理论物理学中，前沿的物理学家在研究什么？
理论物理学是探索宇宙真相的重要学科，现代物理学的两大支柱理论是相对论和量子力学，然而两者并不能统一，甚至存在矛盾点。
理论物理学家一直在寻找更高级的理论，从而帮助物理学统一相对论和量子力学，甚至找到宇宙通用的“大一统理论”。前沿的理论物理学家，一直在从相对论、量子力学为基础，延伸出其他更高级的理论，其中就有以量子力学为基础的“弦理论”。
宇宙中的大一统理论：
理论物理学家的主要目标，就是利用理论将宇宙中的物理现象统一。牛顿曾经提出牛顿经典力学，几乎可以解释地球上出现的所有物理现象，然而随着物理学的发展，牛顿经典力学开始出现局限性。
物理学家在利用牛顿经典力学进行各种宇宙验算时，总会出现微小的误差，然而没有人能解释这些误差为何存在，直到爱因斯坦提出相对论，科学家才了解到空间可以弯曲，时间流逝速度也可以发生改变。
相对论作为现代物理学的支柱，依旧拥有统治地位，然而随着微观世界的发现，相对论开始出现局限性。
为了让相对论适应微观世界，物理学家通过相对论延伸出量子力学，两个理论分别在不同的场合发挥作用，共同解释这个宇宙的物理法则。
但理论物理学家想得到的，并非是多个物理理论组成的复杂世界，而是一个理论解释所有基本力的“大一统理论”。
弦理论有机会成为大一统理论吗？
前沿的理论物理学家，一直在寻找可以解释整个宇宙的统一理论，其中的弦理论，被认为是最有可能成为大一统理论的超前理论。
弦理论将微观粒子进一步分解为弦，由于弦可以产生不同方向的振动，进而形成我们世界中的不同粒子。但是单一的弦想要形成非常复杂种类的粒子，需要在至少十维空间中振动，因此弦理论也暗示宇宙为十维空间。
弦理论是非常超前的理论，几乎所有的结论都无法通过现代科学进行验证，因此很多理论物理学家称弦理论为投机取巧的理论。
从理论上来说，弦理论确实统一了相对论和量子力学，因此弦理论也是目前最接近大一统理论的物理学理论。除了弦理论，相对论和量子力学也一直在不断发展，相对论可以利用空间完美解释的引力，在量子力学理论中却成为一个瓶颈，科学家一直通过强子撞击实验，希望可以发现能够产生引力的粒子。
理论物理学家不断寻找的大一统理论，需要的就是对物理学的创新思维，大一统理论或许永远无法找到，或许会在不久之后统一物理学。
迈杰
2024-11-30 广告
