诺贝尔奖得主弗兰克·威尔切克的“通往现实的十大钥匙”——了解我们自己和我们在宇宙中的位置

对现实的关键

“体验两个不同宇宙之间的深度和谐 - 美丽思想的宇宙和身体行为的宇宙 - 对我来说是一种精神觉醒。它成了我的职业。我没有失望。“- Frank Wilczek。信誉:克里斯汀丹尼洛夫,麻省理工学院,股票图像

为了理解我们自己和我们在宇宙中的位置,“我们不仅要谦虚,还要有自尊,”这位物理学家在一本新书中写道。

1970年春,全国各地的大学爆发了学生抗议活动,以回应越南战争和国民警卫队枪杀肯特州立大学示威者的事件。在芝加哥大学如果他回忆起,弗兰克威尔彻基是一名本科,定期计划的课程是“正在进行的课程”即兴化学,半志力“。

在这个动荡的时间里,Wilczek在数学中发现了意想不到的舒适度,以及对世界的新理解。他决定通过Peter Freund教授彼得·弗氏德(Peter Freund)坐落在一堂课上,通过对称性的数学理论和这些理论可以预测物理世界中的行为的数学理论带领学生。

在他的新书中,“基本面:十键对现实”,今天发表了Penguin Press,Wilczek写道,课程是一个启示:“体验两个不同宇宙之间的深度和谐 - 美丽思想的宇宙和身体的宇宙行为 - 对我来说是一种精神觉醒。它成了我的职业。我没有失望。“

威尔切克,他是赫曼菲什巴赫物理学教授麻省理工学院自从对物理世界的基本理解做出了突破性的贡献,因为他得到了广泛认可的,最重要的是,2004年与诺贝尔物理学奖,他与物理学家大卫总和和大卫政治家。他还撰写了几个关于物理学和科学史上的受欢迎的科学书籍。

在他的新书中,他用物理学的基本理论,从宇宙学到量子力学,将科学家对物理世界的集体理解蒸馏出了10个广泛的哲学主题,从宇宙学到量子力学,让空间,时间和我们在宇宙中的地方。

“人们与世界的全部内容搏斗,”Wilczek告诉了麻省理工学院的新闻。“他们并不担心恰恰相识,恰恰是库仑的法律是什么,而是想了解更多关于古希腊语的问题:什么是空间?时间是什么?所以最终,我提出了10个断言,在哲学层面,但由非常具体的事实支持,组织我们所知道的。“

过山车重生

Wilczek在今年春天早些时候写了这本书,在另一个动荡的时间,在全球大流行的开始时。他的孙子曾出生,因为Wilczek正在为他的书铺设结构,并且在序言中,物理学家写道,他认为婴儿始于他的观察和与环境的互动来建立世界的模型,“具有满足的好奇心和少数先入为主。“

Wilczek表示,科学家可能会从婴儿的方式学习,通过建立和修剪世界的更详细的型号,具有类似的无偏见,开放的前景。当他觉得自己对世界的理解根本转向时,他可以记得。数学对称的大学课程是一个早期的例子。最近,人工智能和机器学习的兴起促使他重新考虑“知识是什么,以及它是如何获得的。”

他写道:“重生的过程可能会让人迷失方向。但是,就像坐过山车一样,它也可以是令人兴奋的。它给那些重生的人带来了一份礼物:在科学的道路上,世界似乎变得新鲜、清晰、奇妙而丰富。”

“物质的模式”

威尔切克的书为读者提供了充分的机会来重新构建他们对现实世界的看法。例如,他在题为“空间很大”的一章中写道,虽然宇宙浩瀚无边,但我们自身还有另一种尺度的浩瀚。为了说明他的观点,他计算出大约有10亿亿个原子组成人体。这大约是可见宇宙中恒星数量的100万倍。他说,我们内部和外部的群体并不矛盾,但可以用同一套物理规则来解释。

事实上,尽管宇宙千奇万异,却可以用一套少得惊人的规则来描述,这些规则统称为标准物理模型,尽管威尔切克更喜欢用另一个名字来称呼它。

“所谓的标准模型是米兰尼亚调查的高潮,让我们了解如何完全运作,”Wilczek说。“所以称之为一个模型,标准,是一个丢失的机会,以便真正传达给人类所取得的成就的程度。这就是为什么我喜欢称之为“核心”。这是我们可以从中建造出来的核心态度。“

威尔切克带读者通过许多关键的实验,理论,和物理学家在建立和验证标准模型,及其宇宙的数学描述的启示。

在这常常令人愉快的科学之旅中,我们会简短地提到威尔切克自己的贡献,比如他获得诺贝尔奖的工作建立了量子色动力学理论;他对轴子的描述,这是一种理论粒子,以一种同名的洗衣粉命名(他写道:“它很短,很吸引人,而且能很好地与质子、中子、电子和介子搭配在一起。”);他还引入了任意子——一种全新的粒子,既不是费米子也不是玻色子。

今年4月和7月,科学家分别对任意子进行了首次观测,这距离威尔切克首次提出任何子的存在已经过去了近40年。

“我开始认为它永远不会发生,”Wilczek说,当发现被公开时,他正在完成他的书。“当它终于做到了时,这是一个美丽的惊喜。”

发现Antons的发现打开粒子用作量子计算机的构建块的可能性,并标志着我们对宇宙的理解中的另一个里程碑。

在完成他的书时,Wilczek写了关于“互补性” - 一种物理学的概念,指的是两个看似对比的理论,例如光的波浪和粒子理论,可以单独解释同一组现象。他在整本书中指出了许多物理学的互补理论,并扩大了对哲学的想法以及接受世界对比观的方式可以帮助我们扩大我们的经验。

他写道:“随着进步,我们开始认为人和生物具有内在价值,和我们自己一样值得深深尊重。”“当我们把自己看作物质的模式时,自然会把我们的亲属圈画得非常宽。”

弗兰克·威尔切克的《基本原理:现实的十要素》

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