第七章 大统一理论

2022-04-29 14:05:26
奇想 2022年8期
关键词:次方对撞机证实

“不,没有终结。相反,熵增定律永远也终结不了,因为这条定律现在已经被证实了,是绝不可能违背的铁律。”男人轻描淡写地说道。

“被证实了,什么意思?”阳杰有些兴奋,因为这种说法正好符合热寂派的预测。

“是的,因为我们已经证实了物理学的大统一理论,而熵增定律正好是这个大统一理论的推论。”

“大统一理论的推论?什么意思?”阳杰继续追问道。

男人说道:“其实自从1亿年前大统一理论被证实后,物理学便已经终结了。大统一理论其实是一串相当复杂的方程式,根本不似人们一开始所想象的那般简洁优美,它能够解释这个宇宙间所发生的一切现象,从宇宙大爆炸到你大脑里意识的流动,从质子的衰变到时间只能向前流逝,它都能解释。它是世间万物的因,而世间万物则是它所结下的果。人类也正是根据大统一理论的相关推论才闯入了高维世界,并在此发现了暗物质。可惜的是,大统一理论所结出的果可根本不止如此,经过我们的推导,熵增定律也是大统一理论所结出的果,也就是说,宇宙的热寂结局已经注定了,没有人能改变,就像1+1=2一样,就是这么简单,哈哈哈!过去所有对于‘逆熵机的尝试皆是徒劳。”这本该是一段严肃的话,可这个男人说得时候却没有一点严肃的样子,甚至还带些轻浮,好像事不关己一样。奈德十分讨厌这种态度。

“你们怎么证实的?”奈德向他问道。

“请看这张图片。”说着,男人又在空间中投影出了一张3D动图。

这是一幅星系的俯视图。这个星系总共有6条悬臂,再缓慢地转动着,群星闪耀在期间,中间则是一个巨大的黑洞。但显然,这幅图片的关键点不是这些,而是这个星系外部的一圈光圈。这道光圈闪着金光,就好像长城一般,环绕了星系整整一圈,呈现一个完美的圆形,绝不可能是自然形成的。

“这道光圈便是我们证实大统一理论的装置了。”男人指着这圈光圈说道。

奈德摸着下巴疑惑地看着这个光圈,不明所以,倒是精通高能物理的阳杰像是看出了什么,惊呼道:“这难道就是环星系级粒子对撞机?人类终于冲出了能极大沙漠了吗?”

“是的,正是如此。”男人点点头说道:“但不单单是人类所建造的,这是我们银河系所在的处女座星团上亿个文明齐心协力所建造的环星系级粒子对撞机,名为‘上帝之环,这是一项足以载入宇宙史册的超巨型工程,我们耗费了大约半个星系的物质和能量,总共花费了二十余亿年才修建完毕。修建这项工程,其出发点除了验证大统一理论以外,还有一个,那便是验证‘逆熵机到底有没有可能被发明出来。”

“真是壮观,这对撞机的直径足有数十万光年吧。”阳杰点了点头:“这样一切都能解释得通了。”

在高能物理这方面,奈德一直是一知半解,于是他便向阳杰问道:“粒子对撞机我还清楚,但能极大沙漠,大统一理论,这些都是什么?”

阳杰耐心地解释道:“唔,你应该知道,事物之间的相互作用关系是物理学里面最本质最基础的研究,把这个研究清楚了,物理学便可以宣告终结了。而事物之间的相互关系我们一般把它分为四种:强相互作用力,弱相互作用力,电磁力,万有引力。其实早在我们那个年代,一种能统一这四大作用力的大统一理论的简单形式便已经有人提出来了,但问题在于,要想通过实验验证这个大统一理论,那是绝对不可能的。无法通过实验验证的物理理论永远只是猜想,物理学永远是靠实验说话的学科。至于为什么大统一理论无法验证的话,那便是能级大沙漠的问题了。物理学家探索和验证基础理论,主要是通过将微观粒子用粒子加速器加速到极高的速度,以获得极高的能级,然后再相互相撞,接着观察碰撞的结果,最后归纳总结出其背后的物理规律。历史上,粒子碰撞时所处的能级越高,人们便能发现越来越基础的物理规律,而加速器的半径正好决定着粒子碰撞时所处的能级。在10电子伏的能级下,人们观察到了原子地轰然解体,分解了成原子核及电子;在10的6次方电子伏,人们观察到原子核再次解体,分解成中子及质子;在10的11次方的能级下,人们可以观测到电弱粒子,这证实了电弱统一理论;在21世纪的欧洲,人们便修建了直径10公里的LHC,将能级提升到10的13次方,验证了希格斯玻色子的存在。每一个新的能级,就像一座高山,当人类费劲心机爬上山顶时,就能见到新的风景,还能瞥见远处更加巍峨的高山,并且再次勇敢的攀登上去。”

“然而”,阳杰话锋一转:“事情并非都如此这般顺利,因为我们那时人类所面对的高山,其高耸地程度远远地超过了那时人类所能达的高度,我们没有任何攀登上去的可能。能极大沙漠理论指出,夸克的组成部分是如此之小,以至于需要至少10的24次方的能级才能一窥究竟。那么10的13次方至10的24次方这一庞大的能级区间就好像一片荒芜的沙漠,无论人类如何探索都无法找到任何新的东西,这也是我们那个年代高能物理乃至整个基础物理毫无进展的根本原因。其实早在21世纪下半叶,华夏国就建造了直径三十公里的CEPC,能级可达到10的15次方,并在22世纪提升到10的16次方,然而人们在这个能级区间以内依旧是一无所获,全部投资都打了水漂,这便是能级大沙漠理论最好的证明了。要知道,要跨越能级大沙漠即让粒子达到10的24次方的能级,对撞机至少要环绕一整个太阳系才行!这在我们那个年代是根本无法实现的。经过理论预测,在这个能级上,人们将能观测到强力、弱力以及电磁力的统一。但这还远远不够,要想把引力包裹进去,抵达那终极的大统一理论的话,这台对撞机至少要环绕一整个银河系才行!一整个银河系啊,直径至少有20万光年了,电磁波走一圈都要63万年之久了。要建造这种庞然大物,我们那时简直想都不敢想。可想不到啊,在90亿年之后,这些理想却化作现实了。真是奇迹啊!能见证物理学的终结,虽然有些伤感,同时我也感到很幸运。”

“是的,阳杰先生说得很对。”男人说道:”我们正是通过“上帝之环”验证了大统一理论,光是验证就花了近1亿年。有了这套终极理论,现在,我们可以验证任何一个物理理论是否为真,只需要把大统一理论带入计算机里面推导一下就行了。当然,对于宇宙本身的推导和预测是完全不可能的,那个计算量太大了,而且一台计算机是永远无法预测自己的,就像眼睛永远无法看到自己一样。我们只是能够对支配这些表面现象背后的物理理论进行推导,这就已经足够了。不巧的是,熵增定律正好能够通过大统一理论推导出来。”

“问题在于熵增定律,与其说是一条定律,不如说是运用归纳法对一个普遍现象的规律性总结吧。”奈德从哲学的角度问出了他心理的疑惑:“但任何通过归纳法得出的知识,都是不可靠的。你应该知道吧,即使验证了1万只天鹅都是白色的,也不能得出所有天鹅都是白色的这个结论。因为一旦出现了一只黑天鹅,这个归纳出的知识就被证伪了。那你怎么说熵增定理证实了呢?”

“嗯,你说的很对,即使实证了再多的次数,也无法真正的证实。但现在的问题是,我们证实的不是传统意义上的熵增定律了,而是波尔兹曼的熵增定律。”

“波尔兹曼的熵增?”奈德惊讶道:“难道熵增定律的概率诠释才是正解?”

“是的,熵增定律其实是一个概率性的定律,但任何概率的背后其实是有一个确定性的原因的。从来没有一个力量让一个封闭系统的熵值必须增加,但有一个力量让这个系统的熵值大概率增加,而这个力量正好就是大统一理论。经过我们的计算,一滴墨水溶入水中后有无穷接近于1的概率进行扩散,但也有无穷接近于0的概率不扩散,乃至缩小。但正因为这个事件发生的可能性太小了,现实中才根本看不到。也就是说,黑天鹅确实存在,但在现实中没有人能碰得到。从这个意义上来讲,传统意义上的熵增定律也是正确的。”

“概率性的诠释吗?这难道适用于整个宇宙吗?”

“目前看来是这样的,熵增定律哪怕是如今我们生存的高维世界也仍然适用。任何规律背后其实都有着支撑这条规律产生的根本原因,很可惜的是,熵增定律背后的根本原因正好是大统一理论,我们已经在计算机里推演出来了。熵增定律正是大统一理论的果。”

“哈哈哈哈!大统一理论的推论。”阳杰突然又开始张开手臂仰天大笑:“这样说来,热寂根本无法避免,所有的努力都白费了,所有的文明都将毁灭!生命根本毫无意义!哈哈哈!”

“......”其余两人都没有说话,默默地看着他。

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