高翔
关于物理规律维数、确定性和局域性的思考(二)
2022-8-3 09:54
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        由此可以想到,我们现有的物理规律是通过对3维空间加1维时间的观测和实验中提炼总结出来的,如果只是从数学上形式的将其推广到更高维的空间,也许并不一定总是成立的。就像宇宙膜理论所预言的那样,除引力子外的基本粒子,只能在3维的宇宙膜上滑动,不能进入到更高维度的空间。这意味着描绘基本粒子物理规律的标准模型,可能只适应于3维空间,因此其无法解释很可能来自于高维空间的暗物质和暗能量。

        对于确定性和因果律而言,在微观世界中也发生了背离。这种随机性的来源如下有三种可能。

        (i)微观世界底层的机理是符合决定论和因果律的,只是目前由于科技水平的限制还并不清楚,还存在一些所谓的隐变量未被发现。持有这种观点的代表人物是爱因斯坦和玻姆,因此他们认为随机性只是在隐变量未被发现之前的一种数学上的妥协,并不具有本质的意义。就像在统计物理学中所做的,由于无法处理物理系统中的海量粒子,而不得不引入概率统计的数学工具一样。

        (ii)微观世界底层机制本身就是随机的,比如量子力学的正统诠释——哥本哈根诠释就是以波函数的概率解释为基础,将随机性从宇宙的底层逻辑上演绎到了极致。当然以玻尔为代表的哥本哈根学派自然遭到了爱因斯坦的激烈反对,他认为“上帝不会掷骰子”。但正像玻尔所反驳道的“爱因斯坦,别去指挥上帝怎么做”那样,现代物理实验预示着或许上帝真的掷骰子。

        (iii)微观世界的本质机理不能完全由逻辑来阐释,需要呼唤新的数学范式,基于随机性的概率统计方法也许只是一种暂时性的替代品。毕竟物理实验本身就具有误差,即实验数据对于真实数据的偏差是不可避免的。同样道理,即使物理理论并未能从本质上反映现实世界的客观规律,在误差范围内也是能够接受的。至于这一新的范式具体是什么现在不得而知,甚至于以人类的智慧和思维方式(本质上是大脑的工作原理和最大潜力),是否能够这种实现这种范式的转变同样不得而知。因此异于人类智慧的人工智能,也许是一种比较好的尝试。

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