量子、弦理論、基礎物理、生命科學等近半個世紀停滯不前

最新 09-29

許多前沿科技近半個世紀以來都出現停滯現象，是人類對於科學的探究到了極限？

還是真的就像《三體》中所說的一樣，被外星文明的「智子」鎖死了？

現在的物理學理論可以用兩個標準模型來概括，粒子物理的標準模型和宇宙學的標準模型，前一個基於量子場論，後一個以廣義相對論為根基。

相對論解釋了宇宙；量子理論則是現代科學技術的基礎，包括電子信息科學技術、現代化學及生物學、材料科學等等。

相對論對應於宏觀發展的極致，量子力學對應於微觀發展的極致。

相對論本身是個完美的理論，其作為理論的使命已經到頭。

近些年，人們雖然看到許多科技日新月異，但這基本都是應用物理學的發展，就像手機一樣，更新換代很快，但裡面的實質變化不大。

應用物理髮展雖然挺快的，但基礎物理理論發展幾近停滯，基本都是在給前人拾漏補缺。像二十世紀出那樣相對論和量子力學對牛頓經典物理的顛覆已經沒有了，我們的科學還是停留在幾十年前的理論之下，只是我們在證實和應用這些科學理論。

比如說材料科學上，六幾年就能造登月大火箭，但這麼多年過去也再也沒有超越此記錄，AL31發動機幾十年依舊在用，動力、能源的探索沒有實質性的突破，更新換代的意義成為雞肋。

醫學上，生命科學、基因工程的發展都很小，癌症、艾滋病、帕金森那麼多年過去，治不好的還是治不好；高鐵日本64年就已經運行了；核電廠那是60年代就商業運行的玩意，核聚變遙遙無期。

「弦理論」研究停滯不前

令人感到吃驚的是，我們在過去的25年來並未在基礎物理學研究方面取得任何重要發現。曾經何時，所有人都將目光集中在「弦理論」上，並為此提出大量無法進行驗證的假設，試圖依此實現自然力的統一，解釋物質的基本結構。然而，所有這些努力實際上都沒有讓粒子物理學向前邁進一步，自上世紀70年以來，這一領域就沒有發生過任何變化。

量子理論

量子論，本身也是一個完美的理論，但其不完美之處在於其在理論上證明了自身的不完美，即「不確定性原理」（曾被翻譯成「測不準原理」，但這個翻譯並不準確，測不準讓人覺得是儀器測量的精度問題，只要精度或者方法被改進，就能夠被測准。但實際上不是這麼回事，而是在微觀粒子的層面上，位置與速度（更精確地說是位置與時間）是不可能同時精確存在的（通俗一點地說，位置、時間就是同一種東西，一個粒子，它可以是由三分之一的時間與三分之二的位置構成，也可以由四分之三的時間和四分之一的位置構成，當然這只是通俗的比方，理論物理上有一種嘗試，就是用「弦」來代替這些宏觀意義上的「時間」、「位置」，作為構成粒子更基本的單位，這就是所謂的「弦論」）。

量子理論的這種不完美性，又恰恰是被實驗所證實的。因此只能以統計學的方法（統計學本質上是一種數學工具，並不具有科學的基礎）來進行描述，用來研究微觀粒子的群體行為。而對於微觀粒子的個體行為，即對微觀例子行為的精確預測，在人類科學發展史上第一次碰到了理論不行，實驗也不行的地步。人類的科學研究水平，就此止步。

不要小看這次止步。

這次止步與上次止步不同。上次止步，止於牛頓經典力學。牛頓經典力學的不完美之處就在於它的理論本身是完美的，而現實當中，卻出現了不完美的現象！那理論突破，就簡單了。既然現實是不完美的，那麼就需要修正理論。於是，這就有了相對論，有了量子力學，有了20世紀來的第二次科學革命。

現在的問題不同。

現在，是理論預言了「不完美」，而這「不完美」又被現實的實驗所完美地驗證！

事情到了這一步，理論，就沒法更進一步了！

這是無法克服的危機。它的可怕之處在於，理論預言了不可能，而這不可能，被實驗所驗證。雖然有「弦論」之類的新理論出現，但是「弦論」自其誕生之日起，就註定了其是一種不可被驗證的理論。

科學的前途真的渺茫了嗎？

或許，還能在搶救一下。