世界太吵,來原聲聽播客

Skeptics Guide

弦理論沒描述我們的宇宙,但它沒死

弦理論家自己承認:弦理論沒有描述我們所在的宇宙,這一點毫無歧義。但它從萬物理論降級成了理論物理的工具箱——ADS-CFT 讓 10 維弦理論和 4 維量子場論攜帶相同信息,一邊難的問題在另一邊容易。

弦理論深空推進藥物安全氫能高維幾何

原視頻在 YouTube 上放不出來,用音頻聽:

前半段星射計劃和後半段弦理論訪談信息密度高,中間 Fen-Phen 與氫能車兩段是標準的懷疑論拆解,可當案例庫聽。

核心論點 · 點時間戳可跳到原聲

21:33

化學火箭的燃料賬算不過來

用化學火箭 20 年飛到最近的恆星,需要的燃料質量是 10 的 6000 次方倍可觀測宇宙質量。這就是火箭方程的暴政:燃料帶在船上,想快一點就要指數級地多帶燃料,而多帶的燃料本身又要燃料來推。Starshot 的解法是把「引擎」留在地球上,靠地面激光推太陽帆,所以它才能做到化學火箭永遠做不到的事。

— Bob Novella
27:51

激光陣列本身就是戰略武器

Bob 提出一個被低估的推論:200 吉瓦的地面激光陣列不只是發射器。任何進入其空域的飛行器都能被瞬間汽化;若在軌道上放反射鏡,還能把光束打到地球上幾乎任何一點。所以這東西一旦建成,別國必然要求拆解,而花了半個萬億美元的人不會只用來推一次探測器——它可以給整個太陽系發射太陽帆。地緣政治可能才是這個項目真正的死因。

— Bob Novella
37:18

弦理論從萬物理論降級成工具箱

Brian 是職業弦理論家,他的判斷很直接:弦理論沒有描述我們所在的宇宙,這一點「unambiguous」。但它沒死,而是變形了——從「這可能是真實宇宙的理論」變成理論物理學家工具箱裡的一件工具。他給的例子是 90 年代末的 ADS-CFT 猜想:10 維弦理論被發現與 4 維量子場論攜帶完全相同的信息,一邊難的問題在另一邊容易,於是可以用弦理論和幾何去研究量子場論裡的難題。那些宇宙沒有一個對應我們所在的宇宙,但量子場論是我們確知能描述宇宙的理論,所以這個工具值得玩。

— Brian Wecht
39:24

反彈的根源是經費,不只是科學

弦理論因為炒作太極端,招來的反彈也極端。Brian 承認很多科學家認為弦理論不配得到那樣的熱度,但他指出一個直接原因:大量經費被挪去設立弦理論職位,本來可能流向別的系。學術界經費稀缺,招聘高度跟風,當風口不是你的方向時,很容易心生怨恨。他說這並不意味著那些反對意見不成立,但情緒的來源值得說清楚。他也強調自己共事過的弦理論家都極其謹慎、非常努力地做好科學。

— Brian Wecht
46:42

理性選擇理論走過一模一樣的弧線

Cara 說這讓她恍然大悟:政治學裡的理性選擇理論走的就是同一條路。2000 到 2010 年代,政治學者假設理性行動者然後推演行為——理性選民為什麼這樣投票、兩個理性領導人為什麼會互相殘殺——但看過新聞的人都知道沒人理性。它不是對宇宙的正確模型,但當時大家為「足夠有用」而興奮,如今熱度退去,轉向大規模數據處理,框架本身仍然是有用的工具:先解釋理性人為什麼會做出看似非理性的事,再往上疊加自尊、瘋狂、風險厭惡。Brian 認為這條弧線在科學裡反覆出現,不是 bug 而是 feature。

— Cara
57:56

給 6 到 10 歲男孩靜脈注射減肥藥

Cara 挖出一項令人不適的研究:90 年代在紐約,給 100 到 150 名 6 到 10 歲、有犯罪哥哥的黑人和西班牙裔男孩靜脈注射 fenfluramine,理由是這藥作用於血清素,也許能用血清素水平預測犯罪行為,於是用藥抬高血清素再比較差異。紐約州精神病學研究所做了一年的調查,結論是不存在不當行為。這項研究 1995 年發表,藥物 1997 年撤市。Cara 的追問是:90 年代倫理審查機制已經齊備,這怎麼通過 IRB 的。

— Cara
1:19:33

鉑金決定了氫能永遠上不了量

PEM 燃料電池需要鉑金做關鍵元素。按節目裡的說法,要把路上 10% 的車換成氫燃料電池,就得用掉全球一年生產的全部鉑金——而鉑金還有大量電子等其他用途。大卡車需要的鉑金是乘用車的 10 倍,乘用車又是內燃機催化轉換器的六七倍;純電車不用鉑金,汽油車用是因為催化轉換器。結論是除非去小行星採礦,否則氫燃料電池不可能達到可觀規模。

1:48:30

不解決輻射,火星就是空談

所有火星敘事都繞開了真正的攔路虎:輻射。沒有大氣層當盾牌,人無法在太空待一兩年。節目裡提到採訪過的 NASA 人士的說法是——只能儘快到達,然後處理隨之而來的醫療問題,這就是全部計劃。Musk 從未正面談過輻射問題。所以「造一枚稍微好點的火箭」根本不解決這件事;在解決如何到達之前談火星地球化,是本末倒置。

2:05:58

tachyon 不是超光速粒子,是理論壞掉的信號

科幻裡的 tachyon 是超光速粒子,但 Brian 說物理學家完全不這麼想:tachyon 意味著理論真空態出了根本問題。它對應負的質量平方,一旦存在就可以不斷產生 tachyon 掉到更低能態,而物理總是趨向低能態,所以這是壞消息。他還提到,含一個以上時間維度的理論會自然在粒子譜裡出現 tachyon。至於 Bob 問的「兩個時間維度」,Brian 的回應是 2T 這套東西不被多數物理學家看好。

— Brian

原話 · 已逐字校驗

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.

如果你把燃料帶在火箭上,只要想快一點點,就要用指數級更多的燃料去推動你剛加進去的那些燃料。

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.

額外維度可能的形狀數量極其龐大,而直到今天,我們不知道有任何機制能先驗地判斷其中哪一個才是對的。

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.

我不認為那是——顯然,如果我們找到統一一切的萬物理論,那會很了不起,那是最好的結果。但弦理論沒有做到這一點,我認為這一點是毫無歧義的。

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.

我學會了一門語言。就像你學一門外語。我只是習慣了用那門語言說話。

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.

後來的研究顯示,如果你服用這種藥不到三個月,出現問題的概率大約是 3%——這仍然相當高,對吧?這就是它被撤市的原因。但如果你服用這種藥長達兩年以上,大約 40% 的人出現不規則或異常心電圖。

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.

它們失敗不是因為技術失敗,而是因為沒有殺手級應用或使用場景,或者他們根本無法預測人們會如何反應。

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.

所以結論是,當你在科幻裡聽到 tachyon,那是胡扯。物理學家根本不是那樣想 tachyon 的。

Brian2:05:58

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

而當你走向任意高的維度時,那個球的體積趨於零。

Brian2:08:01

數字與實體

Starshot 已花費450 萬美元(原計劃 1 億美元)25:45
化學火箭飛抵最近恆星所需燃料質量10 的 6000 次方倍可觀測宇宙質量21:33
Fen-Phen 月度處方總量(1996 年)1800 萬張55:48
用藥不到三個月出現心臟問題的概率約 3%56:53
用藥兩年以上出現異常心電圖的比例約 40%56:53
氫燃料電池車往返效率約 40%1:15:27
電池電動車效率75% 到 90%1:15:27
全球年產氫1 億噸1:21:36
綠氫佔比不到 1%1:22:37

術語

ADS-CFT反德西特/共形場論對應
10 維弦理論與 4 維量子場論攜帶相同信息的猜想,一邊難的問題可在另一邊求解。
Calabi-Yau卡拉比-丘流形
弦論中額外維度可能捲曲成的形狀,數量極其龐大且無法先驗挑選。
metasurface超表面
納米結構表面,Starshot 太陽帆用它實現幾乎全反射以扛住 100 吉瓦激光。
PEM質子交換膜
氫燃料電池的一種,關鍵元素是鉑金,因此規模受鉑金產量硬約束。
tachyon快子
科幻裡指超光速粒子,物理學家實際用它指理論真空態出問題的信號。

收聽指南

誰該聽

對弦理論現狀、深空推進工程約束、以及 Fen-Phen 與氫能車這類「技術沒輸、別的東西輸了」案例感興趣的聽眾。

可跳過

16:28 前後關於 Endeavour 航天飛機運輸和樹木移栽的閒聊,與本期任何主線無關。