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愛因斯坦未完成的遺願,楊振寧解決了四分之三,他發現了什麼?

  • 由 火星科普 發表于 武術
  • 2022-09-26
簡介在愛因斯坦之前,另一位物理學大師——麥克斯韋,完成了一項前無古人的偉業,他用四條絕妙的方程把電力和磁力統一起來,成為了電磁力,這是自然界中的一種基本相互作用力

磁力屬於電磁力嗎

愛因斯坦未完成的遺願,楊振寧解決了四分之三,他發現了什麼?

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愛因斯坦未完成的遺願,楊振寧解決了四分之三,他發現了什麼?

愛因斯坦是當之無愧的物理學大師,他一手創立了相對論,並且還推動了量子力學的發展,這兩個領域的物理學都是現代物理學的基石。正因為如此,愛因斯坦被人們公認為人類史上最偉大的兩位物理學家之一,與牛頓不分伯仲。

雖然愛因斯坦是物理學大師,但他也犯錯的時候。當年他提出引力場方程之後,發現方程預言宇宙是動態的,於是他給方程加了一個保持平衡的宇宙學常數,以符合當時人們對靜態宇宙的預期。

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然而,哈勃後來的觀測結果表明,空間正在膨脹,愛因斯坦的宇宙學常數畫蛇添足了。愛因斯坦坦承,這是他一生在物理學上所犯過的最大錯誤,他最終放棄了宇宙學常數。

除了錯誤,愛因斯坦在物理學上還有一大遺憾,直到他去世也未能完成。雖然這個遺願至今還未能完成,但當今在世的最偉大物理學家——楊振寧,幫助愛因斯坦完成了四分之三。那麼,愛因斯坦的最大遺憾是什麼?楊振寧又做出了多麼巨大的貢獻?

愛因斯坦未完成的遺願,楊振寧解決了四分之三,他發現了什麼?

這就要從自然基本力說起了。在愛因斯坦之前,另一位物理學大師——麥克斯韋,完成了一項前無古人的偉業,他用四條絕妙的方程把電力和磁力統一起來,成為了電磁力,這是自然界中的一種基本相互作用力。

自那之後,人們認識到,一些力學現象看似不同,但從本質上來說屬於同一個力。電磁力非常寬泛,例如,我們拿起一個東西所施加的力、彈簧的彈力,只要與宏觀物體進行接觸所產生的力都是電磁力。

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而在電磁力統一之前,牛頓已經發現了另一種基本力——引力。物體之間產生引力作用,並不需要接觸。引力主宰著天體的運動,我們被吸附在地上也都是引力作用的結果。

不過,牛頓的萬有引力定律存在缺陷,一些天體運動現象偏離了它的預言。愛因斯坦經過多年的努力,從幾何角度來描述引力,創立了廣義相對論。愛因斯坦的引力理論更好地解釋了引力現象,並且預言了一些尚未觀測到的引力現象,它們最終都得到了證實。

愛因斯坦未完成的遺願,楊振寧解決了四分之三,他發現了什麼?

愛因斯坦認為,電磁力和引力都是基本力,宇宙中應該還有更深層次的理論可以把這兩個力統一起來,他把這套理論稱之為大統一理論。然而,愛因斯坦窮極後半生都沒能完成這項統一。

愛因斯坦未完成的遺願,楊振寧解決了四分之三,他發現了什麼?

在愛因斯坦之後,物理學家又在原子核中發現了另外兩種基本相互作用力——弱核力和強核力。既然愛因斯坦的路走不通,其他物理學家另闢蹊徑,先從引力之外的三種基本力入手。這是因為引力與其他基本力非常不一樣,愛因斯坦所描述的引力是幾何效應,而另外三種力都與微觀粒子有關。

在尋求大統一理論的征程中,楊振寧率先站了出來,他提出了楊-米爾斯方程。當其他物理學家在研究這個方程時發現,弱核力和電磁力能夠統一成弱電相互作用力。隨著量子場論的發展,強核力也被統一,最終得到了現代物理學的最高成就——粒子物理標準模型。

愛因斯坦未完成的遺願,楊振寧解決了四分之三,他發現了什麼?

可以說,大統一理論已經完成了四分之三,就差引力還沒有統一了。目前,比較有希望的大統一理論還在完善之中,它們包括弦理論、熵力理論、圈量子引力理論。終有一天,大統一理論會被創立,愛因斯坦的遺願會得到完成。

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