是所有的事都能按照我们的预料按部就班的进行,就算是商业计划书,有公司体系这样的强力推手,也不见得可按部就班进展,更何况全人类的发展,我认为还是时机不成熟,人们的需求导性还没有到达一定峰值,一些科学包括理论科学正是缺乏这种内动力才显得如此缓慢……可能我们的科技是按照目前的节奏来走的,现在总体上是社会需求决定发展,可能积累到一定程度就会爆发出新的科技成效,让我们跨入新时代。


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