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5月17日,2026搜狐科技年度論壇在京盛大開(kāi)幕。來(lái)自科學(xué)界、學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的近三十位嘉賓共襄盛會(huì),圍繞基礎(chǔ)科學(xué)和人工智能話(huà)題展開(kāi)探討思辨。
在下午的論壇中,理論物理學(xué)家、中山大學(xué)物理學(xué)教授、《超弦史話(huà)》《 <三體> 中的物理學(xué)》作者、搜狐視頻關(guān)注流播主(李淼科學(xué)文化)李淼以《從黑洞到引力波:理論物理學(xué)家眼中的宇宙與文明》為題進(jìn)行了分享。
李淼從90年代天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的反常現(xiàn)象——宇宙在加速膨脹談起,并提到弦論已經(jīng)允許了宇宙學(xué)常數(shù)的存在。
他表示,宇宙從大爆炸開(kāi)始一直向外膨脹,它正好是黑洞過(guò)程的反演。而弦論研究出黑洞在塌縮,塌縮的起點(diǎn)則是宇宙學(xué)的反演。
李淼表示,宇宙學(xué)常數(shù)還在演變。“正好我們生活在技術(shù)爆炸的年代,有可能讓我們多活幾十年,我終有一天會(huì)看到,這個(gè)宇宙學(xué)常數(shù)到底是變還是不變。”
他還提到,宇宙膨脹速度哈勃常數(shù)目前的觀(guān)測(cè)結(jié)果也存在爭(zhēng)議,到底誰(shuí)對(duì)還需要進(jìn)一步觀(guān)測(cè),因?yàn)榘的芰靠赡苁亲兓摹?/p>
李淼強(qiáng)調(diào),這些都和人類(lèi)密切相關(guān)。“如果沒(méi)有暗能量,如果暗物質(zhì)過(guò)大或者過(guò)小,我們太陽(yáng)存在不存在,我們?nèi)祟?lèi)存不存在,就是非常大的問(wèn)號(hào)。”
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以下為演講全文:
我今天講的話(huà)題比較宏大,其實(shí)跟我們?nèi)祟?lèi)非常有關(guān)系。在上世紀(jì)90年代發(fā)生一件不可思議的事情,什么事情呢?突然天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個(gè)非常反常的現(xiàn)象,我們的宇宙在加速膨脹。
這件事情反常什么原因呢?因?yàn)槿f(wàn)有引力是相互吸引的,即便宇宙在膨脹,一定是越膨脹越慢,因?yàn)槎枷嗷プеK赃@讓我想起理論家有點(diǎn)不靠譜,包括非常有名的物理學(xué)家、天文學(xué)家打臉了,理論物理學(xué)家很聰明,比上帝更聰明。
到了90年代末,我自己不太相信。宇宙學(xué)常數(shù)這個(gè)東西很離譜,為什么很離譜呢?因?yàn)樗浅2蛔匀唬锢韺W(xué)所有的日常都沒(méi)有關(guān)系。用今天話(huà)來(lái)講,它提供了宇宙中平均的能量密度,這個(gè)能量密度小的不可思議,小到跟物質(zhì)的平均密度差不多。
我們抬頭看天,星星稀稀拉拉的,大部分地方?jīng)]有星星,銀河系之外物質(zhì)更加稀罕。這提出一個(gè)問(wèn)題,宇宙學(xué)常數(shù)到底怎么來(lái)的?物理學(xué)界那么聰明的人,都不知道到底怎么來(lái)的。
我本來(lái)是研究弦論的,從90年代末開(kāi)始對(duì)宇宙學(xué)發(fā)生興趣,我慢慢向宇宙學(xué)這方面漂移,我發(fā)現(xiàn)弦論這件事情可以做,并已經(jīng)證明了宇宙學(xué)常數(shù)。我就開(kāi)始覺(jué)得,雖然弦論物理學(xué)很高傲,但是也非常不靠譜。
給大家說(shuō)一個(gè)黑洞的事情,為什么我這個(gè)標(biāo)題里有黑洞呢?宇宙整個(gè)過(guò)程,大家都知道從大爆炸宇宙開(kāi)始,一直向外膨脹,從一個(gè)起點(diǎn)開(kāi)始向外膨脹,它正好是黑洞過(guò)程的反演。
黑洞就是說(shuō)比如比太陽(yáng)大一些的恒星,是太陽(yáng)20倍的恒星,它是有黑洞的,它不是向外膨脹,它是黑洞的反演。弦論研究出黑洞在塌縮,塌縮的起點(diǎn),是宇宙學(xué)的反演,確實(shí)也如此,但是站在黑洞外圍永遠(yuǎn)看不到黑洞的內(nèi)圍。這就導(dǎo)致了一個(gè)相當(dāng)可靠的推論,物理可以來(lái)描述整個(gè)黑洞,這是非常令人驚訝的事情。這也是韋根斯坦一個(gè)重要的結(jié)果,推論到弦論里面來(lái),弦論給出很有意思的例子。
我們?cè)倩剡^(guò)頭來(lái)看宇宙學(xué),非常有意思。如果存在著宇宙學(xué)常數(shù)或能量的話(huà),宇宙也存在一個(gè)世界,就是說(shuō)我們?nèi)祟?lèi),不管傳宗接代到一萬(wàn)年一億年,10億年以后,永遠(yuǎn)看不到一個(gè)外部世界,這個(gè)外部世界的邊界跟黑洞的世界是一樣的。
這個(gè)世界有點(diǎn)像黑洞原理,我們現(xiàn)在還在遵循黑洞原理,而且我相信全息原理至少說(shuō)明一個(gè)深刻的道理,這個(gè)世界本質(zhì)上是二維的,不是三維的。
再接著追問(wèn)這個(gè)事情,既然宇宙有一個(gè)暗能量,這個(gè)暗能量是不變的,這也是最近觀(guān)測(cè)天文學(xué)或者宇宙學(xué)關(guān)注的內(nèi)容。這好像有一定的結(jié)果,說(shuō)明宇宙學(xué)常數(shù)也是變的,換句話(huà)說(shuō)它又不是常數(shù),這又再次打了弦論物理學(xué)的臉。弦論物理學(xué)可以編造出來(lái)很多故事來(lái)證明,現(xiàn)在又打了他們的臉。當(dāng)然弦論物理學(xué)家也很慶幸,能馬上開(kāi)始造一些新的故事來(lái)說(shuō)明宇宙常數(shù)不等于零。
宇宙學(xué)原理告訴我們,宇宙學(xué)常數(shù)不見(jiàn)得是常數(shù)。我說(shuō)正好我們生活在技術(shù)爆炸的年代,有可能讓我們多活幾十年,我終有一天會(huì)看到,這個(gè)宇宙學(xué)常數(shù)到底是變的還是不變的,到底哪個(gè)暗能量模型是對(duì)的,我相信我能看到。我(原本)以為我看不到,我再活30年了不起了,但現(xiàn)在技術(shù)爆炸,再活50年都有可能。
關(guān)于宇宙學(xué)常數(shù)這件事情我就講到這,因?yàn)樗€在演變,期待宇宙學(xué)家來(lái)領(lǐng)導(dǎo)我們。因?yàn)槲沂窍艺摮錾恚易隽藥资晗艺摚谝粠痛笕宋锖竺妫?strong>大人物說(shuō)做這個(gè)你就做那個(gè),大人物說(shuō)你去做那個(gè)我就做那個(gè),這是不正確的。天文物理學(xué)家說(shuō)這個(gè)是對(duì)的,那個(gè)是不對(duì)的,才能做出一些真正比較靠譜的工作。
第二個(gè)問(wèn)題,就是所謂的哈勃常數(shù)張力,這是我非常關(guān)注的。這個(gè)東西也很簡(jiǎn)單,不要了解太多細(xì)節(jié),首先哈勃常數(shù)是宇宙膨脹速度,了解這個(gè)就行了。
有觀(guān)測(cè)說(shuō)哈勃常數(shù)應(yīng)該等于70左右,反正它有一個(gè)單位,另外一幫不是靠宇宙學(xué),而是靠觀(guān)測(cè)超新星來(lái)得出一個(gè)結(jié)論,這個(gè)哈勃常數(shù)應(yīng)該小點(diǎn)。這兩個(gè)觀(guān)測(cè)的結(jié)果之差,已經(jīng)超出彼此觀(guān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)差了之外。換句話(huà)說(shuō),這兩個(gè)觀(guān)測(cè)存在矛盾,那到底是誰(shuí)對(duì)呢?都不對(duì),到現(xiàn)在也還在爭(zhēng)論。
通過(guò)宇宙學(xué)觀(guān)測(cè)得到這個(gè)結(jié)論,我們把它叫做應(yīng)該打雙引號(hào)的“標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)”,因?yàn)楝F(xiàn)在不一定對(duì)。標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)是什么意思呢?它假定宇宙學(xué)常數(shù)是個(gè)常數(shù),暗物質(zhì)占20%多,宇宙學(xué)常數(shù)暗能量占有70%左右,但是它是一個(gè)常數(shù),推出來(lái)就是宇宙常數(shù)70多左右。
另外一批人通過(guò)觀(guān)測(cè)我們附近的超新星,得出另外一個(gè)結(jié)論,這個(gè)膨脹數(shù)沒(méi)有那么大。我們假定大家結(jié)論都是對(duì)的,只能倒出來(lái)一種可能性,這種可能性就是暗能量是變化的。
我非常興奮,因?yàn)楫吘垢易龅南嚓P(guān)。但到底誰(shuí)對(duì),還需要進(jìn)一步觀(guān)測(cè),這就涉及到我講的第三個(gè)話(huà)題。如果宇宙學(xué)常數(shù)是變化的,比如它突然變大,就可以有效來(lái)解決矛盾,但是最近好像有觀(guān)測(cè)說(shuō)結(jié)果沒(méi)有號(hào)稱(chēng)的那么高。所以我就想,還是變大了好,最起碼我不承認(rèn)大家都是對(duì)的。
我們現(xiàn)在有引力波的手段,中子星和黑洞合并,這些觀(guān)測(cè)都可以拿出來(lái)作為一個(gè)獨(dú)立的工具,也許可以解決這個(gè)矛盾,而且對(duì)宇宙學(xué)家來(lái)講,會(huì)帶來(lái)非常激動(dòng)的結(jié)果。
最后一個(gè)話(huà)題,為什么說(shuō)這些東西跟人類(lèi)相關(guān)呢?如果沒(méi)有暗能量,如果暗物質(zhì)過(guò)大或者過(guò)小,我們太陽(yáng)存在不存在,換句話(huà)說(shuō)我們?nèi)祟?lèi)存不存在,這就是非常大的問(wèn)號(hào)。這個(gè)太奇妙了,居然跟我們?nèi)祟?lèi)相關(guān)。
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