如何理将改变世界,在下一个100年

 

一百年前,阿尔伯特*爱因斯坦刚刚发表了他的革命性的新理论的重,原子核是一个完整的神秘和量子"理论"是一个链的猜测。 超导电性、性质的化学和能源之星已经感到困惑的最好的物理学家。

逐渐秘密变得清晰:没有大爆炸的宇宙观,黑洞,夸克胶子,一个胜利,称其侵犯行为,无线电广播、电视、masers、激光、晶体管、核磁共振的,爆炸的微电子学和电信以及,当然,核炸弹。 我们已经走过了漫长的道路。 它是安全来说是100年前甚至没有人靠近不可能预见什么现代的物理学。

今天,我们有一个更深刻的了解物理的世界上,(根据许多)提供了一个更稳定的平台期货投机。 如果你扔的物理过去50年中,在我们的时间,他会理解很快,但是,如果在25年,甚至更快。 它可能想到今天有什么将发生在100多年,没有这么愚蠢的。

在任何情况下,考虑物理在长期上并不意味着要建立准确的预测业务计划。 这不是一个真正的目标。 这是相当有用的行使的想象力。 它引领我们来的问题,可以提供有价值的结果。 有什么弱点在我们目前的理解和做法? 什么是增长的极限的技术和机会? 在一些地方,这两个问题相互交叉的吗?

这些调查导致我们在两个主要方向。 他们中的一个,在其中我们的目标是改善我们的理解的基础,是方向深入。 我们正在寻找隐藏的之间的连接的不同方面,世界似乎可以分为:表面上不同的军力和物质、物质和空间-时间、历史和法律信息和行动、思想和问题。 另一个在其中我们运用我们的知识,为方向的增长。 我们将显着扩大的感觉中枢的人。 我们将发展samoreguliruemaja,自我组装和自我复制的机器,他们将继续发展泰坦尼克号的计算机和工程项目。 先进的数值和数量的模拟,补充谅解的问题,会产生的一场革命化学、医学和材料科学在推动年龄的子的情报。 艺术家和科学家们将一起工作,带来美丽入新的形式。

第一部分:统一




在过去,许多最伟大的成就就是协调统一(协会)的相对不同的项目。 笛卡尔的联的代数和几何形状。 伽利略和牛顿连接天体力学和陆地物理学。 马克斯韦尔合并的电磁带有光学元件。 爱因斯坦和赫尔曼Minkowski国的空间和时间。

小有名的和更加微妙的,但是相关的今天,是数学上的统一力学和光学通过威廉*罗汉密尔顿。 在开始的时候,在1830年代,这是一个纯粹的审美的行使,不包含新的物理学。 但50年后的想法的汉密尔顿的基础上形成的统计力学和100年后成为一个中心部分的量子理论。

在这些历史文化协会,以及在其他几个人,总是多于其各部分的总和. 统一是富有成果的、成功的,必要的。 有鉴于此,弗兰克*维尔切克、诺贝尔奖获得者,描述了七个其他类型的统一,这在他看来,应该丰富的物理学对于下一个世纪。

协调I:力想象一张纸切割这种方式。 看看下面—它有12定期五边形的相互连接。 显然,对象应折成一个十二面体。






假设一些邪恶的精神分割部分是未组装的十二面体使下一个神秘的对象。






现在认识到它需要加困难。 大多数人真的不认为有关dodecahedrons最近,不知道该怎么做用它。 但如果你认为正确的机构和十二,你可以做一个合乎逻辑链:"我们有五边形,他们都是连接在一定的方式,并因此可折成一个十二面体,但有人共享它的一部分。" 辉煌的扣除。 牢记这一点。

我们的中央论的许多呼吁的标准模式包括强、弱和电磁部队,并且描述了一个巨大的各种事实—硬的、量化的现实有关的物理的世界,在一个紧凑的设定的方程式。 很难夸大的精确度、强度,或者这种设置。 但物理学家,这是不够的。 这是因为我们正在接近最后一个字的性质,我们必须判断什么我们看到,通过最高的措施。

从这位置,中心的理论,即驱使我们能更好。 它包含三个数学上相似,但是独立的相互作用:强(其持有的核心一起),薄弱(负责放射性衰变)和电磁。 重力是第四力,这是从其他地方不同;她们将返回。 准确,在我们描述的性质,我们希望看到的只有一个规则,一个基本原则。 三(四)超过一个,所以成功,我们尚未实现。

之后我们组织的基本夸克和轻子在集团分为不同的部队,我们得到的六个独立的团体,这是多比我们想。 这是因为如果我们面对的局部实现的十二面,一些分歧。 我们想要收集的整个事情。

数学可能对称的空间物体提供了我们只有五个不同的柏拉图式的固体:四面体、立方体、八面体,二十面和十二面体。 这使我们认为有关事实的十二面体的一部分更为一般的系统。 我们可以做的东西一样,找到一个隐藏的对称性方程式基础物理学吗?

事实证明,即可。 有许多不对称性,适应中心的理论,只有不多的柏拉图式的固体。 我们可以尝试看看他们如何适合进入该系统。 在这之后,我们的理解是,一个候选人的完美结合的知颗粒和部队。 如果我们扩大该公式在他的态度,这么多的称,所有已知的力量可以转变成另一个,以及将已知的颗粒。 事实证明,我们只有一个力量和一种物质。 精彩!

这些大胆的想法已经导致成功的预测。 他们证实有关存在的微小但非零的中微子群众,则该群众观察到的实验。 他们还可以提供一定量的解释的相对强度的各种基本相互作用。

这个三位一体的成功的—统一的拼图案的颗粒物质,预测的微小但非零的中微子的群众并且,以往,一定量的解释的相对强度不同的相互作用(强,弱和电磁)是非常令人印象深刻。 很难相信它是一个意外。

拟议的统一力量,但是,提出了重要的问题。 我们的理论上的统一预测事件和粒子,尚未观察到。

这是很好的。 这意味着,这些理论建议的方式,在其中我们可以丰富我们的看法的性质。 这也意味着,他们有真正的内容,它们可以是"伪造的"。 我们可以看看这些未被发现的微粒和活动。 如果他们观察到,我们学到新的东西有关性质。 (如果没有,我们学习新的东西自己,例如,我们非常错误的)。 对我们许多此是熟悉的领土。 最近,中微子胶流,迷住了夸克和希格斯介子都没有兑现承诺,最核心的理论。 他们发现是最终胜利的理论。

不仅足够的质子腐烂。 虽然实验者都能够观察到,尽管英勇努力。 他们会尽量非常的。 该理论的关联表明,在100年后的物理学会游泳的数据的质衰减,并澄清其最微妙的时刻。

协调统一的第二号:电力和物质




统一的军队,即使在理想的实施,将给我们留下,与两个大国的颗粒。 从技术上讲,它是该领域的费米子和色子。 诗意,我们可以给他们打电话领域的论(费米子)的领域和部队(玻色子的)。

假设的基本方程式拥有的财产超对称,我们排除分离。 超对称原则的一个深层之间的对称性这两个王国。

转换数学的超对称性是最清楚的描述为运动进入陌生的新层面:量尺寸的superspace的。 当一颗粒部队跳跃在superpotato,它成为一个粒子的问题。 相反,当一部分的物质的跳跃到superpotato,它成为一个部分的武力。 虽然许多属性,如电气和颜色的费保持不变之后的跳跃,它的质量是变化的。 因此,我们有,例如,将强(玻色)版本的电子选数;同样,squarci photino,gluino等。

我们可以看到这superpotent,看看这些superpartners? 实验者试图做这个的大型强子对撞机。 虽然没有一个假设的超伴确定是不是直接的,而是尝试找到他们仍在继续。 虽然有诱人的间接表现形式与相关的统一力量。 我们可以总结它们在几个标志性的图像:










统一的部队要求的基础力量的这些相互作用是平等的。 作为我们目前看到,它不是。 也许这种不平等是由于低分辨率的我们的探测器。 在它的心脏最主要的部队模糊量的波动,特别是波动量液体,其创造和摧毁一颗粒。 我们可以计算影响这样的波动。 工作这样一个计划我[弗兰克*维尔切克]和获得诺贝尔奖。 如果我们考虑到已知的粒子,我们Oberheim,他们没带我们找到一个准确的加入的部队。 但是,如果我们priplyusuem到侵蚀,他们的假设superpartners,部队将来完美地结合在一起。

重力也成为关注的焦点。 作为交互之间的微粒在普通的能源,重力是荒谬的弱于其他的相互作用。 但是,重力是直接负责能源,我们发现如果我们推断其行为极端的能量,那里的统一与其他三个部队,重力具有可比性的力量。

这个惊人的成功符合我们两个第一次的协调统一,不可能是偶然的。 在此,我认为我们将看到一个超对称的合作伙伴在100多年。 他们的研究将会打开一个新的黄金年龄粒子物理学。

统一的三:空间和论



一个近似平等的重力的力量与其他相互作用是一个强有力的论据有利于什么应该是一个统一的理论结合了所有四个部队。

弦理论可能会提供一个框架,在该框架内可以实现统一的第四部队。 在这个方向所做的一惊人数量的工作,但结果仍然不确定。 是一个令人失望的如果弦理论在未来几年内将无法找到亲密接触的现实,我们观察我们的实验。 有许多可能性,包括提示,额外的空间尺寸、开的任何基本串(从大爆炸或生产的加速器)或计算是已知的,但是神秘的数量在该框架内,中心的理论。

非常肯定我们可以期待"工作"相互交织的问题和空间-时间。 天文学的引力波的是躲在角落。

因为这件事是相当困难的显着弯曲时空引力波的,一般来说,打开一个窗口,以最极端的暴力事件在宇宙中。 检测器,LIGO二将很快开始工作;他必须有足够的灵敏度,以检测到信号从中子星和合并的黑洞。 已知技术支持未来生成的先进的探测器的引力波。

我希望引力波将成为一个强大和灵活的工具,用于天体物理学家和宇宙学家. 许多来源将以标识,而我们的知识的中子星和黑洞将达到一个新水平的详细说明。

统一IV:起源和演变



目前,我们的基本法律动态的法律。 他们描述了如何随着时间的当前状态的世界evolyutsioniruet到另一个。 他们还可以在原则上外推的时间回来。

这种程序,用于预测和重建的可能是不切实际或可能有几个原因。 一方面,我们不能观察到的一切,存在。 一些宇宙的一部分那么遥远,甚至光从他们没有达到我们、限制我们认为这样,"地平线"。 另一个原因是限制的量子力学:在其核心的波的功能不能探讨在不违反它。 最后,小的不确定性在初始条件,随着时间的推移,加剧这些困难。 因此,举例来说,它是难以预测的天气。

很大一部分的艺术物理(包括热力学和统计机制,更不要说实物部门的工业界)是寻求办法绕过这些限制。 除了交通不便和麻烦描述的完成状态的过程,干扰发展中的概念和对象的演变,有时不可预知的方式。 使用计算机是一种艺术,毫无疑问,将实现重大进展,在下一个100年。 但是,开阔视野,量子不确定性和敏感性较小的变化初始条件不能既不是澄清,也没有得到解决。

如果你抛开实际方面,本之间的紧张关系"神圣的眼睛"在现实中,它认为它作为一个整体,和"蚂蚁景"的人的意识,其认为现实的事件发生顺序的时间,仍然是一个反复出现的主题,在自然哲学。

由于牛顿的观点一只蚂蚁中占主导地位的基本物理学。 我们划分的描述世界上的动态法律,矛盾的是,现场之外的时间,而初始条件下,这些法律运作。 动态的法律不确定初始条件的描述的现实。

这种划分是极为有益和务实的成功。 但是,另一方面,它留给我们远离全面的科学了解的世界,因为我们知道这一点。 说"事情是这样的,因为他们是什么"提出了一个问题:为什么这些事情是如此,并没有一些其他的吗?

在对光的理论观点看,从神圣的位置似乎更加自然。 我们调查的空间-时间作为一个单一的整体,不同方面,这是连接与对称性,这是不方便的表达的背景上的时间段。 赫尔曼*威尔已经非常准确地指出了这一点:

"客观世界的根本存在,这是不会发生。 只看一眼我的心意,抱住生命线,我的身体,动画这个世界的一部分浮在空间图像的不断变化的时期。"

我预测,在100年后,视觉的外尔—这在实际上,可以追溯到古希腊哲学家巴门尼德和柏拉图将是完全合理的,作为基本法律将不再承认任意的初步条件。 "什么"和"发生了什么事"将不可分割的方面的一个颞骨的现实。

统一V:行动和信息



的信息方面发挥着越来越重要的作用,在我们描述的世界。 许多方面出现的自然在讨论的信息,具有不同的物理性。 例如,我们经常谈论的密度的信息,信息的流动。 抽象乍一看,这一概念的信息似乎并不与特定方面的物理现实。

寻找更深的是,我们发现还有一个影响深远的类比的信息之间的和特定的物理量,即(负面)熵。 这是已经注意到,在原来的工作由克劳德*香农,他介绍了现代化技术定义的信息。 目前,许多讨论微物理原籍的熵和基金会的统计力学在大—开始讨论信息和无知。 我认为这是公平地说,协调联体熵和概念的信息量已经发生。

熵,反过来,有一个神秘的连接价值的效果,我们用它来制定的基本物理定律。 大致说来,行动是什么你从熵,让的时间是虚构的。 不幸的是,该证据证明在这方面是间接的。 换句话说,我们还不理解是正确的。

我怀疑,这种关系非常接近,并在未来百年将是主要的原则,因此动态法律的物理学。

统一VI:思想和问题

虽然许多细节仍不清楚,似乎可以公平地说,新陈代谢,并再现,两个最特征的生活在分子水平上,被广泛地理解为物理过程。 弗朗西斯*克里克,其中一个发现者的DNA结构,提出了"令人震惊的假设",有一天将能够理解的基础心理学,包括生物学认知的过程,存储器、动机、情绪,相当于实际水平。

你可以叫它"减少"的问题。 但是心中仍是头脑,他的理解是几乎没有简化的情况下减少的物理。 她有兴趣了解它是如何工作的,但是,是什么困难!

对于我来说,更好和更适当的考虑这个惊人的假设作为预期的各种各样的方方面面的行为的问题。 鉴于所有的难以置信,我们可以从中学习物理学的问题,我确信我们会有很多的工作。

100年的生存、认知处理、动机、感情—这一切都将清楚的是在分子水平。 如果物理会了解来描述问题方面的信息,因为我们先前讨论的范围的想法将会被关闭。 心灵会变得更加切实和问题将变得更像是心灵。

第二部分:对未来的视频

创造的东西(微型)的量子革命已经允许我们终于知道这是怎么一回事。 中央论结束时,从实际的观点来看,所分析的问题。 使用它,我们可以得出结论,有关什么类型的原子核,原子分子,并明星,存在。 我们还可以安全地组织的行为大大会这样的元件和组装的晶体管、激光器,大型强子对撞机的。 中央公式的理论已经过测试的高精确度在更极端的条件比要求的实验在化学、生物学、工程或天体物理学。 虽然它是的,当然,还有很多事情我们不理解我们理解的问题,这些都是所面临的日常生活中,即使我们是化学家、工程师或天体物理学家.

有没有材料可以支持空间的电梯吗? 如果有的超导体工作室的温度吗? 我们将能够超越Moore的法律? 这些化学品的事项,以及新的,将能够解决计算机,因为他们已经决定了飞行器的设计:补充和最后取代实验室实验计算。 计算的,事实上,可以替代实验设计的有用材料、催化剂、药品、赋予权力和开辟新空间的创造力。

的范围内,传统的化学将通过创新、边界控制的小型化将移动的许多数量级进。 近年来,我们已经看到开始第一原则的核物理学。 最近,我们达到了一个重要的里程碑,差异的群众的中子质子是计算的准确性高。 计算的许多核性质会实现错误的<1%,允许精确的模型超新星和中子星。 物理学习质量控制的原子核,作为已经学会了操纵原子。 这将允许您可以创建了超密集储存能源和高能激光器。

创造的东西(中观)

现代计算机本质上都是两维的。 它们是基于筹码应该进行完美的纯度,作为任何错误都可能是致命到它们的操作。 如果他们被破坏、丧失功能将是不可逆转的。

人类的大脑是不同的所有方面:它是三维的,是执行在一个不受控制的环境中,可以与错误和伤害。 有强烈的激励措施来实现这些能力纳入系统将继承的密度、速度和可伸缩性,半导体技术,并没有明显障碍。 因此,三个维、稳定和samoreguliruemaja计算机将在下一个100年。 在设计这些职能,我们也学到很多经验教训神经科学。

同样,我们可以要求创造机器的形象和像人体和计算机的大脑的人。 我们将努力创造自我组装的,自我复制和自主创造的机器。 他们的设计将继承的想法,以技术和生物世界。

创造的东西(宏)将这些想法,我们将来到的上层建筑工程:机会创造其他复杂的机器从原材料最少的人的监督。 这一战略将让你保持成倍的雄心勃勃的项目,如转换的广阔沙漠变成一个巨型计算机(如想象奥拉夫*斯特普尔顿)和巨大的能量收集器(作为介绍了弗里曼*戴森的)。

此外,弗里曼*戴森提出了一个"Dyson领域",其中收集大多数的星力在其周围的外壳或云的收藏者,然后使用先进的技术文明。 虽然前景的设立是过于含糊不清,使用太阳能在地球上可以成为一种必然对人类文明,如果我们想要移动的距离从碳燃料。

幸运的是,这似乎很可能在100年里,我们将学习如何直接的大部分太阳的能量,为我们自己的目标。

增强的感觉

感官的人民远远不是完美的。 考虑,例如,色彩的视野。

虽然电磁信号来到我们的眼睛包含一个连续的频率范围内,并极化,我们认为的"颜色"是一个粗略的代码,其功率谱减少到三个百分点,并对偏振是被忽略。 如果你跟我们对我们的声音在这里我们可以准确分析的频率,并区分调在一个和弦,颜色的感知是穷人。 此外,我们不敏感的频率以外的可见光谱,包括紫外和红外线。 许多动物可以看到好多了。 有很多有用的信息对我们的环境—不要说机会的数据可视化和艺术—这将可提供的,我们扩大的范围内色觉。

现代微电子提供了令人感兴趣的机会访问这些信息。 使用适当的转变,我们可以进行编码,它在我们现有的渠道形式的种诱导的联觉。 我们可以大大延长人类的感觉中枢,打开门的看法。

物理学家通常—这是正确的—观赏美丽的概念和方程式。 另一方面,人们正更多的视觉的动物。 一个富有成效和有趣的资源使用现代信号处理和计算机功能翻译这些美丽的概念和物理方程中一个新的艺术形式。 物理学将能够表现出的美式向一般公众,人们可以享受它。 在未来的艺术家和科学家们将一起工作,创造新的杰作的非同寻常的美丽。

量子感觉,量子的意识,量子力学的我们指的方向看不见的财富。 也许最有意思的量子效应是纠缠。 但是,混乱是一个非常微妙的过程,难以观察到,因此我们研究这个中心的功能的空间量子是刚刚开始。 将打开新的来源观测,一个新的国家的问题。 测量的纠缠使用纠缠将主要的分支机构的物理学。

量子计算需要小心管理的参与和诊断的量子计算将依靠的测量方法的参与。 量子计算机,支持成千上万的量子位,将是一个真正的和有用的。

人工智能会提供新的和奇怪的可能性的生活和心灵。 个性,能够准确地记录下他们的条件,可以介绍个周期重温愉快的时刻的生活再次为例。 量子情报都将通过相互叠加的"相互矛盾的"国家或探讨不同的方案平行进行。 根据可逆转的计算,这样的智慧将能够精神回到过去和繁殖的过去和现在。

谁知道,也许量子意识将帮助我们明白量子力学。 出版

 

P.S.并记住,只要改变你的想法—我们一起改变世界了。 ©

资料来源:hi-news.ru

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