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「现代物理学遭遇前所未有的挑战」是真实的吗? 第1页

  

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作为理论物理工作者,我赞同“这是两个巨大的挑战”,但不赞同“前所未有的”和“这是物理学本身所决定的”。

先来说说这两个问题的科学价值,再来谈下为什么会有这样的言论。

首先,这两个问题和19世纪末“笼罩在物理学上的两朵乌云”应该是同一级别的问题,那就是:目前的非常完善的理论有了解释不了的现象,问题的解决一定是物理学质的突破。

19世纪末,很多人认为物理学已经完善了,完美了,只剩下两个小问题:黑体辐射和光速不变,被称作“物理学的两朵乌云”。这在当时已经非常完善,几乎可以解决所有当时已知的问题的物理学中,显得格格不入。大家发现,无论如何推导,演算,已有的理论都无法解释实验结果。到了20世纪,这两个问题的解答,给出了最著名的量子力学和相对论,这两个理论,完全打破了已有的物理学的“世界观”,是物理学本质的飞跃。

而现在看到的两个问题也是一样。目前,以量子力学和相对论为基础的,发展完善的理论,已经无法解释了。那么,人们一定会发现更新的理论,来解释它们。就像19世纪的人们完全无法理解量子力学和相对论一样,我们现在也对新的理论没有头绪。但这并不代表这是物理学的极限,这只是现有理论的极限。

例如希格斯场的问题,原文“依照爱因斯坦的广义相对论和量子力学理论,希格斯场会……实际上,希格斯场这盏灯只是微弱地点亮着。它的强度值不是0,但比完全值要小1亿亿倍”这正说明,相对论和量子力学,解释不了这个实验结果了!人们需要新的理论。暗能量也一样,“人们仍未能使用现有宇宙理论创建出一套与实际观测匹配的暗能量测量理论”。

经典理论到极限了,由天才爱因斯坦和不那么天才但也是远超普通人的“众人”给出了相对论和量子力学。那么,现在它们也到极限了,也一定会有一个,或一群人,在将来,给出新的理论,解决这些问题。

我赞同史提芬.霍金的关于“物理学极限”的观点:找到越来越高深的理论,无限逼近精确描述我们所处的宇宙,或者找到一套完美的理论,直接精确描述我们所处的宇宙。

下面讨论下,为什么会有这是“物理学的限制”这种观点。

我觉得会有物理学家提出这样的论点,是因为物理学很久没有突破了,大家也没有了突破的信念,觉得目前的理论已经是人类能找到的最精确的理论。觉得爱因斯坦已经是后无来者。

乍一看上去,这个观点很有道理,但仔细想想,太傻了,怎么做了这么多年物理,还不如民科?!

当我年少时,读了爱因斯坦、海森堡、狄拉克这些人的故事,立志学习物理学的时候,就想,如果有一天,我们对宇宙的测量,发现与相对论和量子力学矛盾的地方了,那么我就可能有机会,像他们一样NB。。。。。。

而今义无反顾投入物理学十年了,从经典学到最复杂,却发现,好像,没有什么是这两个理论联合起来解释不了的,于是觉得,这两个理论太牛了,真是神迹啊,我也不要想着做什么理论突破了。好遗憾,没有生活在七十到一百年前那个物理学的黄金时代,真想穿越回去,去目睹,甚至去参与那个时代的突破。想象拿到初版的侠义相对论论文,想象聆听海森堡的报告如醍醐灌顶,想象用最新鲜出炉的理论解释一个一个人们苦思冥想的问题,真是热血沸腾。这大概就是中学“终于解出这道题”的快感的终极境界吧,这也正是很多人选择进入这一行的最初动力吧。

看到最新的报道,突然觉得,那个黄金时代,离自己是如此的近。

可以想象,一大波划时代的物理学家正在诞生。

突然觉得,自己好幸福,能够活在又一个物理学的黄金时代。或许这次,我有机会见证,甚至参与,那最令物理学者兴奋的一个个瞬间。

YY有点多了,但是,真的好激动。如上所说,不是物理学的极限来了,而是物理学的黄金时代就要来了。


user avatar   zhang-xin-50-38 网友的相关建议: 
      

中国高考竞争之所以如此激烈,并不是因为中国的高等教育多么优秀,而是因为中国的教育资源过于稀缺,不够千千万万的考生瓜分的。

也正因此,中国拥有一套全世界最残酷的筛选制度。

而通过高考进入清华北大,除了说明这些学生比起其他学生更加适应这场筛选,别的什么也说明不了。

也正因此,越来越多的人选择避开竞争最激烈的战场,用金钱换取国外的优质教育资源。

见到很多像题主这样的人,想不明白为什么在国内连个像样的大学都考不上,到了国外却轻松能进名校。有的甚至产生了浓浓的优越感,陶醉于中国强大的基础教育,并觉得海龟也不过如此。


然而我感到的,却是浓浓的悲哀。国内只能读二流,到了国外却能读名校,正说明,在中国,有千千万万的学生,他们的智力,才学和付出的汗水,分明配得上世界名校的教育资源,却只能在国内接受二流的教育。的确有极少数人摆脱了环境的限制,脱颖而出。然而大多数人,却随波逐流,过着平庸的生活;而他们,或许本能够成为社会的精英,成为推动社会前进的那群人。

我就读于一所国内算一流的大学,我的一位高中同学成绩远不如我,高考末流一本水平,去了UIUC的CS,

他本科期间有大量的机会接触到学校顶尖的实验室,也通过在实验室和教授做科研,要到了牛推,拿到UCB的phd offer.

而我,大二大三曾频繁去找过我们实验室的老师,希望混点科研经历,却无奈地发现他们的生活就是接外包,接国家项目,给底下研究生做,再象征性地发给学生一点工资。学生有活的时候赶项目,没活干的时候每天划水。我真的没什么机会接触到科研相关的实质内容。

而我们那几届出国情况也都惨不忍睹,我最后也只是去了所综排很高学校名气挺大但是专业水平很差的ms ad.

我知道,清北的情况兴许会好很多,但是我的高考成绩当年距离清北只有仅仅几分只差,获得的资源却已经拉开了差距。

毕竟,在中国,清华北大这样的学校,太少了啊。

(图片来源见水印)

中国能花费在高等教育上的经费是有限的,因此只能重点扶植清北交浙等少数学校。2015年,清华大学的科研经费43亿RMB,居中国首位,看起来不少了,然而跟美国排名稍微靠前的一些学校比起来,真是连零头都赶不上。

哈佛大学的校友基金超过360亿美金。

最近几年,中国大陆的高校,尤其是清华北大进步突飞猛进,论文数蹭蹭蹭地飞涨,排名水涨船高。而这很大程度上是建立在压榨一线科研人员的基础之上的。

诚然,中国的高校在经费有限的情况下,取得如此成就实属不易,可喜可贺。

但是,要跻身世界一流大学,比肩哈佛耶鲁之流,依旧任重而道远。各国高校之间的比拼,拼到最后,很大程度上取决于国力的较量,也就是赤裸裸的经费的比拼。

高考前,如果我要准备出国,按照我们高中的历届情况,我毛估估能进个UCB吧,研究生也不至于只能读个水校ad了。要问我后不后悔,多少是有一点的吧,然而也不能说在国内读书完全没有优点

——至少,我当年给家里实打实地省下了200万。

——————

1月28日更新




一夜之间多了很多赞,答主诚惶诚恐。

也被一些人质疑答非所问。

在这里贴一张图。

图片来源:

zhihu.com/question/3189

二本学校就不是学校了吗?

简而言之:那些高考一本二本都上不了的,在参加高考人群中也处于前50%,而且中考已经分流掉一大半人了,这些考不进一本二本的学生,在中国学生中我们暂且认为处于30%,及以下。

中国没有那么多的教育资源给他们就读,国外有,而且有些学校认为人群中的前30%可以接受,何况他们愿意付出金钱。美国的教育资源当然也稀缺,但是最难进的藤校众每年录取率在将近在10%,比清北录取率高多多多多多了,换言之,国外高等教育当然也是稀缺资源,但也比国内丰富多了。

——————

1.1日更新

答主之前写答案仓促,有几处瑕疵,多谢评论区指正,在此先致个歉。

1. 的确不应该拿清北的录取率和藤校的录取率直接比较,更何况这个近10%的入学率对中国学生不适用;

然而,美国人读藤校的概率远大于中国学生上清北的概率,足以说明教育资源上的差距。

那我举另一个例子,

日本人出国留学意愿极低,日本人上东京大学的难度基本等同于中国人考上华五的难度。(数据来源

@Summer Clover

)可以说是远低于中国学生读清北的难度。而且同样是考试入学,不参考家庭背景,拿日本和中国比较可能更具有说服力。

日本的教育资源甚至可以用过剩来形容,近年来一些私立学校因招不到学生而纷纷合并整改或者倒闭。

同时日本人对本国教育的自信,也降低了他们本国人出国留学的意愿。

也许有人会不服,凭什么拿中国既和欧美比,又和日本这些发达国家比,而不和印度比,不和巴布亚新几内亚去比…但是我觉得,在很多国人心里,中国的对手永远只有一个,那就是——外国。

祝祖国越来越好。

2. 不应该直接拿哈佛校友基金直接和清北科研基金直接比较,应该拿哈佛校友基金每年科研拨款和清北科研基金作比较。

在此感谢

@Zichen Zheng

提供的更加详实的数据

operating revenues increased 5.6% to $4.78 billion, and expenses were up 5.3% to $4.70 billion

finance.harvard.edu/fil

哈佛科研经费前几名的学院,每年经费加起来就已经超过200多亿RMB了,已经远超清北。




  

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