企图对立爱因斯坦与霍金用点和线建立世界新物理学方案靠谱吗

撰文 | Sam Baron

翻译 | 贺白

修改 | 杨心舟

Stephen Wolfram是编程和数学界的一位偶像人物，他是Wolfram Alpha网站的创始人，这个网站致力于运用算法挑选海量信息数据库来回答问题。一起，他还创立了Mathematica——一个被全世界科学家运用的核算机体系。

本年4月，Wolfram启动了一个新项目：Wolfram物理学方案。这项方案是一次雄心壮志的测验，旨在创立关于世界的全新物理学思维。他声称，新物理学是根据核算的。其指导思维是，全部事物都能够归结为对根本组成部分的简略规矩的使用。

“新物理学”含义安在

咱们为什么需求这个理论？究竟咱们已有两个十分成功的物理理论了。一个是广义相对论，即关于引力和世界的大标准结构的理论；以及量子力学，即关于物质、亚原子粒子的根本组成及其相互作用的理论。莫非有了这两个理论，咱们还没有把物理学搞定吗？

惋惜的是，答案是还没有。虽然咱们咱们能够很好地解说引力是怎么作用于大标准物体，比方恒星、行星，乃至人类，但咱们并不了解引力怎么作用于极高的能量或极小的物体。

当咱们企图将广义相对论扩展到量子力学所控制的微观范畴时，它就行不通了。因而，咱们应该愈加通用的量子引力理论：这个全新的理论，能将广义相对论和从量子力学的已知部分结合起来。

现在咱们研讨量子引力的最佳办法是弦论。这一理论现已开展了50年左右，虽然取得了一些成功，但人们对这种办法的贰言也在增加。

Wolfram的办法有何不同？

Wolfram企图为弦论供给一种代替办法，他企图经过名为图论的数学分支来完成这一方针，图论研讨的是由线或边衔接起来的点或节点群。

幻想有一个交际网络渠道,这个网络最先会从一个人（假定她叫贝蒂）开端。接下来，咱们咱们能够增加一个简略的规矩：每个人能增加3个朋友。把规矩使用到贝蒂身上：现在她有3个朋友了。之后再把这个规矩在每个人身上迭代，很快，就会构成一个杂乱的朋友网络。

图片来自：Samuel Baron

在Wolfram的理论中，屡次使用一个简略的规矩会创立一个由点和衔接组成的杂乱网络。他的方针，是用简直相同的办法为世界建模。他以为，物理学的方针是找出世界图形所遵从的规矩。Wolfram主意的关键是一个杂乱度适中，形似几何体的图形。例如，一个立方体或类似的图形。

正如点和线的调集能够近似于一个立方体，Wolfram以为空间自身或许是一个将一系列节点织造在一起的网格。图片来自：Samuel Baron

Wolfram以为，极端杂乱的图形本质上和其他简略的二维和三维的图形很类似：增加足够多的节点并用足够多的线衔接它们，就构成了一种网格状网络。空间自身也能够被以为是一个网格状网络，它以这种办法将一系列节点织造在一起。

谐和不同理论

杂乱的节点网络怎么协助咱们谐和广义相对论和量子力学？量子理论研讨的是具有离散性质的离散物体。而广义相对论却将世界视为一个接连体，将引力视为一个接连的力。

假如咱们能树立一个理论，它能和广义相对论相同运作，但这种理论是从离散结构，比方图形开端的，那么咱们就有期望谐和广义相对论与量子力学的对立了。假如咱们能用一个离散的结构树立一个类似于广义相对论中的几何体，这个理论将更有期望。

Stephen Wolfram以为空间自身或许是一个由杂乱的点组成的网格状网络，这些点会经过一个简略的规矩衔接在一起，这个规矩在这个网络中屡次迭代。

图片来自：Wolfram Physics Project

“新物理学”靠谱吗？

虽然Wolfram的方案看上去很有期望，但又的确有一些傲慢了。由于Wolfram行将对立的是爱因斯坦和霍金曾提出的理论，而他在做这件事的时分，从未在物理杂志上宣布过文章。

此外，他的办法并非彻底首创。现有的两种量子引力理论——因果调集论和圈量子引力论就和他提出的理论十分类似，不过Wolfram并未在他的庞大方案中说到它们。

不过，Wolfram的项目依然有目共睹。首要，Wolfram有着广泛的受众，他会为推行他所倡议的办法做许多作业。圈量子引力论的支持者一直对弦论在物理学界的主导地位感到不满。Wolfram或许有助于改变物理学由弦论主导的现状。

第二，Wolfram供给了一个十分具体的项目概述，这将使其别人更简单把握一般办法，并有或许在此基础上作出自己的奉献。

最终需求阐明的是，该项目是“开源”的，欢迎公民科学家的参加。也便是说，这件事给了咱们在烤电饭煲蛋糕和肝动物森友会之外，能做点其他事的时机，便是这样。

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