Re: [新聞] 「多重宇宙」理論新發現 不同空間裡或許

作者ijsfkira (ijsfkira)

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標題Re: [新聞] 「多重宇宙」理論新發現 不同空間裡或許

時間Wed Jul 30 05:02:58 2014

又想來科普一下 因為不管是台灣或國外 只要是關於"多重宇宙"的新聞 總是會得到很多關注 並且內容經常是過度宣稱的 我不做高能 也不做宇宙學 頂多只懂到一些非常基本的弦論 我以下提及的大概有一半都是看外國物理學家的部落格而得來的 (與其浪費人生看一堆"科普"新聞 並且不想花一堆時間看教科書 我是很建議英文夠好的板友 直接看這類部落格 國外很多教授或研究人員熱衷於部落格寫作) 歡迎真正在做這方面的人稍微指正 (反正這個版連剛剛那種文都還有一堆人推 我想我這篇應該相比之下好一些吧...) 甚麼是多重宇宙? 其實就如字面上一樣 沒這麼複雜 就除了我們生活的宇宙 還有其他宇宙 這些宇宙的物理可能跟我們的宇宙不同 本來這個想法終究只存在於哲學上 恐怕很多人很早的時候都會自己想過類似的想法 問題不在於這個想法 我想要要解釋的 是為什麼這個想法怎麼進入物理界 並受到某一些社群受到歡迎 大家都知道找到了希格斯粒子 並且也知道了其質量 但是 希格斯粒子的質量有個很奇怪 其他已知粒子所沒有的問題: 大家大概多少都聽過就算是真空也不是真正的空 而會因為量子效應 產生能量的擾動 這種擾動的能量要到多高 原則上都是可能的 頂多是機率上有差異 當你放了一顆希格斯粒子到真空 它的質量會受到這些擾動而改變 當然不是只有希格斯粒子有這種現象 事實上是 根據量子場論的方式直接很天真的直接計算 會發現很多粒子的質量都是無限大 當然這不可能 於是物理學家開發出一套方法規避這問題 得出的推想是 由於我們不知道能量更高的時候的物理定律 所以我們的計算在高能時的量子效應修正時可能會出錯 所以必須要設某個"我們的物理定律可能出錯"的能量尺度上限 有很多其他原因幫助我們推論這個尺度可能是甚麼 但希格斯粒子有個獨特的問題 那就是 相比其他粒子 它對更高能量擾動的依賴 對於這種能量尺度上限的依賴 是非常非常的敏銳的(如果你按照標準模型的架構來計算) 這代表甚麼呢? 這代表這讓物理學家感到有點不太"自然" 因為一個物體在低能狀態的質量 會受到高能的物理任一丁點的改變而有嚴重的影響 所以我們幾乎不能解釋為什麼希格斯粒子的質量是這樣的低 因為理論上 它會受到高能量時很嚴重的量子效應修正 而變的非常大 但它卻沒有 如果你為了規避這個問題 為了在標準模型架構下解釋為什麼希格斯粒子質量這麼低 那麼某些物理量 就必須一開始就得取到非常非常的精準 這就似乎意味著: 如果宇宙只有一個 那麼神在選擇這些物理量時 幾乎沒有甚麼其他種選擇 這個問題叫做Hierarchy problem 是物理界至今為止的一個重大"問題"之一 (如果你覺得它是個問題的話) 你也許不覺得這是個問題 但物理學家總是希望任何不太自然的東西背後都有更簡單的道理 於是很多對於beyond standard model物理的猜想 都是由此而來 Hierarchy problem有各種不太一樣的說法 也有除了粒子物理以外的版本 有興趣的人可以自行google 為了解決這個問題 為了讓一切看起來比較自然 有一個很多物理學家相信的模型 叫做超對稱 可以解決這問題 在超對稱理論裡 每個粒子都會有各自對應的超對稱粒子 (費米子對應超對稱的波塞子 波塞子對應超對稱的費米子) 由於這些超對稱粒子的質量很大 我們至今沒有發現 如果你在計算希格斯粒子質量的量子效應修正 加入這些超對稱粒子的效應的話 你會發現 之前對於高能量尺度的敏銳依賴就消失了! 於是 這就是為什麼物理學家會喜歡超對稱的一個原因之一 當然還有很多原因 像超對稱比較漂亮 超對稱可能可以順便解決暗物質問題 諸如此類的 然而 本來不少物理學家預期 LHC一開後的早期階段 就能找到超對稱粒子 現在不僅沒找到 某些最簡單版本的超對稱 甚至幾乎已經死了 但由於超對稱的版本和參數都相當的多 在LHC明年重開以前 都還無法下判定 甚至有一些超對稱理論的熱情擁護者 認為LHC沒有找到超對稱都不代表甚麼問題 只是 如果你希望超對稱能解釋hierachy problem 那麼它發生的能量尺度就不能高過頭 但還有另一種想法能規避這種問題 那就是:其實不只有一種宇宙可以選擇 這樣的話 神在決定那些物理量的時候就不會只能取一種 而為什麼我們會觀測到這些物理常數 只是因為如果不是在這樣的宇宙 就不會有我們存在 這種哲學叫做人擇原則 如果只有一種宇宙存在 人擇原則就機率上而言是沒甚麼說服力的 這種多重宇宙論 本身而言 缺乏甚麼物理上的根據 但九零年代 弦論學家發現在弦論的架構裡 實現多重宇宙是很自然的事 被稱作string landscape 於是至少在弦論裡 這是可能的事 加上最近幾年超對稱一直沒找到 比這更可怕的可能性是 如果我們持續在一段更高能量區間都"甚麼都沒找到" 那麼這簡直就在暗示著 這個宇宙的確真的是不太自然的(或者有甚麼我們不知道的原因) 無論結果是甚麼 都有待於明年LHC的重新啟動 或未來更高能的加速器來判定 但荒謬的是甚麼呢? 荒謬的是 超對稱本來最早就是研究弦論的人提出來的啊! 在早期的弦論中 超越光速的粒子(Tachyon)會對於弦論有麻煩 於是他們猜想出猜對稱 來解決這個麻煩 而加上超對稱的理論 就被稱為超弦理論 這是為什麼最早會有弦論的人擁抱超對稱 然而 最近的確LHC甚麼都沒找到 可是就如同上面所說的 如果持續"甚麼都沒找到" 對某些人而言 這似乎反而是對於弦論(而不一定是超弦)的支持 他們的論證方式大體是如以下的: 因為這代表如果只有一個宇宙 是很不自然的 所以就機率而言 應該要有很多個宇宙 而在弦論裡 多重宇宙是很自然的 所以這支持弦論的正確性 (至於本來的超光速粒子的問題 似乎還是有其他辦法 不過我不是很懂 或者是可以乾脆直接假設超對稱出現在極高的能量尺度 只是如此就無法用來解釋希格斯粒子的質量問題 ) 至於你說有沒有別的方法來解決這種不自然的問題 只是我們還沒想到? 對於擁抱弦論的人而言 這當然是較不討喜的可能性 於是乎 多重宇宙論就受到不少偏好弦論的物理學家的歡迎 於是你總是可以看到一些相關的新聞 宣稱多重宇宙解釋了甚麼甚麼 但不少科學家對於這種論證的態度 依然是持保留的 因為這些方式 常常都只是其中一種解釋法 既不一定具有決定性或唯一性 也經常不具有否證性 就如同這篇新聞一樣 他們在CMB中發現有一些微小的統計偏差 於是解讀為是因為其他宇宙的牽引或碰種 就算其實還有其他種解釋方法 相信的物理學家不會比較少(甚至也許是更多) 獲得的大眾關注卻遠遠不及多重宇宙詮釋法 比這些都還要更可怕的其實是: 就算string landscape真的是正確的 多重宇宙的確是存在的 人類卻"可能"永遠都無法藉由"任何方式"(而非尚未找到)判斷其正確性與否 這種可能性 是存在的 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 50.175.210.164 ※ 文章網址: http://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1406667781.A.1B2.html ※ 編輯: ijsfkira (50.175.210.164), 07/30/2014 05:03:52 ※ 編輯: ijsfkira (50.175.210.164), 07/30/2014 05:04:20 ※ 編輯: ijsfkira (50.175.210.164), 07/30/2014 05:04:31 ※ 編輯: ijsfkira (50.175.210.164), 07/30/2014 05:04:50

推 balahaha:頭推 你早上發 肥宅都在睡覺 07/30 05:05

※ 編輯: ijsfkira (50.175.210.164), 07/30/2014 05:05:48

推 a1122334424:reading steiner 07/30 05:05

推 hushiang:先出聖杯 再來髒杯 大面具 07/30 05:07

※ 編輯: ijsfkira (50.175.210.164), 07/30/2014 05:09:54

推 wonder007:嗯嗯 說的還不錯 跟我想得差不多 07/30 05:10

推 jackace:好文 07/30 05:12

推 kauti:一大早就那麼複雜 只能推了 07/30 05:13

推 divingwolf:還有瘦宅醒著 07/30 05:14

推 freco:智能設計者又要出現惹 07/30 05:14

※ 編輯: ijsfkira (50.175.210.164), 07/30/2014 05:18:11

推 uhmeiouramu:沒錯 這篇跟我想的有7成像了 可圈可點 07/30 05:18

推 john112136: 07/30 05:18

推 comedymania:推一個 07/30 05:20

※ 編輯: ijsfkira (50.175.210.164), 07/30/2014 05:21:53

推 RCSTD03:快推，免得人家以為我們看不懂 07/30 05:20

推 pitalvlu:這篇可能連外星人都看不懂... 07/30 05:22

其實真的沒必要完全搞懂 大概理解上色那地方的脈絡就好了 我也只是想解釋多重宇宙論是怎麼進入物理界的

推 blaz:其實簡單來說就是，即便你發現真理，但你頭上也不會冒出Lv up 07/30 05:23

推 asukarei124:弦論與多重宇宙因為聽起來很酷，使得在科普界壓縮了 07/30 05:24

※ 編輯: ijsfkira (50.175.210.164), 07/30/2014 05:25:54

→ asukarei124:介紹其他聽起來沒那麼酷的理論與解釋 07/30 05:24

推 SE4NLN415:用太多腦力變成禿頭有什麼好處呢 降低自己智商多快樂 07/30 05:28

推 billybbb:簡單講就是證據不足以說明多重宇宙的存在？ 07/30 05:29

推 worldjournal:這下子變成強人擇跟弱人擇理論的戰場了嗎 XD 07/30 05:29

推 iamalam2005:可以推薦幾個原po覺得比較好的部落格嗎？ 07/30 05:30

→ ryan0222:這時候喝牛肉湯，吃肉臊飯不好嗎？ 07/30 05:30

推 Jasy:某方面和宗教哲學很像 或許我們永遠無法解釋上帝是否存在? 07/30 05:31

→ ryan0222:身為孔雀魚，太妄想揣摩人類的世界與行為，未必是好事 07/30 05:33

推 melody628:先推、以免真的看懂頭會痛。 07/30 05:36

→ SE4NLN415:不可知論者就有這種好處 因為人類的限制本來就不可能知 07/30 05:37

→ eva19452002:說的很好，跟我想的一樣 07/30 05:37

推 stiles:good ! 07/30 05:40

→ Jasy:「其他的維度可能都太小了綣曲了」 是什麼意思? 07/30 05:42

推 newewew:恩恩 跟我想的差不多 07/30 05:44

推 asukarei124:多重宇宙有可能是真的，也可能是錯的。就如原po所說， 07/30 05:47

→ asukarei124:最令人擔憂的是就算多重宇宙是真的，因受限於我們存在 07/30 05:47

→ asukarei124:的這個世界，可能永遠無法證實對錯 07/30 05:47

→ fallen01:答案只有外星人知道 人類還是繼續尻槍吧 07/30 05:51

推 luna07007:所以世界世紀上是有神的? 07/30 05:55

→ luna07007:實際 07/30 05:55

→ luna07007:其實多重宇宙佛祖早就已經提出了 07/30 05:55

→ luna07007:佛祖還提出過宇宙其實是全息圖的想法 07/30 05:56

→ luna07007:超強的 07/30 05:56

推 zatti:本來就有鬼神阿 人類太自以為是 07/30 05:56

推 davidcute90:喝完六千看這個好想睡 07/30 05:57

→ zatti:不相信因果的人真是傻蛋 連神探楊日松都說有鬼了 07/30 05:57

→ zatti:他破案常常是鬼魂幫忙呢 07/30 05:58

→ zatti:要想用物理學破除宇宙之謎不如信宗教 07/30 05:59

推 aggressorX:最後一段好可怕...我一直覺得人類發展下去終有一天 07/30 06:05

→ aggressorX:會突破宇宙去了解真理 07/30 06:05

→ SE4NLN415:人類最大的無知就是一直想往宇宙外去而不是探索自己內心 07/30 06:06

推 butty973:嗯 沒錯 跟我幼稚園時寫的論文差不多 07/30 06:06

推 h73o1012:太專業，所以這個研究可以燒更多開水？ 07/30 06:11

推 chenbo:感謝作者一大早讓我看好文 07/30 06:14

→ DiAbLoE:自不自然有沒有神 那也只是人類依照自己模型參數常數所得 07/30 06:16

→ DiAbLoE:到的人類感覺而已吧 07/30 06:17

推 billybbb:分工合作有的人探索內在有的人探索外在世界 07/30 06:17

→ ryan0222:倘若哪天，孔雀魚跳出來，跟你大談人類社會的各種弊象 07/30 06:18

→ ryan0222:你想到的第一個念頭，就是直接把這隻魚打死 07/30 06:19

推 jackXDD:推文XD 07/30 06:24

推 cho860928:推 07/30 06:53

噓 maybe2moro:某些推文水準好棒棒 07/30 06:57

推 macroala:可以推薦一些blog嗎？ 07/30 07:01

如果是要繼續搞懂這個問題 或是定時接收高能與弦論的進展 我推薦以下兩個部落格 第一個是Not Even Wrong http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/ 部落格主Peter Woit也是名校的物理PhD畢業 因為一些原因學術路不太順遂 他寫過一本反弦論很有名的書 就教Not Even Wrong 當然他本人其實也不能說是真正的反弦論 而是很討厭某些弦論學家的過度宣稱 不過很自然的 他的文章就會專門在攻擊這些過度論證上 另一個是Rutgers大學的教授Matt Strassler的部落格 http://profmattstrassler.com/ 他是正統的高能物理理論家 所以對於超對稱或弦論 比起Peter Woit是更為開放些的 您可以在他的部落格上 看到關於更多關於我這篇文章更詳盡的科普介紹

推 Mahoutsukai:推專業 長知識了 的確目前很多解釋法都不具有決定性或 07/30 07:10

推 jasonchangki:就像自己無法證明自己是對的對吧 07/30 07:11

→ Mahoutsukai:或唯一性 也經常不具有否證性 所以真的只能當作猜測 07/30 07:11

推 mouxey:推一個長知識想辦法吸收中 07/30 07:12

推 JuliAn7:感謝你的分享 :) 07/30 07:14

※ 編輯: ijsfkira (50.175.210.164), 07/30/2014 07:39:01

推 fengchierh: 推 07/30 07:34

推 ru899:這篇好精彩!已經儘量深入淺出了 但真的還是需要對科普有點 07/30 07:34

→ ru899:基礎和興趣 (我看懂80% 開心) 07/30 07:35

推 chuiszt:就算關在胡桃殼裡 我也會當自己是坐擁無限空間的君王 07/30 07:41

推 Hybridchaos:推 07/30 07:44

推 chihchuan:看不懂但推 07/30 07:59

推 jacklin2002:覺得很像在看哲學 07/30 08:02

推 berton1679:刮刮刮 是你?! 07/30 08:04

推 bye2007:大推