我们所知道的理论物理学“终结”火星反重力现象违背现有物理学

来自:热点网  |  2020年04月05日

计算机模拟和定制量子模拟正在改变寻找自然规律的意义。理论物理学以复杂著称,以数学形式“书写”自然规律,这意味着我们所处理的规律非常简单,至少比其他科学学科要简单得多。不幸的是,解开方程并不是件易事。例如有一个完美理论可以描述基本粒子夸克和胶子,但没有人能计算出是如何聚集在一起形成质子。目前这些方程还无法用已知的方法求解。

我们所知道的理论物理学“终结”?火星反重力现象违背现有物理学?

博科园-科学科普:类似地,黑洞合并甚至是山溪流动都可以用看似简单的术语来进行描述,但要描述出在特定情况下将会发生什么极为困难。当然,研究人员正在坚持不懈地突破极限,寻找新的数学策略。但近年来,复杂的数学并未推动这一进程,反而是强大的计算机能力推动了这一进程。上世纪80年代,第一个数学软件问世,它所做的不过是帮人们搜索大量打印出来的积分而已。

但是一旦物理学计算机触手可及,就不再需要解出积分,只需要画出解。20世纪90年代,许多物理学家反对这种“画图”方法。由于许多人没有受过计算机分析训练,所以他们有时无法从编码工件中分辨出物理现象。这就是为什么研讨会上将它降级为“数字”。但在过去20年里,这种态度发生了显著转变得益于新一代物理学家,新一代物理学家认为编码是数学技能的自然延伸。

我们所知道的理论物理学“终结”?火星反重力现象违背现有物理学?

因此理论物理学现在有许多子学科都在致力于研究计算机模拟真实世界的系统。现在已经在使用计算机模拟来研究星系的形成和超星系结构,从而计算出粒子质量是由几个夸克组成,并且找出原子核碰撞的原因,进一步理解太阳周期,目前一些研究研领域主要以计算机为基础。这种纯数学建模转变正在不断向前发展,物理学家们设计实验室系统来代替理解其他系统。

研究人员只需在实验室里观察模拟系统,进而得出结论并对系统进行预测。名为“量子模拟”研究领域之最为鲜明的例子,这一系统由相互作用的复合物体组成,类似于基本粒子之间的相互作用,这些物体间的相互作用由科学家们掌控。在电路量子电动力学中,研究人员使用微型超导电路来模拟原子,然后研究人造原子如何与光子相互作用。

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