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知名物理學家齊聚溫哥華 探討量子引力與新科技

出席溫哥華量子引力會議的物理學家和部分溫哥華量子引力協會創始成員合影。(溫哥華量子引力協會)
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【大紀元2022年08月20日訊】(大紀元記者何雪加拿大溫哥華採訪報導)溫哥華量子引力協會創辦的量子引力學術會議於8月15日至19日在溫哥華碧灣威斯汀酒店(Westin Bayshore Hotel )舉行,該協會在會上宣布,在溫哥華成立量子引力研究所,以促進一個新的全球研究合作項目,推進對物理學和量子引力理論的研究。

二十幾位世界著名物理學家,包括諾貝爾獎獲得者Kip Thorne、Jim Peebles、Roger Penrose爵士,以及物理學家Baron Martin Rees、Markus Aspelmeyer、Viatcheslav Mukhanov、Paul Steinhardt等出席會議並作演講。

8月17日。在對公眾開放的主題日會議上,多位物理學家向與會者介紹了關於宇宙起源、演化、黑洞、量子理論與實驗的一些研究成果和問題,並對量子引力理論和時間旅行進行了探討。此外,溫哥華量子引力協會的創始成員還與大家探討話題:「為什麼我們應該關心量子引力?」。

量子引力學說與時間旅行探索

理論物理學的兩大支柱是愛因斯坦的廣義相對論和量子力學,前者被用於探索時空和引力,幫助人們了解宇宙,使太空旅行和原子鐘等成為現實,並催生了全球導航系統。而量子力學專注於原子和亞原子水平上的物質和光的行為,其應用則深入到我們的日常生活的方方面面,比如,電子產品、激光、計算機、手機、塑料等。

儘管這兩個理論各自在科學領域取得很多突破性進展,二者在很多情況下不僅不相容,還明顯對立。一些物理學家試圖將它們統一聯繫起來,於是提出了捉摸不定的量子引力理論。他們認為新理論可以幫助人們更深入地認識時間、引力和物質,從而帶來新的技術發展。

因對重力波探測和「激光干涉重力波天文臺」(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO)做了很多理論工作而獲得2017年諾貝爾獎的基普‧索恩(Kip Thorne)在演講中表示,「現在物理學已發展到一個階段,有宇宙學中的觀察,也有實驗室的實驗,可能把量子與引力理論結合起來觀察宇宙是如何整合在一起的。」

現為加州理工學院的榮譽教授的索恩還是電影《星際穿越》(2014)的執行製片人,他認為引入量子引力理論可以探索很多問題,包括時間旅行等。

宇宙學家:人類永遠無法捕捉衆多行星上的奇妙   

吉姆‧皮布爾斯( Jim Peebles)是在加拿大出生的美國籍物理學家和宇宙學家,現為普林斯頓大學阿爾伯特‧愛因斯坦科學榮譽教授(Albert Einstein Professor Emeritus of Science),被認為是宇宙學之父,因他對宇宙演化的開創性理論而於2019年被授予諾貝爾物理學獎。皮布爾斯在演講題目「物理學的下一個飛躍是什麼」中談到學界過去的成就、新的觀察和發現,以及宇宙中一些不能被「標準宇宙模型」解釋的現象。

他在談到一個星系時幽默地說:「在這個星系,恆星周圍有數百萬的行星,那些星星上面在發生著奇妙的事情。我們和這個星系相距上千萬光年之遙,因此可以肯定地說,人類永遠也不會捕捉到那些星星上的奇妙事情。」

在接受本報記者採訪時,皮布爾斯表示,「要預測物理學上下一個重大發現是什麼非常困難,那只能是一個開放的問題。我們觀察到某種現象,然後提出假說,通過測量和設計實驗來測試,有對的、有錯的,然後修正假說,就在接近找到答案。」

目前已發現宇宙大約包括5%的正常物質, 26%的暗物質,69%的暗能量。最早提出暗物質來解釋宇宙加速膨脹現象的皮布爾斯認為,「有證據表明暗物質的存在,不過,一個大問題是:暗物質究竟是什麼?我們可能永遠不會知道它。」

問及對量子引力理論的看法,皮布爾斯說,「廣義相對論和量子力學這兩個理論有天壤之別,要將二者結合起來,具有很大的挑戰性。目前我們還沒有一個完整的理論,也不能保證我們能找到一個完整的理論。短期不會有結果,但我們可以持之以恆地探索,逐步取得進展。」

溫哥華將成為量子引力理論研究中心

溫哥華量子引力協會的共同創辦人弗蘭克‧朱斯特拉(Frank Giustra)是Fiore 集團(Fiore Group)的首席執行官,也是一位慈善家。在接受《大紀元》採訪時,他表示自己對物理學發生濃厚興趣已有20多年,「我結識了一些著名的物理學家。大約3年前,保羅‧李 (Paul Lee)讓我認識了菲利普‧斯坦普 (Philip Stamps)。」

斯坦普是卑詩大學理論物理學教授,從事量子引力方面的研究,當時正與英國著名物理學家Roger Penrose爵士等人討論建立一個檔案中心,以存放從英國轉移過來的22萬頁論文、手稿、筆記和數千小時錄音的關鍵檔案, 供公眾和研究人員查閱、使用。「我們商議後認為不只要建一個檔案中心,而是成立一個研究機構,這樣我們就可以促進開展這方面的研究工作。於是我們五個商界人士決定,溫哥華不能錯過這種機會,」 朱斯特拉說。

經過三年的努力,溫哥華量子引力協會終於促成召開這個面對面的會議,並同時宣成立量子引力研究所。「我們不僅把從事這方面研究的理論物理學家和實驗物理學家召集在一起,而且要能夠為這類實驗提供經費資助,以便發展這類理論。」

展望研究所未來,朱斯特拉非常樂觀,「滑鐵盧有理論物理研究所Perimeter Institute,開展一些有趣的課題研究。現在溫哥華有這種追求聖盃般的研究,是多麼值得慶幸的事情。身為一個溫哥華人,我為能參與其中而深感自豪。我不知道量子引力理論能否在我有生之年產生,但至少,我們的努力會對這個領域做出貢獻。」

責任編輯:李盈

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