引力是由宇宙中信息的重新分配而產(chǎn)生?新理論拋棄牛頓和愛(ài)因斯坦

2009年的夏天,理論物理學(xué)家埃里克·弗林德(Erik Verlinde)靈光一閃,產(chǎn)生了一個(gè)關(guān)于引力和宇宙是信息海洋的全新觀點(diǎn)。

現(xiàn)今斯賓諾莎獎(jiǎng)得主Erik Verlinde說(shuō):他能理解很多人要理解他十年前提出的觀點(diǎn)有困難。

引力不是牛頓的無(wú)形引力,也不是愛(ài)因斯坦的彎曲時(shí)空,引力是由于宇宙中信息的重新分配而產(chǎn)生。弗林德仍然意識(shí)到,這是一個(gè)令人震驚的想法,引發(fā)了很多問(wèn)題。
目前重寫(xiě)
然而,自那以后也發(fā)生了很多事情,弗林德在阿姆斯特丹科技園自己的小辦公室里說(shuō):在過(guò)去的十年里,我們逐漸學(xué)會(huì)了如何談?wù)摽臻g和時(shí)間信息,我正在認(rèn)真考慮重寫(xiě)我2009年的故事,但現(xiàn)在的表述要精確得多,我認(rèn)為這可以消除一些仍然存在的懷疑。然而,十年前,報(bào)紙和媒體對(duì)此卻毫不懷疑:一種全新的引力理論誕生了。為了方便起見(jiàn),在新聞節(jié)目和受歡迎的脫口秀節(jié)目De Wereld Draait Door中,Verlinde被稱為“新愛(ài)因斯坦”。

回想起來(lái),他覺(jué)得很尷尬,萊頓大學(xué)的理論家Koenraad Schalm回顧說(shuō):媒體炒作有時(shí)會(huì)引起科學(xué)家的憤怒。頭條新聞都是關(guān)于一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的引力理論,而Verlinde的假設(shè)還需要進(jìn)一步闡述和驗(yàn)證。媒體根本不明白這其中的細(xì)微差別,他們想要的只是成為下一個(gè)登上頭版的愛(ài)因斯坦或愛(ài)丁頓。
假設(shè),而不是理論
就像其他許多研究人員一樣,在論文發(fā)表后不久在萊頓舉辦了一個(gè)座談會(huì),對(duì)弗林德論文進(jìn)行更嚴(yán)密的科學(xué)審查。腳踏實(shí)地的評(píng)估是一個(gè)不錯(cuò)的假設(shè),但離理論還有很長(zhǎng)一段路要走。詳細(xì)闡述它,特別是要有觀察和證據(jù)。仍然認(rèn)為,這種懷疑是合理的。但是不要誤解這個(gè)意思,在這個(gè)學(xué)科中要有一個(gè)真正好的想法非常困難,所以應(yīng)該尊重Verlinde,因?yàn)樗o了這個(gè)領(lǐng)域一個(gè)新的方向。

在博客和其他公共媒體上,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)對(duì)弗林德作品的嚴(yán)厲批評(píng)。他被指責(zé)只是為了這一目的而散布觀點(diǎn),沒(méi)有提供任何可測(cè)試的預(yù)測(cè),發(fā)表的文章太少,只在荷蘭受到認(rèn)真對(duì)待,幾乎沒(méi)有發(fā)表任何后續(xù)文章。Verlinde坦白地說(shuō):我盡量不去聽(tīng),更喜歡去關(guān)注專家。那些太容易說(shuō)我沒(méi)有理論的人,顯然不明白理論物理學(xué)是如何工作的。你需要一步一步地闡述和測(cè)試一個(gè)新想法,必須找到正確的配方和技術(shù)。
一點(diǎn)也不奇怪
Leiden的Schalm說(shuō):與懷疑者的觀點(diǎn)相反,Verlinde的研究肯定受到了重視,他被引用了700多次。但這是非常困難的材料,很難在一夜之間產(chǎn)生新的結(jié)果。Verlinde認(rèn)為信息是宇宙最深層組成部分的觀點(diǎn)正在獲得更多支持。

如今,這已經(jīng)不像十年前那么奇怪了,也許由于如此多的信息通信技術(shù),我們?cè)絹?lái)越習(xí)慣于信息的概念。然而,問(wèn)題仍然是,這一思想只是為一個(gè)不膨脹的宇宙而作了適當(dāng)?shù)年U述。這本身就成了一項(xiàng)使命,他認(rèn)為,這將是一個(gè)偉大的想法,甚至獨(dú)立于他自己的引力理論。
計(jì)算一次
誰(shuí)是對(duì)的呢?阿姆斯特丹大學(xué)學(xué)院的科學(xué)哲學(xué)家Sebastian de Haro對(duì)Verlinde論文中的基本思想進(jìn)行了研究。作為一名哲學(xué)家,他從遠(yuǎn)處觀察,可以在有時(shí)尖銳的回應(yīng)中看到熟悉的模式。天文學(xué)家和宇宙學(xué)家對(duì)他們能夠驗(yàn)證的想法絕對(duì)感興趣。但一些弦理論學(xué)家仍然覺(jué)得它太模糊,太有啟發(fā)性。科學(xué)的時(shí)間成本。人們喜歡用大詞,這很容易讓人對(duì)好的研究過(guò)程究竟有多漸進(jìn)產(chǎn)生誤解。
有效的信息
令許多人驚訝的是,弦理論學(xué)家埃里克·弗林德(Erik Verlinde)從宇宙是一個(gè)充滿信息海洋的觀點(diǎn)推導(dǎo)出了牛頓引力定律。應(yīng)用于此的規(guī)則類似于氣體的熱力學(xué)定律。在天然氣世界里,吹氣球需要很大的力氣。同樣,重物也難被舉起來(lái),因?yàn)檫@需要提供額外的信息。人們發(fā)現(xiàn)這種對(duì)立完全符合牛頓的公式,即兩個(gè)物體相互吸引時(shí)所產(chǎn)生的力與距離的平方成反比。但與牛頓不同的是,該理論也給出了引力從何而來(lái)的概念。它是一種突現(xiàn)的力,產(chǎn)生于基本信息單位之間的相互作用。

后來(lái),愛(ài)因斯坦的引力方程也可以用同樣的方法推導(dǎo)出來(lái)。此外,Verlinde開(kāi)發(fā)了一個(gè)膨脹宇宙的版本,在這個(gè)版本中,使旋轉(zhuǎn)星系保持在一起的額外引力也可能得到解釋。大多數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為這是由暗物質(zhì)引起的,暗物質(zhì)是由未知的粒子組成??吹竭@你是不是也覺(jué)得很懵?是的,不僅如此,感覺(jué)還很荒唐?但你我的水平,還不足以點(diǎn)評(píng)!新的科學(xué)思想產(chǎn)生,有待于時(shí)間和方法技術(shù)去證偽,對(duì)與否,也許不是短期內(nèi)能證明的,與“博科園”未來(lái)一起拭目以待吧!

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