• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  Science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Teori om allting:Hur en rädsla för att misslyckas hämmar fysikers strävan efter det ultimata svaret
    Albert Einstein försökte och misslyckades. Kredit:wikipedia, CC BY-SA

    Det har gått över ett sekel sedan fysikens högkonjunktur exploderade med Albert Einstein, Max Planck och andra, vilket fick oss att snurra in i en ny värld av kaos från vårt tidigare ordnade universum. Denna briljanta generation av fysiker skalade till slut tillbaka lagren av universum, såväl som av atomen, för att avslöja en värld som är främmande än fiktion.



    Ända sedan kvantmekanikens tidigaste dagar, teorin som styr mikrovärlden av atomer och partiklar, har fysikens heliga gral hittat en teori om allt – att förena kvantmekaniken med Einsteins allmänna relativitetsteori, som gäller universum i stor skala .

    Men vi har fortfarande inte en beprövad teori om allt. Och jag tror att en rädsla för att misslyckas är en stor del av problemet.

    Att skapa en teori om allt är inte helt lätt. Det innebär att producera ett ramverk som förenar de fundamentala krafterna i vårt universum, samtidigt som det tar hänsyn till alla underliggande konstanter och kvantiteter såväl som varje subatomär partikel. Priset för den som svarar på denna yttersta fråga är evig ära i mänsklighetens annaler.

    Det var stor hunger efter att lösa det i Einsteins generation. Faktum är att Einstein arbetade på en teori om allt på sin dödsbädd – arbete som han till slut blev förlöjligad för. Einsteins bidrag till fysiken var så stort att han fortfarande är en superstjärna. Men fysikerna Arthur Eddington, Hermann Weyl och matematikern David Hilbert var inte så lyckligt lottade, med några som fick mycket värre konsekvenser.

    Ta till exempel Eddington, kanske den största vetenskapsman du aldrig har hört talas om. Astronomen och fysikern från Cambridge visade att Einstein hade rätt i sitt arbete med att analysera en förmörkelse från 1919 – vilket ledde till att Einstein blev superstjärna. Eddington skrev också de första engelska böckerna om relativitetsteori innan han gjorde samma sak om Georges Lemaîtres Big Bang-teori.

    Han skrev också en bok om kvantfysik och blev den största populära författaren om vetenskap på 1920- och 1930-talen, vid sidan av sitt banbrytande arbete om stjärnfysik (stjärnornas fysik). Ändå är han obskyr idag på grund av hans intensiva strävan efter en grundläggande teori.

    Publicerad postumt, förvisades hans försök omedelbart för dess otroliga misslyckande. Hånat som numerologi (tron på ett mystiskt förhållande mellan ett nummer och händelser), gjordes hans märkliga intresse för kraften i vissa siffror till narr av andra forskare. Och, som många framstående astrofysiker har påpekat, har den inte producerat något värde sedan den publicerades.

    Eddingtons fantastiska slutliga misslyckande fungerade som en kraftfull varning för priset som kommer med att missa målet. Det sista decenniet av hans liv tillbringade efter en teori om allt slutade i allvarlig skada på hans arv.

    En ny generation

    Generationen av fysikern Richard Feynman (1918–88), efter Einsteins och Eddingtons, tappade intresset för en teori om allt. Feynman och hans kamrater fann sin egen ära i nya subatomära upptäckter och teorier, och tillämpningar av fysik till kemi och biologi, vilket ledde till flera Nobelpriser. Förlöjligandet av dem som försökte och misslyckades före dem kan ha varit en av anledningarna.

    Denna orimliga kostnad för misslyckande steg till slut tillsammans med mellankrigsfysikens ära. Under en period av oöverträffad framgång var misslyckandet mer oförlåtande. Detta var knappast ett incitament för unga och briljanta moderna hjärnor som försökte ägna sig åt den största frågan.

    Än idag blir försök till teorier om allt hånade. Strängteori, till exempel, är ett sådant försök och har föraktats av Nobelpristagaren Roger Penrose för att inte vara "riktig vetenskap."

    Han är inte ensam. Fysikern Stephen Hawking trodde att en version av strängteorin kallad M-teorin var vårt bästa alternativ för en teori om allt. Men teorin har haft svårt att ta fram förutsägelser som kan testas genom experiment.

    En ung forskare idag kanske undrar om Einstein, Eddington och Hawking inte kunde lösa problemet, vem skulle då göra det? Och faktiskt är många tveksamma till att det kan uppnås. Är det ens nödvändigt eftersom vi pragmatiskt kan klara oss utan en?

    Det är därför inte konstigt att många fysiker föredrar att undvika termen "teorin om allting" nuförtiden och istället väljer mindre storslagna alternativ som "kvantgravitation."

    Finansiering och karriärutveckling

    Vid sidan av det höga priset för ett misslyckande lurar andra problem. Ett briljant ungt sinne kan stirra in i en återvändsgränd i karriären när han letar efter en teori om allt. Vilken akademisk utveckling kan man förvänta sig i början av sin karriär om detta önskas? Vem kommer att ge betydande finansiering till unga, oprövade forskare som strävar efter ett till synes omöjligt mål på kort sikt?

    Det är troligt att en teori om allt i slutändan kommer att kräva massivt samarbete för att lösas. Ironiskt nog kan detta vara ett jobb för de äldre fysikerna, trots varningar från Eddington och andra. Francis Crick ägnade sin uppmärksamhet åt att försöka lösa problemet med medvetande under sina senare år, om än utan framgång.

    Vi behöver samarbete. Men vi kanske tittar på möjligheten att en teori om att allt bara kommer från de som har åstadkommit så mycket att de har råd med den potentiella förlägenheten och kommer att gynnas av tvivel. Detta väcker knappast entusiasmen hos de livfulla, unga sinnen som annars kan ta itu med problemet.

    När vi försöker lösa det ultimata problemet kan vi ha skapat ett monster av misstag. Vårt akademiska ramverk för forskningsprogression är inte gynnsamt för det, och historien har presenterat en ovänlig bild av vad som händer med dem som försöker.

    Och ändå har våra största framsteg alltid kommit från de som är villiga att ta risker.

    Tillhandahålls av The Conversation

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com