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圖片來(lái)源：Wolfram Physics Project Stephen Wolfram是編程和數(shù)學(xué)界的一位偶像人物，他是Wolfram Alpha網(wǎng)站的創(chuàng)始人，這個(gè)網(wǎng)站致力于使用算法篩選海量信息數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)回答問(wèn)題。同時(shí)，他還創(chuàng)建了Mathematica——一個(gè)被全世界科學(xué)家使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 今年4月，Wolfram啟動(dòng)了一個(gè)新項(xiàng)目：Wolfram物理學(xué)計(jì)劃。這項(xiàng)計(jì)劃是一次雄心勃勃的嘗試，旨在創(chuàng)建關(guān)于宇宙的全新物理學(xué)思想。他宣稱(chēng)，新物理學(xué)是基于計(jì)算的。其指導(dǎo)思想是，一切事物都可以歸結(jié)為對(duì)基本組成部分的簡(jiǎn)單規(guī)則的應(yīng)用。 我們?yōu)槭裁葱枰@個(gè)理論？畢竟我們已經(jīng)有兩個(gè)非常成功的物理理論了。一個(gè)是廣義相對(duì)論，即關(guān)于引力和宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)的理論；以及量子力學(xué)，即關(guān)于物質(zhì)、亞原子粒子的基本組成及其相互作用的理論。難道有了這兩個(gè)理論，我們還沒(méi)有把物理學(xué)搞定嗎？ 遺憾的是，答案是還沒(méi)有。雖然我們可以很好地解釋引力是如何作用于大尺度物體，比如恒星、行星，甚至人類(lèi)，但我們并不了解引力如何作用于極高的能量或極小的物體。 當(dāng)我們?cè)噲D將廣義相對(duì)論擴(kuò)展到量子力學(xué)所統(tǒng)治的微觀領(lǐng)域時(shí)，它就行不通了。因此，我們需要更加通用的量子引力理論：這個(gè)全新的理論，能將廣義相對(duì)論和從量子力學(xué)的已知部分結(jié)合起來(lái)。 目前我們研究量子引力的最佳方法是弦論。這一理論已經(jīng)發(fā)展了50年左右，雖然取得了一些成功，但人們對(duì)這種方法的異議也在增加。 Wolfram試圖為弦論提供一種替代方法，他試圖通過(guò)名為圖論的數(shù)學(xué)分支來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，圖論研究的是由線(xiàn)或邊連接起來(lái)的點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)群。 想象有一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),這個(gè)網(wǎng)絡(luò)最先會(huì)從一個(gè)人（假設(shè)她叫貝蒂）開(kāi)始。接下來(lái)，我們可以添加一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則：每個(gè)人能添加3個(gè)朋友。把規(guī)則應(yīng)用到貝蒂身上：現(xiàn)在她有3個(gè)朋友了。之后再把這個(gè)規(guī)則在每個(gè)人身上迭代，很快，就會(huì)形成一個(gè)復(fù)雜的朋友網(wǎng)絡(luò)。 圖片來(lái)源：Samuel Baron 在Wolfram的理論中，多次應(yīng)用一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則會(huì)創(chuàng)建一個(gè)由點(diǎn)和連接組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。他的目標(biāo)，是用幾乎相同的方式為宇宙建模。他認(rèn)為，物理學(xué)的目標(biāo)是找出宇宙圖形所遵循的規(guī)則。Wolfram想法的關(guān)鍵是一個(gè)復(fù)雜度適中，形似幾何體的圖形。例如，一個(gè)立方體或類(lèi)似的圖形。 正如點(diǎn)和線(xiàn)的集合可以近似于一個(gè)立方體，Wolfram認(rèn)為空間本身可能是一個(gè)將一系列節(jié)點(diǎn)編織在一起的網(wǎng)格。圖片來(lái)源：Samuel Baron Wolfram認(rèn)為，極其復(fù)雜的圖形本質(zhì)上和其他簡(jiǎn)單的二維和三維的圖形很類(lèi)似：添加足夠多的節(jié)點(diǎn)并用足夠多的線(xiàn)連接它們，就形成了一種網(wǎng)格狀網(wǎng)絡(luò)?？臻g本身也可以被認(rèn)為是一個(gè)網(wǎng)格狀網(wǎng)絡(luò)，它以這種方式將一系列節(jié)點(diǎn)編織在一起。 復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)如何幫助我們調(diào)和廣義相對(duì)論和量子力學(xué)？量子理論研究的是具有離散性質(zhì)的離散物體。而廣義相對(duì)論卻將宇宙視為一個(gè)連續(xù)體，將引力視為一個(gè)連續(xù)的力。 如果我們能建立一個(gè)理論，它能和廣義相對(duì)論一樣運(yùn)作，但這種理論是從離散結(jié)構(gòu)，比如圖形開(kāi)始的，那么我們就有希望調(diào)和廣義相對(duì)論與量子力學(xué)的矛盾了。如果我們能用一個(gè)離散的結(jié)構(gòu)建立一個(gè)類(lèi)似于廣義相對(duì)論中的幾何體，這個(gè)理論將更有希望。 Stephen Wolfram認(rèn)為空間本身可能是一個(gè)由復(fù)雜的點(diǎn)組成的網(wǎng)格狀網(wǎng)絡(luò)，這些點(diǎn)會(huì)通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則連接在一起，這個(gè)規(guī)則在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中多次迭代。 圖片來(lái)源：Wolfram Physics Project 盡管Wolfram的計(jì)劃看上去很有希望，但又確實(shí)有一些狂妄了。因?yàn)閃olfram即將對(duì)抗的是愛(ài)因斯坦和霍金曾提出的理論，而他在做這件事的時(shí)候，從未在物理雜志上發(fā)表過(guò)文章。 此外，他的方法并非完全獨(dú)創(chuàng)。現(xiàn)有的兩種量子引力理論——因果集合論和圈量子引力論就和他提出的理論非常相似，不過(guò)Wolfram并未在他的宏大計(jì)劃中提到它們。 不過(guò)，Wolfram的項(xiàng)目仍然引人注目。首先，Wolfram有著廣泛的受眾，他會(huì)為推廣他所倡導(dǎo)的方法做很多工作。圈量子引力論的支持者一直對(duì)弦論在物理學(xué)界的主導(dǎo)地位感到不滿(mǎn)。Wolfram可能有助于轉(zhuǎn)變物理學(xué)由弦論主導(dǎo)的現(xiàn)狀。 第二，Wolfram提供了一個(gè)非常詳細(xì)的項(xiàng)目概述，這將使其他人更容易掌握一般方法，并有可能在此基礎(chǔ)上作出自己的貢獻(xiàn)。 最后需要說(shuō)明的是，該項(xiàng)目是“開(kāi)源”的，歡迎公民科學(xué)家的參與。也就是說(shuō)，這件事給了我們?cè)诳倦婏堨业案夂透蝿?dòng)物森友會(huì)之外，能做點(diǎn)別的事的機(jī)會(huì)，就是這樣。 原文鏈接： |
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