世界太吵,来原声听播客

Skeptics Guide

弦理论没描述我们的宇宙,但它没死

弦理论家自己承认:弦理论没有描述我们所在的宇宙,这一点毫无歧义。但它从万物理论降级成了理论物理的工具箱——ADS-CFT 让 10 维弦理论和 4 维量子场论携带相同信息,一边难的问题在另一边容易。

弦理论深空推进药物安全氢能高维几何

原视频在 YouTube 上放不出来,用音频听:

前半段星射计划和后半段弦理论访谈信息密度高,中间 Fen-Phen 与氢能车两段是标准的怀疑论拆解,可当案例库听。

核心论点 · 点时间戳可跳到原声

21:33

化学火箭的燃料账算不过来

用化学火箭 20 年飞到最近的恒星,需要的燃料质量是 10 的 6000 次方倍可观测宇宙质量。这就是火箭方程的暴政:燃料带在船上,想快一点就要指数级地多带燃料,而多带的燃料本身又要燃料来推。Starshot 的解法是把「引擎」留在地球上,靠地面激光推太阳帆,所以它才能做到化学火箭永远做不到的事。

— Bob Novella
27:51

激光阵列本身就是战略武器

Bob 提出一个被低估的推论:200 吉瓦的地面激光阵列不只是发射器。任何进入其空域的飞行器都能被瞬间汽化;若在轨道上放反射镜,还能把光束打到地球上几乎任何一点。所以这东西一旦建成,别国必然要求拆解,而花了半个万亿美元的人不会只用来推一次探测器——它可以给整个太阳系发射太阳帆。地缘政治可能才是这个项目真正的死因。

— Bob Novella
37:18

弦理论从万物理论降级成工具箱

Brian 是职业弦理论家,他的判断很直接:弦理论没有描述我们所在的宇宙,这一点「unambiguous」。但它没死,而是变形了——从「这可能是真实宇宙的理论」变成理论物理学家工具箱里的一件工具。他给的例子是 90 年代末的 ADS-CFT 猜想:10 维弦理论被发现与 4 维量子场论携带完全相同的信息,一边难的问题在另一边容易,于是可以用弦理论和几何去研究量子场论里的难题。那些宇宙没有一个对应我们所在的宇宙,但量子场论是我们确知能描述宇宙的理论,所以这个工具值得玩。

— Brian Wecht
39:24

反弹的根源是经费,不只是科学

弦理论因为炒作太极端,招来的反弹也极端。Brian 承认很多科学家认为弦理论不配得到那样的热度,但他指出一个直接原因:大量经费被挪去设立弦理论职位,本来可能流向别的系。学术界经费稀缺,招聘高度跟风,当风口不是你的方向时,很容易心生怨恨。他说这并不意味着那些反对意见不成立,但情绪的来源值得说清楚。他也强调自己共事过的弦理论家都极其谨慎、非常努力地做好科学。

— Brian Wecht
46:42

理性选择理论走过一模一样的弧线

Cara 说这让她恍然大悟:政治学里的理性选择理论走的就是同一条路。2000 到 2010 年代,政治学者假设理性行动者然后推演行为——理性选民为什么这样投票、两个理性领导人为什么会互相残杀——但看过新闻的人都知道没人理性。它不是对宇宙的正确模型,但当时大家为「足够有用」而兴奋,如今热度退去,转向大规模数据处理,框架本身仍然是有用的工具:先解释理性人为什么会做出看似非理性的事,再往上叠加自尊、疯狂、风险厌恶。Brian 认为这条弧线在科学里反复出现,不是 bug 而是 feature。

— Cara
57:56

给 6 到 10 岁男孩静脉注射减肥药

Cara 挖出一项令人不适的研究:90 年代在纽约,给 100 到 150 名 6 到 10 岁、有犯罪哥哥的黑人和西班牙裔男孩静脉注射 fenfluramine,理由是这药作用于血清素,也许能用血清素水平预测犯罪行为,于是用药抬高血清素再比较差异。纽约州精神病学研究所做了一年的调查,结论是不存在不当行为。这项研究 1995 年发表,药物 1997 年撤市。Cara 的追问是:90 年代伦理审查机制已经齐备,这怎么通过 IRB 的。

— Cara
1:19:33

铂金决定了氢能永远上不了量

PEM 燃料电池需要铂金做关键元素。按节目里的说法,要把路上 10% 的车换成氢燃料电池,就得用掉全球一年生产的全部铂金——而铂金还有大量电子等其他用途。大卡车需要的铂金是乘用车的 10 倍,乘用车又是内燃机催化转换器的六七倍;纯电车不用铂金,汽油车用是因为催化转换器。结论是除非去小行星采矿,否则氢燃料电池不可能达到可观规模。

1:48:30

不解决辐射,火星就是空谈

所有火星叙事都绕开了真正的拦路虎:辐射。没有大气层当盾牌,人无法在太空待一两年。节目里提到采访过的 NASA 人士的说法是——只能尽快到达,然后处理随之而来的医疗问题,这就是全部计划。Musk 从未正面谈过辐射问题。所以「造一枚稍微好点的火箭」根本不解决这件事;在解决如何到达之前谈火星地球化,是本末倒置。

2:05:58

tachyon 不是超光速粒子,是理论坏掉的信号

科幻里的 tachyon 是超光速粒子,但 Brian 说物理学家完全不这么想:tachyon 意味着理论真空态出了根本问题。它对应负的质量平方,一旦存在就可以不断产生 tachyon 掉到更低能态,而物理总是趋向低能态,所以这是坏消息。他还提到,含一个以上时间维度的理论会自然在粒子谱里出现 tachyon。至于 Bob 问的「两个时间维度」,Brian 的回应是 2T 这套东西不被多数物理学家看好。

— Brian

原话 · 已逐字校验

If you are carrying your fuel on board your rocket, if you just want to go a little bit faster, it takes exponentially more fuel to move the fuel that you just added.

如果你把燃料带在火箭上,只要想快一点点,就要用指数级更多的燃料去推动你刚加进去的那些燃料。

Bob Novella21:33

there are a very, very large number of such possible shapes for the extra dimensions, and to this day, we don't know any mechanism for deciding which of those a priori should be correct.

额外维度可能的形状数量极其庞大,而直到今天,我们不知道有任何机制能先验地判断其中哪一个才是对的。

Brian Wecht36:13

And I don't think that's, you know, obviously it would be amazing if we found the unified theory of everything. That's the best thing that could happen. That is not happening with string theory, and I think it's unambiguous that that's the case.

我不认为那是——显然,如果我们找到统一一切的万物理论,那会很了不起,那是最好的结果。但弦理论没有做到这一点,我认为这一点是毫无歧义的。

Brian45:39

I learned to speak a language. It's like you learn to speak another language. I just got used to talking to that language.

我学会了一门语言。就像你学一门外语。我只是习惯了用那门语言说话。

Brian50:44

Later, research showed that if you took this drug for fewer than three months, you had something like a 3% chance of developing, which is still pretty high, right? Which is why they pulled it from the market. But if you took this drug for upwards of two years, like 40% of people had irregular or abnormal EKGs.

后来的研究显示,如果你服用这种药不到三个月,出现问题的概率大约是 3%——这仍然相当高,对吧?这就是它被撤市的原因。但如果你服用这种药长达两年以上,大约 40% 的人出现不规则或异常心电图。

Cara56:53

they don't fail because the technology fails. They fail because there's no killer app or use case or they just couldn't predict how people would react to the technology.

它们失败不是因为技术失败,而是因为没有杀手级应用或使用场景,或者他们根本无法预测人们会如何反应。

So the bottom line, when you hear about tachyons in science fiction, it's bullshit. That is not the way any physicist thinks about tachyons.

所以结论是,当你在科幻里听到 tachyon,那是胡扯。物理学家根本不是那样想 tachyon 的。

Brian2:05:58

And as you go to arbitrarily high dimensions, the volume of that sphere goes to zero.

而当你走向任意高的维度时,那个球的体积趋于零。

Brian2:08:01

数字与实体

Starshot 已花费450 万美元(原计划 1 亿美元)25:45
化学火箭飞抵最近恒星所需燃料质量10 的 6000 次方倍可观测宇宙质量21:33
Fen-Phen 月度处方总量(1996 年)1800 万张55:48
用药不到三个月出现心脏问题的概率约 3%56:53
用药两年以上出现异常心电图的比例约 40%56:53
氢燃料电池车往返效率约 40%1:15:27
电池电动车效率75% 到 90%1:15:27
全球年产氢1 亿吨1:21:36
绿氢占比不到 1%1:22:37

术语

ADS-CFT反德西特/共形场论对应
10 维弦理论与 4 维量子场论携带相同信息的猜想,一边难的问题可在另一边求解。
Calabi-Yau卡拉比-丘流形
弦论中额外维度可能卷曲成的形状,数量极其庞大且无法先验挑选。
metasurface超表面
纳米结构表面,Starshot 太阳帆用它实现几乎全反射以扛住 100 吉瓦激光。
PEM质子交换膜
氢燃料电池的一种,关键元素是铂金,因此规模受铂金产量硬约束。
tachyon快子
科幻里指超光速粒子,物理学家实际用它指理论真空态出问题的信号。

收听指南

谁该听

对弦理论现状、深空推进工程约束、以及 Fen-Phen 与氢能车这类「技术没输、别的东西输了」案例感兴趣的听众。

可跳过

16:28 前后关于 Endeavour 航天飞机运输和树木移栽的闲聊,与本期任何主线无关。