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理论物理学发展很快,前沿的物理学家在研究什么?

  理论物理学是探索宇宙真相的重要学科,现代物理学的两大支柱理论是相对论和量子力学,然而两者并不能统一,甚至存在矛盾点。
  理论物理学家一直在寻找更高级的理论,从而帮助物理学统一相对论和量子力学,甚至找到宇宙通用的"大一统理论"。
  宇宙中的大一统理论:
  理论物理学家的主要目标,就是利用理论将宇宙中的物理现象统一。
  牛顿曾经提出牛顿经典力学,几乎可以解释地球上出现的所有物理现象,然而随着物理学的发展,牛顿经典力学开始出现局限性。
  物理学家在利用牛顿经典力学进行各种宇宙验算时,总会出现微小的误差,然而没有人能解释这些误差为何存在,直到爱因斯坦提出相对论,科学家才了解到空间可以弯曲,时间流逝速度也可以发生改变。
  相对论作为现代物理学的支柱,依旧拥有统治地位,然而随着微观世界的发现,相对论开始出现局限性。
  为了让相对论适应微观世界,物理学家通过相对论延伸出量子力学,两个理论分别在不同的场合发挥作用,共同解释这个宇宙的物理法则。
  但理论物理学家想得到的,并非是多个物理理论组成的复杂世界,而是一个理论解释所有基本力的"大一统理论"。
  弦理论有机会成为大一统理论吗?
  前沿的理论物理学家,一直在寻找可以解释整个宇宙的统一理论,其中的弦理论,被认为是最有可能成为大一统理论的超前理论。
  弦理论将微观粒子进一步分解为弦,由于弦可以产生不同方向的振动,进而形成我们世界中的不同粒子。但是单一的弦想要形成非常复杂种类的粒子,需要在至少十维空间中振动,因此弦理论也暗示宇宙为十维空间。
  弦理论是非常超前的理论,几乎所有的结论都无法通过现代科学进行验证,因此很多理论物理学家称弦理论为投机取巧的理论。
  虽然弦理论非常超前,但是从理论上来说,弦理论确实统一了相对论和量子力学,因此弦理论也是目前最接近大一统理论的物理学理论。
  除了弦理论,相对论和量子力学也一直在不断发展,相对论可以利用空间完美解释的引力,在量子力学理论中却成为一个瓶颈,科学家一直通过强子撞击实验,希望可以发现能够产生引力的粒子。
  理论物理学家不断寻找的大一统理论,需要的就是对物理学的创新思维,大一统理论或许永远无法找到,或许会在不久之后统一物理学。

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