投资体系所谓完美了，认知终于充分了？但比起科学，可差的太远了，科学是真的有一个极其精密的数学原理框架了。但是看看科学是如何又被变化彻底颠覆的：
物理学发展到19世纪末期，可以说是达到相当完美、相当成熟的程度。一切物理现象似乎都能够从相应的理论中得到满意的回答。例如，一切力学现象原则上都能够从经典力学得到解释，牛顿力学以及分析力学已成为解决力学问题的有效的工具。对于电磁现象的分析，已形成麦克斯韦电磁场理论，这是电磁场统一理论，这种理论还可用来阐述波动光学的基本问题。至于热现象，也已经有了唯象热力学和统计力学的理论，它们对于物质热运动的宏观规律和分子热运动的微观统计规律，几乎都能够做出合理的说明。总之，以经典力学、经典电磁场理论和经典统计力学为三大支柱的经典物理大厦已经建成，而且基础牢固，宏伟壮观。
在这种形势下，物理学家感到陶醉，感到物理学已大功告成，因而断言往后难有作为了。这种思想当时在物理界不但普遍存在，而且由来已久。
普朗克曾在1924年做过一次演讲。在演讲中，他回忆1875年在慕尼黑大学学物理时，物理老师曾劝他不要学纯理论，因为物理学“是一门高度发展的、几乎是臻善臻美的科学”，现在这门科学“看来很接近于采取最稳定的形式。也许，在某个角落里还有一粒尘屑或一个小气泡，对它们可以去进行研究和分类，但是，作为一个完整的体系，那是建立得足够牢固的。
而理论物理学正在明显地接近于几何学在数百年中所已具有的那样完美的程度。”普朗克的另一位名师，柏林大学的基尔霍夫也说过类似的话，他说“物理学已经无所作为，往后无非在已知规律的小数点后面加上几个数字而已。”
普朗克如果信了，那后面量子物理历史就没有他的位置了。
1900年4月27日，英国著名物理学家威廉.汤姆生（即开尔文男爵，超级大拿）在英国皇家学会发表了题为“在热和光动力理论上空的十九世纪的乌云”的演讲。
他在回顾物理学所取得的伟大成就时说，物理大厦已经落成，所剩只是一些修饰工作。同时，他在展望20世纪物理学前景时，却若有所思地讲道：“动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了，”“第一朵乌云出现在光的波动理论上，”“第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上。
尽管开尔文对物理学成就的评价言之过激，但他能够在此万里晴空中发现“两朵乌云”并为之忧心忡忡，足见他富有远见。物理学发展的历史表明，正是这两朵小小的乌云，终于酿成了一场大风暴。
当旧理论的支持者纷纷死去，才是新理论登场的时候。两朵乌云后，量子力学和相对论出现了，经典物理崩塌了。
物理学发展到19世纪末期，可以说是达到相当完美、相当成熟的程度。一切物理现象似乎都能够从相应的理论中得到满意的回答。例如，一切力学现象原则上都能够从经典力学得到解释，牛顿力学以及分析力学已成为解决力学问题的有效的工具。对于电磁现象的分析，已形成麦克斯韦电磁场理论，这是电磁场统一理论，这种理论还可用来阐述波动光学的基本问题。至于热现象，也已经有了唯象热力学和统计力学的理论，它们对于物质热运动的宏观规律和分子热运动的微观统计规律，几乎都能够做出合理的说明。总之，以经典力学、经典电磁场理论和经典统计力学为三大支柱的经典物理大厦已经建成，而且基础牢固，宏伟壮观。
在这种形势下，物理学家感到陶醉，感到物理学已大功告成，因而断言往后难有作为了。这种思想当时在物理界不但普遍存在，而且由来已久。
普朗克曾在1924年做过一次演讲。在演讲中，他回忆1875年在慕尼黑大学学物理时，物理老师曾劝他不要学纯理论，因为物理学“是一门高度发展的、几乎是臻善臻美的科学”，现在这门科学“看来很接近于采取最稳定的形式。也许，在某个角落里还有一粒尘屑或一个小气泡，对它们可以去进行研究和分类，但是，作为一个完整的体系，那是建立得足够牢固的。
而理论物理学正在明显地接近于几何学在数百年中所已具有的那样完美的程度。”普朗克的另一位名师，柏林大学的基尔霍夫也说过类似的话，他说“物理学已经无所作为，往后无非在已知规律的小数点后面加上几个数字而已。”
普朗克如果信了，那后面量子物理历史就没有他的位置了。
1900年4月27日，英国著名物理学家威廉.汤姆生（即开尔文男爵，超级大拿）在英国皇家学会发表了题为“在热和光动力理论上空的十九世纪的乌云”的演讲。
他在回顾物理学所取得的伟大成就时说，物理大厦已经落成，所剩只是一些修饰工作。同时，他在展望20世纪物理学前景时，却若有所思地讲道：“动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了，”“第一朵乌云出现在光的波动理论上，”“第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上。
尽管开尔文对物理学成就的评价言之过激，但他能够在此万里晴空中发现“两朵乌云”并为之忧心忡忡，足见他富有远见。物理学发展的历史表明，正是这两朵小小的乌云，终于酿成了一场大风暴。
当旧理论的支持者纷纷死去，才是新理论登场的时候。两朵乌云后，量子力学和相对论出现了，经典物理崩塌了。
第六九九天，1900年，英国物理学家威廉•汤姆生发表了题为“在热和光动力理论上空的19世纪乌云”的演讲。此时此刻的物理学家们似乎认为物理学的大厦已经建立起来了，剩下的工作就是些缝缝补补的打杂活。
但是这两朵乌云毫无消散的意愿，一个是黑体辐射问题，一个是光速问题。以现代时空观角度来看，正是这两朵在当时看起来不怎么重要的乌云却彻底将物理学的大厦推倒，重新构建起来了。黑体辐射问题的解决造就了量子力学，光速问题的解决造就了相对论。
量子力学和相对论的建立已经过去了一个世纪。这一百年内，再也没有出现类似量子力学和相对论这样划时代的物理理论的出现。
然而现代物理学天空上的乌云数量远超19世纪。或许下一场物理学的革命就蕴藏在这些乌云里。所以我将开设一个新的专题，持续更新十几期现代物理学乌云的内容。
现代物理学乌云大致分为62种，纯理论方面的乌云28种，有科学解释，但是缺乏合理证据的乌云有34种。
我计划将一些比较迫切，且可能造成物理学重大突破的乌云单独列出来做一系列内容。
本期内容的主题先从最迫切解决的真空灾变开始
前面有一期内容科普过真空非空的概念。在量子力学中，即便在空间中移除掉所有物质，真空中依然会残留一部分能量，这部分能量就是零点能量。在空无一物的真空中，零点能量可以变成真空能量。
按照量子场论的估计，真空的零点能密度为10∧121GeV／m³
但是从旅行者探测卫星测量到数据分析，真空能量密度的上限是10∧14Gev／m³
理论预测和测量到的真空能量密度数值居然相差了107个数量级。所以量子场论预测的真空能量密度也被称为物理学史上最差劲的预测。
如果仅相差一个数量级，我们还能怀疑测量数据可能存在误差。数量级差距如此巨大，基本上将问题的矛盾直指量子场论。所以我们不得不怀疑量子场论存在重大漏洞。
咱们先看看量子场论是怎么预测真空能量的
真空不空且具有能量，主要是是因为真空中总会凭空出现正反粒子对，正反粒子对的能量是向真空借的，暂时会打破能量守恒定律，然后凭空出现的正反粒子对会马上湮灭，又将能量还给真空。
从宏观上来看，能量守恒定律是成立的。
按照海森堡的不确定性原理，微观粒子的位置和动量不可能同时精确测量出来，粒子动量测得越精准，位置越不准。真空中凭空出现正反粒子可以称为虚粒子，虚粒子也符合不确定性原理。这些虚粒子消失得越快，意味着位置变化越小，位置精确度越高，动量就越大，所以能量也就越大。
如果虚粒子存在的时间接近无限小，那么能量就无限大，这和事实不符。所以虚粒子存在的时间不能无限小，必须有个限定值，虚粒子存在的时间底限可以取普朗克时间。问题是，一旦将普朗克时间作为虚粒子存在的时间下限时，计算出真空能量密度会比观测值高出整整107个数量级。
现在只能有三种解释
第一：量子场论需要重新修订。
第二：观测方式有误，但是这种可能性基本上可以排除。
第三：需要引入新的理论解释，或者存在未知的物理机制抵消了理论和观测之间的巨大差值。这个差值得解决可能要引入量子引力理论。
但是这两朵乌云毫无消散的意愿，一个是黑体辐射问题，一个是光速问题。以现代时空观角度来看，正是这两朵在当时看起来不怎么重要的乌云却彻底将物理学的大厦推倒，重新构建起来了。黑体辐射问题的解决造就了量子力学，光速问题的解决造就了相对论。
量子力学和相对论的建立已经过去了一个世纪。这一百年内，再也没有出现类似量子力学和相对论这样划时代的物理理论的出现。
然而现代物理学天空上的乌云数量远超19世纪。或许下一场物理学的革命就蕴藏在这些乌云里。所以我将开设一个新的专题，持续更新十几期现代物理学乌云的内容。
现代物理学乌云大致分为62种，纯理论方面的乌云28种，有科学解释，但是缺乏合理证据的乌云有34种。
我计划将一些比较迫切，且可能造成物理学重大突破的乌云单独列出来做一系列内容。
本期内容的主题先从最迫切解决的真空灾变开始
前面有一期内容科普过真空非空的概念。在量子力学中，即便在空间中移除掉所有物质，真空中依然会残留一部分能量，这部分能量就是零点能量。在空无一物的真空中，零点能量可以变成真空能量。
按照量子场论的估计，真空的零点能密度为10∧121GeV／m³
但是从旅行者探测卫星测量到数据分析，真空能量密度的上限是10∧14Gev／m³
理论预测和测量到的真空能量密度数值居然相差了107个数量级。所以量子场论预测的真空能量密度也被称为物理学史上最差劲的预测。
如果仅相差一个数量级，我们还能怀疑测量数据可能存在误差。数量级差距如此巨大，基本上将问题的矛盾直指量子场论。所以我们不得不怀疑量子场论存在重大漏洞。
咱们先看看量子场论是怎么预测真空能量的
真空不空且具有能量，主要是是因为真空中总会凭空出现正反粒子对，正反粒子对的能量是向真空借的，暂时会打破能量守恒定律，然后凭空出现的正反粒子对会马上湮灭，又将能量还给真空。
从宏观上来看，能量守恒定律是成立的。
按照海森堡的不确定性原理，微观粒子的位置和动量不可能同时精确测量出来，粒子动量测得越精准，位置越不准。真空中凭空出现正反粒子可以称为虚粒子，虚粒子也符合不确定性原理。这些虚粒子消失得越快，意味着位置变化越小，位置精确度越高，动量就越大，所以能量也就越大。
如果虚粒子存在的时间接近无限小，那么能量就无限大，这和事实不符。所以虚粒子存在的时间不能无限小，必须有个限定值，虚粒子存在的时间底限可以取普朗克时间。问题是，一旦将普朗克时间作为虚粒子存在的时间下限时，计算出真空能量密度会比观测值高出整整107个数量级。
现在只能有三种解释
第一：量子场论需要重新修订。
第二：观测方式有误，但是这种可能性基本上可以排除。
第三：需要引入新的理论解释，或者存在未知的物理机制抵消了理论和观测之间的巨大差值。这个差值得解决可能要引入量子引力理论。
《二朵烏雲》
人类只能活在極其有限的三维空间里，根本无法想像宇宙到底是什麼？更不用說，宇宙之外还能有什么样的“东西”存在。
别被现在看起来高大上的科学给屏蔽了其他的可能性。历史上存在太多这样的“自大”⋯⋯
在物理历史里，“二朵乌云”就是一个“井底之蛙”的最佳展示。
1900年，在英国皇家学会上，著名物理学家汤姆生发表了新年祝词。
在回顾物理学所取得的伟大成就时，他说：“物理大厦已经落成，所剩只是一些修饰工作。”
同时，他在展望20世纪物理学前景时，却若有所思地讲道：“动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了，第一朵乌云出现在光的波动理论上，第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上。”
事实证明，所有认为“物理学即将走到终点”的物理学家，全都踢到铁板。历史必然会记上这些人一笔。
以前如此，未来亦将如此。
#情感[超话]#
人类只能活在極其有限的三维空间里，根本无法想像宇宙到底是什麼？更不用說，宇宙之外还能有什么样的“东西”存在。
别被现在看起来高大上的科学给屏蔽了其他的可能性。历史上存在太多这样的“自大”⋯⋯
在物理历史里，“二朵乌云”就是一个“井底之蛙”的最佳展示。
1900年，在英国皇家学会上，著名物理学家汤姆生发表了新年祝词。
在回顾物理学所取得的伟大成就时，他说：“物理大厦已经落成，所剩只是一些修饰工作。”
同时，他在展望20世纪物理学前景时，却若有所思地讲道：“动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了，第一朵乌云出现在光的波动理论上，第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上。”
事实证明，所有认为“物理学即将走到终点”的物理学家，全都踢到铁板。历史必然会记上这些人一笔。
以前如此，未来亦将如此。
#情感[超话]#
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