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EP 792020-03-071:09:51

時間是基本的,空間不是

Lee Smolin

理論物理學家 Lee Smolin 談量子力學為什麼還不完整,主張時間是基本的、空間是湧現的,也回頭交代他寫《The Trouble with Physics》的初衷與遺憾。

Lee Smolin: Quantum Gravity and Einstein's Unfinished Revolution | Lex Fridman Podcast #79在 YouTube 看 ↗

重點6 條

  1. 實在論是他的出發點:他相信有一個獨立於人類經驗的真實世界,我們感受到的是大腦加工過的版本。Lex 追問實在論是不是就等於決定論,他說決定論不是他在乎的,他可以接受帶有機率的基本世界。
  2. 科學靠的是社群與訓練,不是一套公式化的方法:他在研究所時受科學哲學家的影響,不相信有「科學方法」這回事。在他看來,科學家是一群遵守倫理規則(不說謊、報告所有結果)的人,訓練的核心是反覆檢查,能經得起同行質疑才拿得到博士學位。
  3. 愛因斯坦的革命只完成一半:相對論和量子論各自成功,但量子力學有兩套互相矛盾的演化規則(測量時與不測量時),也跟描述大尺度的廣義相對論接不起來。他和愛因斯坦一樣認為量子力學一致但不完整,需要補上額外的自由度。
  4. 時間是基本的,空間與時空不是:他認為時間的活動就是由既有的事件不斷產生新事件,事件之間只有因果次序,空間是在夠複雜的宇宙裡才湧現的近似描述。Lex 問因果性是不是基本的、是不是該放棄定域性,他說絕對是完成這場革命的關鍵一步。
  5. 對多世界詮釋,他個人不買單:他和合作者定下的第一條原則是「只有一個世界,而且只發生一次」。他說這不是他擅長的,所以去請教過牛津那批用決策論重建機率的哲學家,其中幾位告訴他,還不確定有哪一種已經站得住。
  6. 回看《The Trouble with Physics》:他說書的本意是談科學社群怎麼運作,弦論只是案例;他認為當年對弦論的診斷大致站得住,遺憾的是同一套批評也適用於包括他自己圈子在內的許多社群,書裡卻沒有明說。

時間軸20 段

01 02:57
什麼是真實

他相信有一個獨立於自己經驗與知識的世界,稱為真實世界;大腦主動加工經驗,但背後仍有東西在。

02 05:21
人為什麼編故事

人跟洞穴裡的祖先一樣好奇,得在資訊不全時快速判斷,所以常錯、也容易騙自己和別人;「對」是離真實世界的準確描述更近一點。

03 08:02
沒有科學方法

他受一位科學哲學家影響,不相信有「科學方法」;他把科學看成遵守倫理規則的社群,訓練的重點是檢查再檢查。

04 11:44
實驗與理論沒那麼直接

用伽利略從塔頂丟球為例:同一個實驗,亞里斯多德派和伽利略各有解讀,要靠一整串案例,到 1687 年牛頓才完成轉變。

05 14:28
二十世紀的革命

他認為有一場只成功一半的科學革命,大約從 1890 年代末延續到 1930、1940 年代,奠定了今日科技的基礎;1970 年代初以來的基礎物理沒有類似的成果與應用。

06 16:55
實在論的主張

實在論者相信基本層次的每個過程原則上都有完全客觀的描述;Lex 問這是不是就等於決定論,他說可以接受帶有機率的世界;被問到上帝擲不擲骰子,他認為情況可能糟得多,理論可能毫無預警地改變。

07 19:04
觀察者與反實在論

他認為意識不會讓事物成真,但實在論能不能容納意識與心智,他說常在想,希望可以,但目前顯然還做不到;談到 Bohr 等創始者不是實在論者,他仍期待人類慢慢逼近真實世界,只是離那一步還很遠。

08 23:14
人類理解有沒有極限

他認為這是五千年後才回答得了的問題;他欣賞 David Deutsch 的普適性論證,覺得目前進展還不錯。

09 24:50
行李箱上的輪子

引朋友 Eric Weinstein 的例子:天才們提了幾百年的行李,沒人想到裝輪子;他讀傳記的結論是運氣、固執與傲慢都有份,但後兩者很容易走偏,愛因斯坦靠的是追問的決心。

10 29:23
愛因斯坦未完成的革命

相對論與量子論是未完成的雙重革命:量子力學有兩套互相矛盾的演化規則,又跟廣義相對論接不上;他的路線是補完量子力學,而不是把重力量子化。

11 33:22
時空是建構,時間才基本

時空是好用的近似但不基本;他主張時間一路到底都是基本的,事件不斷產生事件,未來並不存在,空間是複雜到一定程度後才湧現的。

12 40:00
兩種定域性

量子場論裡的定域性經得起檢驗;愛因斯坦與 Bell 那一版已被實驗否定。Lex 問因果性與放棄定域性是不是關鍵,他說絕對是關鍵一步。

13 45:12
怎麼完成這場革命

十幾種量子重力的路線各自走到卡關,各派據山頭互丟石頭;他希望大家下山交流,學會說「對,而且」。

14 47:22
多世界詮釋

他不看好多世界詮釋:據他理解,Everett 自己的機率推導不成功,牛津學者靠決策論重建的版本專家也沒共識;對 Sean Carroll 的做法他自承沒有深入研究。

15 55:35
先找原則,再做模型

他引愛因斯坦的做法:進入新領域先找原則,再建模型;他認為現有量子重力路線都只是模型,現在的首要工作是確立原則。

16 57:14
弦論的解數不完

談到《The Trouble with Physics》,他說寫書的本意被當時的爭論帶偏了;接著講一位朋友發現弦論的解多到無法計數而擔心,他也跟著憂慮,於是想找出路。

17 1:01:14
宇宙學自然選擇

他從演化生物學借來「地貌」概念,提出宇宙經由後代關係演化出標準模型的參數,並能推出可檢驗的預測。

18 1:03:42
弦論與圈論同源

為了讓弦論不依賴背景而發展的工具,後來變成圈量子重力;他認為把弦和圈分成兩個社群一直都很荒謬。

19 1:04:31
書的來歷與遺憾

原本談科學方法的書稿出版不了,改成從弦論故事寫起;他遺憾的是沒把同樣的批評明講在自己的圈子上。

20 1:07:14
對二十一世紀物理的期待

他說年輕人對舊的派系之爭不感興趣;他預告下週在 Perimeter 有一場小型研討會,夏天有一場邀請各路量子重力學派一起參加的大會。