3月28日,据南京大学消息,该校物理学院杜灵杰教授率领国际科研团队,在量子物理领域取得重大进展,首次观察到“引力子”在凝聚态物质中的投影。相关研究的论文,已经发表在国际顶级学术期刊《自然》杂志上。
这个发现可以说意义重大,不仅可以解开引力的本质之谜,而且爱因斯坦他老人家对于引力的解释或许真的错了,另外这么重大的发现将会改变现代物理学的研究方向。而且,这么重大的发现,那是妥妥的得到诺贝尔奖了。
什么是引力?自从一个苹果掉在牛顿的头顶上,人们首次意识到引力的存在,并且对引力进行研究,进而开始研究宇宙自然规律。
从某种意义上来说,掉在牛顿头顶上那颗苹果,或者说从发现引力开始,人类就开始打开了自然界的潘多拉魔盒,真正意义上探寻这个片宇宙空间的奥秘。
在牛顿时期,人们只是知道引力的存在,发现一些运行规律,归结成一句话,那就是“万有引力”。太阳有引力才能维持太阳系的运转,地球有引力,才能捕获月球,围绕地球转。
但是有关“引力”究竟是什么?并没有进一步进行探索,而以当时的科学技术,也没有能力解开引力的本质。
一直到爱因斯坦的出现,人们才开始探讨引力的神秘面纱,也就是引力的本质是什么?
爱因斯坦对这个问题给出了解答,那就是引力的本质是一个几何现象。质量大的天体导致周围时空发生扭曲,形成一个类似的漏洞状,对周围小的天体具有束缚的作用。
而由于引力在时空产生的涟漪,就是引力波,就好像是水波一样。在很大程度上,爱因斯坦这番解释是正确的,随着近些年人们探寻到引力波的存在,也证实了爱因斯坦的正确性。
无法解决的引力问题爱因斯坦给出了引力的解释,也在宏观层面上很好的解释了物理现象。但是,随着人类研究的深入,物理进入到两个极端方向。
一个就是以爱因斯坦为主,从宏观层面上来探寻宇宙的奥秘,他们是以整个宇宙空间为尺度,来发现宇宙宇宙的运行规律。
而另外一派,就是从微观层面上,从构成物质的最小粒子上,也就是量子力学,来研究和发现这个宇宙的运行规律。
按照道理来说,宇宙只有一个,那么殊途同归是一套运行规则,那么无论是从宇宙宏观层面,还是微观粒子层面上,其宇宙中运行规律和基本逻辑应该是基本相同。
但是科学发展到如今却并非如此,它们就像是两套系统无法兼容在一起,而无法兼容的主要原因,就是“引力”。
爱因斯坦在晚年,曾经想把引力引入到量子力学的框架中,也就是把引力和电磁力引入到一个统一模型中,但是没有成功。
那么为何爱因斯坦会想到把引力与电磁力引入到一个统一大模型中呢?
因为无论是宏观的宇宙、还是微观的基本粒子,虽然尺度不同,但是其运行都离不开四种基本作用力:强相互作用力、弱相互作用力、电磁力和引力。
只要把这四种基本作用力弄清楚了,引入一个统一模型中,就可以拿到宇宙“说明书”,无论是天体运转的规律,还是基本粒子运行逻辑,都可以拿着这个说明书找到答案。
所以,才有一种说法,那就是如果建立一个统一大模型,把四种基本作用力引入这个统一大模型中,那么就可以解开宇宙的终极奥秘,人类的科学技术水平,将会上升很大一个台阶。
在提出统一大模型很长一段时间,人们甚至都无法把两种基本作用力融合在一起,连爱因斯坦最后都以失败告终。
直到数年后,一个猛人横空出世,他就是杨振宁老先生,他研究多年后提出了“规范场论”,为后来的研究者开拓了荒地,并且指引了方向。
在规范场论的引导下,科学家们后续把除引力之外的三大作用力,引入到一个统一大模型中,也就是说只要把引力再引入,那么就可以拿到宇宙“说明书”,彻底解开宇宙的奥秘,人类文明或许就可以上升一个、或者多个台阶了。
什么是引力子?为了统一大模型,人们想出了很多办法,但是引力太过特殊了,其他几种力是由粒子产生的,而引力唯独是一种几何现象。
这怎么引入到一个统一模型中?
在这件事上,科学家们想了很多办法,目前唯一有希望办到这点的理论,就是弦理论了,但是弦理论又玄乎,认为宇宙有11个维度,而引力可以自由在这11个维度中穿梭。对于这种无法证伪,也无法证实的理论,科学家们都保持一种谨慎的态度来对待。
随后,又有人想到,既然前面三大作用力,全部是由粒子产生的,那么引力或许就不是一种几何现象,是不是也是由粒子产生的呢?这就提出了“引力子”的概念,也有另外一种说法,也就是“重力子”。
既然有人提出,那是不是就要验证了,就要寻找引力子到底存不存在?
而这次我国科学家杜灵杰教授,就是找到“引力子”的存在,实际上,根据论文情况,并不是找到了真正的引力子,而是找到了引力子的身影。
据悉,要寻找引力子,要比寻找“上帝粒子”,也就是希格斯玻色粒子困难50倍,数十亿次的粒子碰撞,才有200多次发现可。
上次在2012年发现上帝粒子,第二年,也就是2013年就获得诺贝尔物理学奖,而这次引力子的发现更加困难,发现的意义还要重上一些。理论上来说,这次的诺奖是稳了,但是……,这个大家都知道,毕竟是外国人颁布的奖项,也不好说。
引力子被发现的重要意义虽然还未真正找到,但是至少证明了引力子确实存在。
科学研究就是这样的,就好像在一间黑暗的房间里摸索,没有任何方向。有的人研究一辈子,到头来,发现原因研究方向是错的。
在探索的过程中,不要说寻找到路了,只要寻找到正确的方向,那么就会有更多人沿着这个方向前进,到达彼岸。
这次如果引力子被发现,那么现代物理学将会被重写,而爱因斯坦或许真的错了,引力不是一种几何想象,正的是引力子的作用下,产生的引力。
在引力子被发现后,人类或许就真的可以把宇宙四大基本作用力引入到一个模型中,量子力学和相对论也可以兼容到一起,两者不再是一个矛盾体,而是相互印证,共同揭开宇宙的神秘面纱,宇宙在人类面前将会毫无秘密可言,人类文明必将上升一个台阶。
最后,你认为如此重大的发现,杜灵杰教授会得诺奖吗?什么时候会得到,今年、明年,还是哪一年呢?
今年诺贝尔吹牛奖非你莫属