物理学的停滞

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图片通过：盖蒂图片社

今天的物理学家需要抛弃一个太吸引人的神话，即他们正在揭开我们宇宙中隐藏的现实

浏览一架物理学科普书籍，您经常会发现类似的主题。无论是对《隐藏的现实》（2011 年）、《深藏不露的东西》（2019 年）还是《我们的数学宇宙》（2014 年）的见解，这些书都暗示了一个潜在的秘密世界，等待物理学家解开——一个超出我们感官感知的领域，仍然是他们的特殊职权范围。

在其历史中，物理学对物理宇宙进行了优雅而准确的描述。然而，今天，物理学家努力揭示的现实似乎越来越远离他们所居住的现实。尽管实验上取得了成功，但物理学一再未能达到提供更深入的“最终”物理学的期望——一个统一所有其他物理学的现实。因此，物理学家似乎被迫接受越来越多的推测性命题。

然而，由于没有明显的途径来验证这些猜测，物理学家别无选择，只能重复类似的方法和实验——只是规模更大、成本更高——希望能找到新的东西。基础物理学领域似乎被一种焦虑感所困扰，担心不会发现任何新的东西，或者未来的实验只会揭示更多的无知，因此受到激励去追求越来越奇特的想法。

我是斜杠青年，一个PE背景的杂食性学者！♥致力于剖析如何解决我们这个时代的重大问题！♥使用数据和研究来了解真正有所作为的因素！

我认为，追求更基本现实的统一和主导地位并不是物理学家的独特特权，而是现代世界放在他们肩上的不可能的负担。有学者建议其他学者应该对宇宙的构成采取更加多元化和细致入微的理解，这种理解不仅接受而且会招致来自其他实践、学科和现实的批评，从而陷入当前的困境。

无论你是作为一名有抱负的理论物理学家，还是后来作为一名研究基础物理学实践的社会学家，都让你想知道统一性和终结性的叙述在多大程度上继续为增殖它们的社区服务。此外，要在多大程度上对构成存在的东西、现实是什么以及宇宙的组成部分实现更大的忠实度，就需要物理学放弃作为现实主要提供者的外衣？

这就像了解沙丘的一切......但不知道一粒沙子是由什么制成的

相反，我被社会学所吸引，它让我深入了解一个看似更真实的世界——即日常生活的世界——以及探索那些被认为无法量化、混乱和主观的现象的机会。自然科学主要寻求让陌生的事物变得熟悉，而批判性人文学科往往以相反的冲动运作——让熟悉的事物变得陌生。他们的野心是质疑被视为理所当然的事情，并了解给定的话语、知识甚至现实是如何在政治上动员起来的。

让物理学家列出基础物理学和宇宙学的重大开放问题，暗物质问题很可能就在其中。人们认为它占宇宙中所有物质的 85% 以上，它的存在被推断出来，但仍然没有被发现。正如天体物理学家 Priyamvada Natarajan 于 2019 年在伦敦皇家艺术学院简洁地解释的那样：

我们可以精美地绘制空间地图并告诉您暗物质的位置......它的作用 ...但我们不知道它是什么。这类似于了解沙丘的一切：它们如何形成，如何重塑......但不知道一粒沙子是用什么做的。

这就是为什么在过去的四十年里，粒子物理学家建造了多个探测器，希望能找到这些“颗粒”。还有更多计划，每一代都比他们的前辈更大、更敏感。然而，最近，一种不安开始出现。尽管投入了所有的时间和金钱，但曾经如此有希望的暗物质最有可能的候选者已经有了他们的“关键时刻”，但未能达到目标。一些物理学家甚至开始质疑他们是否真的能找到它。事实上，另一位将自己的职业生涯献给了搜索的受访者甚至表示，他们不相信暗物质的存在，至少不相信他们所理解的方式。

即使这些担忧似乎没有立即困扰暗物质研究中的其他人员，宇宙学家和天体物理学家能够“精美地、空间地绘制”暗物质并告诉我们“它做什么”，他们也足以引起警惕。正如一位宇宙学教授告诉公开表示的那样：“从某种意义上说，这都是试探性的，如果你甚至不确信这个粒子是否存在，那么整个努力就会笼罩着一些问号。

就像暗物质问题一样，有些科学家意识到，基础物理学目前的大部分弊病不仅来自其实践者没有找到更深层次的现实这一事实，而是来自他们应该找到的期望的重量。物理学对最深层现实的明显所有权似乎与其说是该领域的实证结果，不如说是支撑它的神话和叙述。

事实是，基础物理学研究按照其高标准已经进入了停滞期。那些少数能够摆脱他们实践的严格要求的物理学家，会把物理学说成是站在十字路口，被引入歧途，甚至处于危机中。正如所有这些作者所暗示的那样，基础物理学家似乎越来越缺乏想法，最新的实验充其量只能验证旧的理论。

宇宙学领域就是这些领域之一。如果你只用普及来判断，那么宇宙大爆炸的故事似乎已经基本完成了。例如，许多宇宙学家会谈到一个“精确宇宙学”的时代，在这个时代，剩下的唯一工作就是为一个基本上已经解开的宇宙添加细节。尽管如此，许多标准宇宙学模型仍然是理论推测。

暗物质并不是唯一的问题。例如，暗能量的存在最初引发了对精确宇宙学的呼吁，但尚未证明它只是一个数学术语，需要根据观测结果来平衡物理学家的方程式。而宇宙膨胀，一个理论上非常早期宇宙加速膨胀的时期，由于其“太方便”的性质，顽固地成为一个争议点。

我们冒着所谓的“后经验物理学”的风险。简而言之，一个被世界迷失的宇宙

事实上，仔细观察宇宙学的许多主张表明，一个宇宙的解算程度不如一个由猜测构成的脆弱宇宙，更好地反映了一系列实体，这些实体，如暗物质，看起来有充分的理性，但顽固地仍然是未知的。正如宇宙学家佩德罗·费雷拉（Pedro Ferreira）所说，存在着“真正的风险”，即进一步的实验只会揭示“关于我们无知的更精确的陈述，但仅此而已”。

这在基础物理学的其他领域也有所呼应。在高能物理学中，2012 年探测到希格斯玻色子是一项长达数十年的研究计划的最高成就，该计划成功证实了粒子物理学标准模型的预测，该模型是描述物质微观结构的框架。然而，物理学家一直将标准模型视为临时解决方案，是迈向更完整的“万物理论”的垫脚石，该理论将把引力纳入其解释中，并成功地解释所有尺度的物理现象。出于这个原因，该模型的缺陷和更方便的功能被容忍了。

然而，随着岁月的流逝，这些缺陷仍然存在。价值数十亿美元的大型强子对撞机 （LHC） 并没有表明理论家的扩展或替代方案只不过是投机性的放纵。作为回应，一些人呼吁使用更大的对撞机，例如拟议的未来圆形对撞机 （FCC），以期窥见他们坚信超出标准模型的物理学。成本估计为 170 亿美元。

除此之外，关于大爆炸前物理学和多元宇宙的推测性想法越来越多，以及弦理论家认为他们的理论的内部一致性可能比他们的实证验证更重要。有了这些，我们就冒着所谓的“后经验物理学”的风险。除非有什么变化，否则要么放弃基础物理学，要么意味着物理学领域越来越摆脱经验的证实。简而言之，它冒着宇宙被世界迷失的风险。

强调这种停滞的物理学家倾向于开出更多的物理学处方，尽管物理学的处理方式不同。但没有人会走得这么远，甚至认为答案可能根本不在物理学中。相反，建议看看我们如何看待和谈论基础物理学。而且，虽然统一性和终结性对这门学科来说可能很重要，但这些概念较少反映宇宙的本来面目，而更多地反映了我们希望找到它。在这张图片中，对物理学当前困境的适当处方可能不是更多的物理学，而是更少的物理学。

长期以来，大量的“最终理论”一直激励着物理学家。理论物理学似乎即将实现它，但永远无法掌握，它试图将其最成功的两个理论——量子理论和广义相对论——放在一个“万物理论”下。人们希望并有时假设，在其更完整的视野中，这样的理论也将寻求在其解释中包含所有其他形式的知识。

即使在今天，明确指出后一种雄心壮志已经不那么时髦了，但统一和终局的叙述在这门学科中仍然存在。事实上，这是一个经常融入实践本身的假设。例如，在 1993 年，天体物理学家 Edward W Kolb 说：

宇宙学的工作是提供一块画布，其他科学领域......可以将他们各自的线索编织成我们对宇宙的理解的挂毯。科学内在的统一性最能体现在宇宙学（研究宇宙中最大的事物）和粒子物理学（研究最小的事物）之间的相互作用中得到了最好的说明。

这种统一性被认为是科学所固有的，并且通常将物理学置于最顶端。这种假定的权威是如此普遍，以至于它导致一些领先的物理学家将宗教和哲学描绘成过时的。例如，在他死后出版的《对重大问题的简要回答》（2018 年）一书中，史蒂芬·霍金 （Stephen Hawking） 自由地声称宇宙物理学已经“没有创造者的可能性”。面对这样的争论，人们认为物理学本身可以而且应该解开宇宙的“秘密”并不少见。

为了理解为什么我们很容易将物理学世界与我们独特和最基本的现实混为一谈，让我们回到我们开场的案例，即流行物理学书籍所呼应的主题。这些书希望提出的建议很明确：有一个隐藏在我们感官之外的现实，比其他所有现实都更基本，它仍然是物理学家专门负责理解的。如果有机会，以平装本为代价，这个现实也可以与潜在的读者分享。我们应该质疑这些书及其叙述在汇总并不断重复时起到什么作用，这不仅对非专业公众，而且实际上对物理学家本身也是如此。

我们犯了一个错误，认为仅仅因为世界可以用物理学来审问，宇宙从根本上说是物理的

正如理论物理学家卡洛·罗维利 （Carlo Rovelli） 在《现实并非如此》（2014 年）的序言中所说：“我们对世界了解得越多，就越会惊叹于它的多样性、美丽和简单性。在序言的后面，他对柏拉图的洞穴寓言进行了熟悉的演绎，以支持物理学家对真理的追求，并寻求超越复杂表象的简单现实。罗维利指出，我们“都身处洞穴深处，被我们的无知和偏见所束缚”，他认为，正是科学能够“揭示现实的新区域，并构建新颖和更有效的世界形象”，将带来我们的解脱。

正如社会学家布鲁诺·拉图尔（Bruno Latour）在《自然政治》（Politics of Nature，1999）中所说，洞穴的寓言是熟悉的，它揭示了西方和科学思想的一个决定性特征：世界一分为二。一方面，一个混乱的主观世界，一个罗维利所说的“偏见”和“无知”的世界——所有可以被描述为社会世界的属性。另一方面，自然世界，客观而原始，不受人类的困扰。

物理学家可以声称自己扮演的角色似乎只属于他们，即逃离拉图尔所说的“社会世界的暴政......这样他最终就能思考客观世界。在这个角色中，物理学家承担着特殊的权威，以及在这些世界之间来回移动的独特能力，并为不完美的人类代言“真实”的现实。

本质世界（物质、形式、形状和物质）和次要品质（颜色、声音、味道、情感、思想等）之间的这种划分，就是哲学家和数学家阿尔弗雷德·诺斯·怀特海（Alfred North Whitehead）在 1920 年代所说的“自然的分叉”。正是通过一种谬误，他称之为“放错位置的具体谬误”，即“将抽象误认为具体的错误”，我们才把抽象的世界——赋予物理学的世界——看作是更真实的、更真实的始作俑者，也是第二个世界的起因。

我们生活在一个似乎将物质、物理和客观的现实置于被认为非物质、精神和主观之上的时代，我们任何人都应该不足为奇。否则，情况往往如此。事实上，根据怀特海德的说法，分叉是偶然的，对应于我们配置现实的一种非常特殊的方式。通过物理学所取得的许多成功，我们犯了一个错误，即仅仅因为世界可以被物理学拷问，宇宙从根本上说就是物理的。

那么，我们能认真对待差异的可能性吗？我们怎么能设想一个配置不同的世界，而不愚蠢地放弃物理学给我们的许多见解呢？要回答这些问题，就需要我们面对心理学家和哲学家威廉·詹姆斯（William James）在《实用主义》（Pragmatism，1907）中所说的“所有哲学问题中最核心的问题”：一与多。

与它不可分割的统一性的看似常识性的信念相反，詹姆斯评论说，世界可能被更好地理解为既是一又是多，一个在遇到这样的世界时被揭示出来的世界。

詹姆斯寻求的命题既激进又简单，与哲学和科学研究的运作量背道而驰。经过思考，似乎没有什么可以支持世界整体或最终统一的假设，经验似乎也无法证实绝对分裂的概念。正如詹姆斯在《多元宇宙》（A Pluralistic Universe，1909）中所分享的那样，他发现“甚至没有充分的理由怀疑存在任何比我们有限生物所游动的分布、串连和流动的那种更高教派的现实。然而，许多形式的探究的目标往往是努力辨别一个固定的、单一的现实，或其某些方面。

多元宇宙”要求我们接受这样一个事实，即我们可以通过多种方式来认识和存在于世界上

因此，詹姆斯的回应是提出存在一个多元宇宙，或一个“多元宇宙”，其中世界的一和多不是世界本来面貌的特征，而是世界本来的样子。首先，多元宇宙是一个正在形成的世界。它永远未完成，并保留了其统一或分裂的答案，将其作为一个正在进行的实证研究的问题。

为了将这个想法发挥到最根本的作用，它要求我们接受，我们可以通过多种方式来认识和存在于世界上，并认真对待其他知识、实践和文化所提出的现实，就像现实一样。然而，“认真对待”不仅仅是某种自由宽容的行为。正如科学哲学家伊莎贝尔·斯滕格斯 （Isabelle Stengers） 在 2003 年所说：“道德测试很可能......首先要试着设想别人不得不容忍你。

这并不是说有一个世界应该寻求包含所有的多重性。“认真对待”的活动也不是一种天真的相对主义行为，在这种行为中，不同的现实被期望平等共存，而没有批判性地研究它们如何相互交叉、重叠和潜在地相互矛盾。挑战比这两者都要困难得多：相反，它是一个邀请，让这些现实深深地困扰着自己的现实。

我建议我们必须认真对待其他世界的可能性。我所说的不是人们熟悉的多元宇宙的猜测，或者多世界假说，由物理学引入，以接受宇宙持续的不确定性。相反，它是要认真对待那些物理学和现代现实主义原本不屑一顾的世界。也就是说，例如，在这样的世界里，原住民的地球生物是真实的，日本家庭成员的鬼魂被照顾，以及上帝与与他交谈的福音派信徒交谈的地方。

这也是为了暗示回归公开质疑物理学的主张。曾经，物理学家和哲学家之间就时间的本质以及物理学在多大程度上可以说是现实的公开辩论，而今天，物理学和哲学之间的公开辩论很少严肃。相反，当哲学期刊上讨论类似的问题时，它们在很大程度上是尊重物理学的主张来解决的。

现在，基础物理学的巨大成就毋庸置疑。此外，它的投机性赌注可能还会随着时间的推移而得到回报。然而，这样的赌注让该领域不清楚，如果它没有达到自己的高期望，该在哪里寻找替代方案，而被认为最接近现实的从业者离现实最远。

作为回应，我们需要一个更谦逊的物理学，它的思辨野心同样激进，但在其命题中引入相互矛盾的愿景，而不仅仅是屈从于物理学主张的愿景。在这方面，我们将有一个更具冒险精神的物理学，一个接受并邀请来自其他实践和学科的批评进入当前困境的物理学。

更务实地说，它将允许将物理学与其他实践相结合。生物物理学和气候物理学就是很好的例子。与宇宙学和基础物理学不同，它们并不以一个领域优于另一个领域为前提，而是了解它们的局限性，以及各自和受限制的应用领域。

但我们可能会走得更激进，从纯粹的物理主义方法出发，拥抱那些被忽视为纯粹幻想、故事或“非物质”的模式，重新将物理学与现实的另类辩论、愿景和配置联系起来。这可能需要我们放弃物理学作为科学旗手的特权地位，就像我们对待古代哲学家和大祭司所做的那样，因为物理学比其他实践更具有通往更深层次现实的独特途径。

它甚至可能要求我们完全放弃物理学，以获得一个扩展的现实，这个现实不仅接受而且鼓励差异的可能性等等。或者，正如推理小说作家乌苏拉·勒金（Ursula Le Guin）曾经说过的那样，我们需要的是“更大现实的现实主义者”。

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