基础物理学有天花板吗?如果有,我们离天花板还有多远?
基础物理学有没有天花板,这个问题正规的科学家都不能告诉你答案。但是,我们的研究现状,有没有遇到天花板,那就比较清晰,可以肯定的说,遇到了。
现代科学的两大支柱19世纪末经典物理学差不多就被技术榨干了,当时的初出茅庐的普朗克,请教导师学习方向,导师都建议他不要挑选物理这种没有前途的专业,所幸普朗克不是一个听话的好学生,因此,20世纪初,因缘际会间,诞生了相对论和量子力学。
这两大理论将经典物理的世界砸了个稀巴烂,然后,在上面建立了更辉煌的宫殿,直到今天大家都仍旧在仰望感叹。
如果说,人类挖掘自然规律是一场战争的话,理论物理是正面战场。自20世纪中叶以来,人类奋战半个世纪,竟无寸功!引用剑桥大学物理学家Neil Turok的话:“自1970年代后,所有的理论工作都还没有产生一个成功的预言。”理论物理已经原地踏步快半个世纪了!但是回想起牛顿初创科学的时代,毕竟发展到今天,用了300多年,半个世纪没有进步,也是正常的现在吧。
现代应用科技的出路,碰碰量子力学的运气相对论直到今天几乎还是一块未开垦的处女地,工程师正面硬撼相对论,显然有些底气不足。那么剩下的也只能试试能否将量子力学,玩出新花样了。
人类这一百年的技术进步主要得益于消化量子力学,消化方式也简单粗暴:量子力学>新材料>应用技术。比如半导体材料导致计算机诞生。现在的材料学、化学、固体物理、核物理的理论基础都是量子力学,可见影响之大。但这些都是量子力学的间接应用,离量子论的核心还差得远,离广大同学的吃瓜热情要求还有一段很大的距离。
突破天花板,要靠量子力学的直接应用量子力学的直接应用,目前主要集中在量子通信,量子纠缠的直接应用;以及量子计算机,则是量子叠加态的直接应用。
爱因斯坦觉得量子论原理过于荒诞,于是提出了量子纠缠:以这种瞬间的信息传递不符合相对论来击溃量子论;结果哥本哈根派反而借此东风,把爱因斯坦为代表的经典派揍得鼻青脸肿,最终形成了量子信息论!对,这就是量子通信的起源。但是量子纠缠原理直到今天仍旧是全瞎,所以目前的应用也只能浅层次的使用,离同学们幻想中的瞬间移动,中间还差了10只薛定谔的猫。典型代表是中国的墨子号,如果按照宣称达到的技术水平,堪称黑科技,但现在争议仍旧很大。
传统计算机只能把数据一组一组塞到处理器里,而量子计算机可以把多组数据叠在一起,一次性塞进去。这是量子计算机最主要的优越性:并行计算。总的来说,用叠加态描述信息,1个量子态可以同时包含2个信息,2个量子态就是4个,3个量子态就是8个,以指数增长。这是非常惊人的,传统的32位处理器一次只能塞32个信息,而10个量子态一次就可以塞1024个信息,如果增加到50个,性能就达到了当前最快的超级计算机,而100个量子态就达到了全世界计算能力总和的100万倍。
结语如果这两个科技应用可以获得突破,人类文明将进入新的层次,但是,这并不值得高兴太久,因为这并不代表人类在与自然争斗的战场上高歌猛进,相反,它可能是人类对现存理论物理的最后一点应用开发了。那时候,题主的问题才会成为每个人深切的痛楚,是的,人类文明终于碰到了科学与科技发展的天花板了。
我是猫先生,感谢阅读。
基础物理学已经在宇观星体层次和超微观的量子层次上碰到天花板了。这个天花板既是分子生物的物理性限制也是分子生物认知性的系列限制!现有科技手段既弄不清大尺度宇观深空有无边界,只能靠科学家去猜测;也无法突破量子时空之微。波粒二象性和测不准原理,到底是自然物理过程本身的客观属性还是观察者,分子生物自身的物理限制,抑或是诸多认知性限制!还不用说什么强人择原理,弱人择原理了。多让人无语又无语!这不就是现代物理学`举目可见的天花板吗!能突破吗?这不是测不准,而叫拿不谁!