跟着番茄学物理

第120章 物理学界:困于知识巨擘的迷局(2/2)

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洛尘思考片刻,缓缓说道:“弦论起源于 20 世纪 60 年代,当时科学家在研究强相互作用时提出这一理论。

弦论认为,宇宙万物由极其微小的弦构成,弦的不同振动模式决定了粒子的性质。

它试图统一量子力学和广义相对论,构建能解释所有相互作用的理论体系。

弦论中提到十维空间,理解起来有一定难度。

打个比方,我们生活在三维空间,就如同二维平面上的生物,二维生物只能感知前后、左右两个方向,而我们三维空间的生物,不仅能感知前后、左右,还能感知上下。

弦论中的十维空间,是在三维空间基础上,叠加了更多维度,这些维度蜷缩在极其微小的尺度里,我们平时很难察觉。

目前,弦论还难以通过实验验证,无数科学家耗费大量精力研究,却一直难以取得实质性突破。”

骁睿接着说:“或许我们可以借鉴研究地外文明和生命科学的方法,从不同学科的交叉点寻找新的思路。

说不定生命科学中的一些原理,能为解开物理学难题提供新线索。”

洛尘点头赞同:“你说得有道理。物理学家确实该像研究生命起源时突破常规认知那样,跳出传统框架。

物理学和生命科学一样,需要保持好奇心,敢于提出新问题。

比如思考生命现象背后的物理机制,或许能开辟新的研究方向,找到打破物理学发展僵局的关键。

生命系统复杂有序的背后,是否隐藏着量子层面的调控机制,这或许能给弦论研究提供一些生物模型参考。”

骁睿紧接着追问道:“洛尘,既然弦论在现有实验条件下难以验证,我们不妨转换思路。

从生命科学的角度来看,许多复杂的生物现象在微观层面都有其独特的机制。说不定弦论所描述的高维空间,能在生物微观结构中找到对应模型。

比如,神经元之间复杂的连接网络,从某种层面看,是不是和高维空间里弦的相互作用有相似之处?”

洛尘眼睛一亮,兴奋地回应:“骁睿,你这个想法太妙了!这让我想到,在研究 dNA 双螺旋结构时,科学家通过 x 射线衍射技术获取关键信息。

我们或许可以借鉴这种跨学科的研究方法,将生物物理学中的成像技术应用到弦论研究中。

通过对微观生物结构进行高精度成像,说不定能捕捉到与弦论预测相符的现象,从而验证弦的存在。”

...

这时,一条弹幕带着质疑飞速划过:“简直异想天开!生命系统是基于碳基生物化学过程构建的,物理系统研究的是基本粒子和宇宙规律,两者本质截然不同,这种类比能有什么科学依据?”

...

洛尘的眉头瞬间皱起,推了推眼镜,陷入沉思。片刻后,他缓缓开口:“这条弹幕的质疑很有价值,乍一看,生命系统和物理系统确实分属不同领域。

但从复杂系统理论来看,无论是生命系统里的生态群落、大脑神经网络,还是物理系统中的星系演化、流体运动,都展现出复杂系统的特征 —— 自组织、涌现和层级结构。”

骁睿眼睛一亮,接过话茬:“没错!就像在生态系统中,众多生物个体通过复杂的相互作用,涌现出稳定的生态平衡,这和物理系统中粒子相互作用形成宏观物理现象,有着相似的底层逻辑。

再从信息论角度来看,生命遗传信息通过 dNA 传递,物理系统中的信息则通过粒子的状态和相互作用进行编码。说不定在信息传递和处理的层面,生命科学和物理学能找到共通点。”

洛尘微微颔首,补充道:“历史上不乏跨学科研究取得重大突破的案例。

薛定谔将量子力学理论引入生物学研究,提出遗传物质是一种非周期性晶体的设想,为 dNA 双螺旋结构的发现奠定了基础。

我们或许能借鉴这种思路,将生物物理学中的成像技术应用到弦论研究中。通过对微观生物结构进行高精度成像,捕捉与弦论预测相符的现象,从而验证弦的存在。”

...

然而,又一条弹幕尖锐地弹出:“即便能找到一些相似的理论特征,就能证明弦论的正确性吗?

...

实验验证才是物理学的基石,你们提出的方法,在实际操作中可行吗?”

洛尘皱了皱眉头,认真地说:“这条弹幕说到了关键。我们可以先构建理论模型,从数学层面论证生物微观结构与弦论的关联。

一旦找到两者之间的逻辑联系,就可以设计针对性的实验。

比如,借助冷冻电镜技术,对蛋白质分子结构进行高分辨率成像,分析其原子间的相互作用模式,与弦论所预测的粒子相互作用进行对比。

而且,弦论认为不同的弦振动模式产生了各种基本粒子。在生命体内,蛋白质的折叠和功能实现,是否也受到类似弦振动模式的影响?

我们可以从这个方向深入研究,探索生命过程中微观粒子的行为规律,说不定能为弦论提供全新的研究视角。”

骁睿追问道:“那具体该如何开展研究呢?”

洛尘思索片刻,语气坚定地说:“首先,我们需要整合物理学、生物学和数学领域的知识,组建跨学科研究团队。

其次,建立数学模型模拟生物微观结构与弦的相互作用,再通过实验进行验证。虽然这条路充满挑战,但为了打破物理学发展的僵局,值得一试。”

骁睿深吸一口气,目光坚定:“没错,探索的过程或许漫长而艰难,但只要我们保持创新思维,不断探索未知,就一定能为弦论研究带来新的突破,推动物理学的发展。”

骁睿和洛尘深知,他们的探索才刚刚开始,一场关于物理学的全新革命,或许正在悄然酝酿。

...

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