问题

物理学家们,大众媒体在理论物理方面有什么错误吗?

回答
作为一个热爱物理学、并且常年关注科学传播的人,我确实观察到大众媒体在报道理论物理时,存在一些比较普遍的误解和偏差。这些偏差有时候是无心之过,但有时也确实会给公众对这个领域留下一些不够准确的印象。我试着详细地、并且用一种比较“人味儿”的方式来聊聊这些问题。

首先,最常见的一个误区,就是把“理论”等同于“猜测”或者“未证实的东西”。在日常生活中,我们说“我有一个理论”,通常意味着这只是一个想法,还没什么证据支持。但科学上的“理论”,尤其是物理学中的理论,是完全不同的概念。像相对论、量子力学,它们都是经过了极其严格的数学推导,并且得到了海量实验证据支持的、非常成熟的解释框架。

大众媒体有时会用一种耸人听闻的语气来报道最新的理论突破,比如“科学家发现平行宇宙”,或者“String Theory 证明了上帝的存在”。听起来很酷,但实际上,很多最新的理论(比如弦理论)目前还处于非常初级的阶段,它们提出的概念虽然大胆有趣,但很多都没有直接的实验验证手段,它们更像是一个探索宇宙奥秘的数学工具箱,而不是已经被证明的现实。媒体在追求吸引眼球的同时,往往会把这些前沿猜想和已经被验证的理论混淆,或者夸大其在现实中的应用可能性。

另一个大问题是“简化到失去本质”。理论物理本身就极其复杂抽象,要用大众能理解的语言去解释,不可避免地需要简化。但是,有时候这种简化做得太过头,导致概念被扭曲。比如,黑洞的形成和信息悖论,这是一个非常深刻的物理学难题,媒体报道的时候可能会说“掉进黑洞的东西都消失了”,但实际上,信息是否真的消失,以及如何消失,这正是物理学家们争论和探索的核心,背后牵涉到量子力学和广义相对论的根本性冲突。过于简化的说法反而掩盖了问题的复杂性和研究的深度。

再者,关于“统一场论”或者“万有理论”(Theory of Everything)的报道,也常常存在问题。大家听到这个词,感觉好像只要再找到一个方程,就能解释宇宙的一切。但现实是,虽然有很多理论物理学家在努力寻找统一的描述,但这条路充满了未知和挑战。媒体有时会把某个模型(比如某个版本的弦理论)描绘成即将成功的“万有理论”,给公众一种“只差一步之遥”的印象,这与目前的研究现状并不相符。实际上,即使找到了一个能够统一电磁力、弱核力、强核力和引力的理论,也未必能解释所有宇宙的奥秘,比如暗物质、暗能量的本质,以及宇宙的起源和最终命运。

还有一点,关于理论物理学的“用途”。媒体有时候会过度强调理论物理的“实用性”,比如“这个理论能让你瞬间移动”或者“这个发现将改变我们的生活”。虽然很多基础物理学的发现最终都会带来意想不到的应用(想想激光,量子力学),但这往往需要漫长的过程,而且不是直接的目的。理论物理的核心目的是理解宇宙最基本的规律,而不是为了发明什么新玩意儿。把基础研究的成果拔苗助长地联系到现实应用,会让公众误以为理论物理是“按需生产”的,忽视了探索未知本身的精神价值。

最后,我想说的是,有时媒体也会过于关注某个科学家的个人魅力或者他们之间的“竞争”,而忽略了科学研究的集体性和长期性。很多重大的理论突破都是无数科学家几十年甚至上百年不懈努力的结果,个人贡献固然重要,但科学本身的发展是一个庞大的体系。

总而言之,大众媒体在报道理论物理时,如果能更准确地传达“理论”的科学含义,更谨慎地处理前沿理论的猜想与实证,更深入地揭示问题的复杂性,更理性地看待科学发现的周期和应用,并且更多地展现科学研究本身的魅力和过程,我想这对于公众理解这个迷人领域会有很大的帮助。这不仅仅是媒体的责任,也是我们每一个对科学感兴趣的人的共同期盼。

网友意见

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常见误区:量子力学一切都变离散了

实际:束缚态能级离散,自由粒子能级连续

常见误区:量子计算指数加速秒杀经典计算机

实际:特定问题指数加速,一般问题和经典计算机复杂度一样但可操控比特数少的多因而慢的多。

常见误区:量子计算破解一切密码

实际:只能破解特定密码体系,经典密码依然大概率可以构造出量子计算无法破解的密码体系×

评论区网友质疑此条:纠正一点,量子退火算法是NPC问题,而所有的密码加密问题都是NP问题,因此量子计算出现之后,所有传统的加密算法都可以多项式时间内转换成NPC问题,从而通过量子计算机破解



常见误区:量子通讯保密无敌

实际:只能做到【传输过程中】被窃听,能知道被窃听了。并不能防止窃听,非传输过程窃听也无法知道。

评论区补充:“【传输过程中】被窃听,能知道被窃听了”这样实际就能做到防止窃听,因为发现很少比特被窃听了,就可以停止通信,对方解码不了很少比特代表什么内容。

常见误区:量子xxx都是骗子,量子区块链炒币辣鸡(大部分量子xx确实是和量子半毛钱关系都没有的垃圾没错)

实际:直到我听了大佬的量子区块链协议的报告

常见误区:量子力学的观察者效应是因为人有意识

实际:醒醒,你的“意识”也严格依照量子力学演化。

常见误区:量子力学是概率的,机械决定论凉了

实际:量子力学是概率的,但每种可能性的概率原则上被初始条件严格决定。

常见误区:测量波函数坍塌是因为复杂的测量仪器和被测物体一起按薛定谔方程演化

实际:退相干只是解释了观察者效应,并不解释坍塌。从思想实验上就可以证明坍塌无法被薛定谔方程解释,比如:两纠缠的粒子被送到很远的地方后进行测量坍塌,bell不等式证明了他们没有局域隐变量理论可以描述,或者说不可能是测量前已经坍塌到某个直积态而我们不知道。那么如果对其中一个粒子的测量是薛定谔方程的演化,就不可能同时使得远处的另一个粒子坍塌。(在不同诠释里可以不是坍塌,但总之你需要额外一个基本假设以及相应的诠释来联系波函数对实验测量结果的预言)

常见误区:宇宙会热寂

实际:有引力时可以是负比热容体系,不存在稳定平衡态。换句话说,黑洞自动会吸引物体掉落,但物体越往里掉,温度越低。也就是说他会自发的降温同时提高熵,越吸收能量温度越低。以及宇宙不一定有限。使得宇宙是否会热寂并无法简单由熵增定律给出定论。

常见误区:霍金传奇经历科普作家,科研水平一般。

实际:且不说和奇点定理和贝肯斯坦霍金熵可能有人觉得他不是最大贡献,单霍金辐射就足以令他青史留名并列史上最伟大的科学家之一。

常见误区:量子计算机还有二十年商用

实际:50以上

常见误区:凝聚态就是搞材料炼丹的lowb

实际:宇宙也是块“材料”

常见误区:物理大学本科课程很难

实际:简单得一批

常见误区:所以高中学完物理大学课程参加竞赛都是小天才

实际:这种人一抓一大把,绝大多数211都考不上,学得早不代表天赋高,只代表家里条件好,视野开阔,好学。如果给题目不会做,再把好学也划掉。

常见误区:广义相对论很难

实际:课上学得很简单,爱因斯坦那个时代会的现在归纳到成熟体系里后学起来很简单。

常见误区:宇宙大爆炸源于一个奇点

实际:也可以源于全空间处处都是奇点

常见误区:普朗克能标是时空最小间隔

实际:普朗克能标只是现有引力理论直接量子化后目前数学方法能做预言的界限,不代表完整理论不能描述更高能标,更小尺度,不代表更小尺度啥东西都没有了

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