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

Lex Fridman1:09:52

Transcription

以下是与李·斯莫林的对话。他是一位理论物理学家,也是圈量子引力的联合发明人,为宇宙学、量子场论、量子力学基础、理论生物学和科学哲学做出了许多有趣的想法。他是几本书的作者,包括一本批评物理学和弦理论现状的书,名为《物理学的麻烦》,以及他最新的书《爱因斯坦未完成的革命:寻找量子之外的东西》。他是关于我们宇宙本质的公开辩论中的直言不讳的人物,是理论物理学界顶尖思想家之一。这个社区有其受人尊敬的学者,有其赤裸的皇帝,有其被驱逐者,有其革命者,有其疯子和梦想家。这就是为什么这是一个令人兴奋的世界去探索。这是一次长篇对话,我建议你回顾一下与伦纳德·萨斯坎德、肖恩·卡罗尔、迈基奥·卡库、马克斯·泰格马克、埃里克·温斯坦和吉姆·盖茨的对话。你可能会问,如果你对人工智能感兴趣,为什么要和物理学家交谈?对我来说,创造人工智能系统需要的不仅仅是 Python 和深度学习。它要求我们回到探索宇宙和人类思想的根本性质。理论物理学家比几乎任何其他学科都更深入地探索第一个原则的黑暗、神秘、心理上充满挑战的领域。这是人工智能播客。如果你喜欢它,请在 YouTube 上订阅,在 Apple Podcast 上获得五星好评,在 Patreon 上获得支持,或者只是在 Twitter 上与我联系,Alex Friedman,拼写为 Fri D M am。像往常一样,我现在会做一到两分钟的广告,中间绝不会有广告,以免打断对话的流程。我希望这对你有用,并且不会损害收听体验。本节目由 Cash App 呈现,这是 App Store 中排名第一的金融应用。当你下载它时,你可以使用 Lex Podcast 代码。Cash App 允许你向朋友汇款,购买比特币,并用低至 1 美元的资金投资股票市场。既然 Cash App 允许你购买比特币,让我提到货币在货币历史的背景下是迷人的。我推荐《货币的价值》这本书,它讲述了这段历史。账目和贷方在账簿上始于大约 30,000 年前。美元当然是在 200 多年前创造的,而比特币,第一个去中心化的加密货币,在十多年前发布。因此,考虑到这段历史,加密货币仍处于发展的早期阶段,但它仍然旨在并且可能重新定义货币的性质。如果你从 App Store 或 Google Play 下载 Cash App 并使用代码 Lex Podcast,你将获得 10 美元。Cash App 还将捐赠 10 美元给我的一个最喜欢的组织之一,该组织正在帮助在全球范围内推进机器人技术和 STEM 教育,为年轻人服务。现在,这是我和李·斯莫林的对话。什么是真实的?让我们从一个简单的问题开始。换句话说,我们如何知道什么是真实的,什么是仅仅是我们人类感知和想象的产物?我们不知道。你不知道。这是科学。我猜我们说的是科学,我们相信,或者我相信,有一个独立于我的存在、我的经验、我的知识的世界。我称之为真实的世界。所以他说科学,但比科学更大。当然,当然。我本不必说这是科学。我只是在热身,热身。好了,现在我们热身了,让我们稍微离开一下科学。你认为一切存在都仅仅是我们思想的产物,这完全是疯狂的想法吗?所以,有一些,不是很多,现在这在科学之外。有些人相信,感知是人类感知,视觉皮层等,那里形成的认知结构是现实,然后任何外部的东西是我们永远无法真正掌握的东西。这也是一个疯狂的想法。有一个不是完全疯狂的版本。我们所体验到的东西是由我们的大脑构建的,并且是由我们的大脑以一种活跃的方式构建的。所以我们看到的不是原始世界,我们看到的是一个经过高度处理的世界。我们感觉到的东西是通过我们的大脑经过高度处理的,而我们的大脑是不可思议的。但我仍然相信,在那段经历,那面镜子,或者你想称之为任何东西的背后,有一个真实的世界,我对此感到好奇。我们能否真正地,我们如何才能感知到那个真实的世界?是通过物理学的工具,从理论到实验,还是我们可以以某种更与我们的猿类祖先相关的直观方式来掌握它?还是说,最终真正让我们成长的仍然是数学和物理学的工具?所以,让我们谈谈这些工具是什么。你说的数学和物理学的工具是什么?我的意思是,我认为我们和我们的祖先在洞穴里,或者在洞穴之前,或者无论我们在哪里,我们都在这个世界上,我们很好奇。我们还认为,能够解释什么时候有火,什么时候没有火,哪些动物和植物可以吃,以及所有这些事情很重要。但我们也只是好奇。我们抬头看天空,看到太阳、月亮和星星,我们看到其中一些在移动,我们对此非常好奇。我认为我们天生就好奇。所以我们编造,这是我的版本,我们编造故事和解释。而且,我认为人类的两个特点是,我们快速做出判断,因为我们必须这样做。我们必须生存。那是一只老虎吗?那不是一只老虎吗?我们行动。我们在不完整的信息上必须快速行动。所以我们快速判断,然后行动。我们有时会出错,但至少有时会出错,这对我来说就足够了。我们有时会出错。所以我们欺骗自己,我们也轻易地欺骗别人。所以有很多故事被讲述,其中一些带来了切实的利益,而另一些则没有。所以他说我们经常出错,但什么是对的呢?这是一个非常好的问题。对了,既然我相信有一个真实的世界,我相信你可以挑战我,如果你不是一个现实主义者,一个相信这个真实客观世界独立于我们感知的人。如果我是一个现实主义者,我认为对了就是更接近。我认为首先,这是一个相对的尺度,不是对和错,而是更对,更少对。如果你更接近那个真实世界的精确真实描述,你就更对。现在,我们能确定这一点吗?科学方法最终是让我们能够感知到我们离那个真实世界有多近。没有人计数。首先,我不相信有科学方法。我在研究生院时深受保罗·费耶阿本德的著作的影响,他是一位重要的科学哲学家,他认为没有科学方法。你能不能详细说明一下,如果你愿意,但你能详细说明一下,没有科学方法意味着什么吗?这个概念,我认为在当今时代,很多人都相信。当然,保罗·费耶阿本德是波普尔的学生,波普尔教导卡尔·波普尔。费耶阿本德通过逻辑和历史考试都认为,你可以说出任何应该成为科学实践一部分的事情。例如,你应该始终确保你的理论与所有已有的数据一致。他会证明,总会有科学与这个建议相矛盾的时候,一些科学家会与这个建议相矛盾,以便科学能够整体进步。所以,这不像我想象的那么简单。我认为科学是一个社区,一群人,以及一群人,他们受到某些道德准则的约束。在那个社区里,他们遵循一套想法。我指的是道德上的游戏规则。他们遵循的规则是:不要撒谎,报告你所有的结果,无论它们是否与你的假设一致。科学家的训练主要包括检查方法,因为我们确实会犯很多错误,我们非常容易出错。但是,有数学和实验方面的工具可以检查、复查和三复查。科学家要经过训练。我认为这是其中的一部分。你不能随便从街上走过来,说“嘿,我是一名科学家”。你必须接受训练。让你完成训练的测试是,你能否为你的同事无法驳倒的事情提出一个令人信服的论证?你检查过这个吗?你检查过那个吗?你检查过这个吗?这与那个似乎矛盾的地方又如何呢?你必须对所有这些事情都有答案,否则你就不会被认真对待。当你能够提出那种辩护和论证时,他们就会给你一个博士学位。你就被许可了。你仍然会被质疑,你仍然可能会提出或发表错误,但社区将不得不花费更少的时间来纠正你的错误。是的,但如果你能稍微停留一下呢?社区所做的事情与科学方法的理想之间有什么差距?科学方法是,你应该能够重复一个实验。科学方法有很多构成要素,但最终的结果,它的希望是,你应该能够有信心地说,某个特定的事物接近真相,对吧?但是,实验和假设或理论之间没有简单的关系。例如,伽利略从塔顶扔下一个球进行实验,球落在塔的底部。一个亚里士多德主义者会说:“哇,当然,它落在塔的底部。这表明地球在球落下时没有移动。”伽利略说:“不,等等,有一个惯性原理。它有一个惯性,地球没有移动的方向,地球和球一起移动。惯性原理告诉我在底部,它看起来确实是这样,所以我的惯性原理是对的。”斯塔丁尼安说:“不,亚里士多德的科学是对的,地球是静止的。”所以,你需要一个相互关联的案例集合,并努力了几个世纪才从亚里士多德物理学过渡到新物理学。直到牛顿在 1687 年才完成。所以,你认为是什么样的过程导致了进步?如果我们至少看科学的长远发展,所有科学家群体似乎都做得更好,能够提出工程师可以进一步利用并建造火箭、建造计算机或建造酷炫东西的想法。我不知道比什么更好?比上个世纪?所以,一个世纪一个世纪地,我们可以谈论,我们可以谈论弦理论等等,以及可能的,你可能认为是死胡同。但弦理论……但科学总是有,至少是暂时的死胡同。但如果你,如果你看,当然,在几个世纪里,你知道,牛顿之前的那个世纪和牛顿之后的那个世纪,似乎有很多想法比真理更接近,然后可以被我们的文明用来建造 iPhone,建造酷炫的东西,提高我们的生活质量。我指的是这种进步。让我,我能更精确地说吗?是的,我认为重要的是要准确地把握时间和地点。是的,有一场科学革命,部分成功于大约 1900 年或 1890 年代末到 1930 年代、1940 年代,如果拉伸到 1970 年代。技术,这是相对论的发现,它包括了电磁学的许多发展,物质由原子构成,以及原子核和电子围绕其运行的整个图景,这在 20 世纪初得到了很好的证实。然后是量子力学,从 1905 年开始,花了很长时间才发展到 1920 年代后期,然后它基本上就定型了,是我们提到的所有技术的基石。所有这些,我的意思是,电气技术一直在缓慢发展。事实上,电力和美国及欧洲城市电气化之间的发展有着密切的关系。以及基础物理学的基本发展。自 20 世纪 70 年代初以来,就没有这样的故事了。因此,没有一系列的胜利和进步,也没有,没有实际应用。所以,让我们稍微停留一下 20 世纪初和那里的科学革命。科学界是如何相互制约的?当你做对的时候,当你做错的时候,实验验证最终是最终的考验吗?这是绝对必要的,而且关键的东西都得到了验证。量子力学和电磁学理论的两个关键预测。所以在我们谈论爱因斯坦,你的新书,在弦理论,量子力学之前,让我们退一步,问一个更高层次的问题。你提到的现实主义是什么?非现实主义是什么?也许为什么你觉得现实主义如此引人入胜?现实主义是对一个独立于我们的存在、我们的感知、我们的信念、我们的知识的外部世界的信念。一个现实主义的物理学家是一个相信应该可能有一个完全客观的描述,在基本层面,它描述并解释了究竟发生了什么以及为什么会发生。在现实主义的观点中,这种系统是决定性的,这意味着没有模糊的魔法,你永远无法触及事物的底层,并且可以完美地描述它。有些人会说,我对决定论不感兴趣,但我可以接受一个基本世界,其中包含一些机会。所以,迪普说,你可以接受它,但你认为上帝在我们的宇宙中掷骰子吗?我认为这可能比这糟糕得多。朝哪个方向?我认为理论可以改变,理论可以在毫无预警的情况下改变。我认为未来是开放的。你的意思是,物理学的基本定律可能会改变?好的,我们会到达那里的。我以为我们能够找到一些坚实的基础,但显然,基础是暂时的。所以,也许,好吧,让我们……所以,现实主义的想法是,虽然基础是坚实的,但你可以描述它。人类,我们美丽而复杂的人类思想,在现实主义中扮演什么角色?我们有吗?我们只是另一组巧妙连接在一起的分子吗?还是观察者,我们的观察者,我们的人类思想,意识,在这个物理宇宙的现实主义观点中扮演角色?有两种方式,有两个问题你可以问。我们的意识,你的感知在使事物成为现实,使事物成为现实中扮演角色吗?这是第一个问题。第二个问题是,这个,我们可以称之为基于现实主义的世界的自然主义观点,是否为理解感知和意识和思想的存在和性质留下了空间?这是第二个问题。我确实经常思考第二个问题,我的答案是,我的答案是,我希望如此,但它肯定还没有。所以,关于第一个问题,我不认为如此。当然,第一个问题的答案取决于第二个问题,对吧?所以,我还没有解决第一个问题。第二个问题是你可以努力解决的事情。那么,关于非现实主义者呢?你谈到的非现实主义者有哪些不同的流派?我认为如果你能为那些认为世界不像现实主义者所认为的那样具体,或者说世界比现实主义者所认为的更混乱的人解释一下,那就太好了。有哪些不同的阵营,不同的观点?我不确定我是一个好的学者,可以谈论不同的阵营并进行分析。但是,许多量子物理学的发明者不是现实主义者,不是学术上的现实主义者。他们在两次世界大战之间处于一个非常危险的时期,文化中有许多趋势也是如此。但无论如何,他们说,科学的目的不是提供一个客观的、现实的自然描述,在我们缺席的情况下。尼尔斯·玻尔可能会说,科学的目的是作为我们彼此对话的延伸,来描述我们与自然的互动。我们可以自由地发明和使用粒子、波、因果关系、时间或空间等术语,如果它们对我们有用,并且带有某种直观的含义。但我们不应该相信它们实际上与我们在我们缺席的情况下,我们无话可说的自然有什么关系。你觉得这种观点有什么方面吗?因为你刚才说,我们人类讲故事,定义了尼尔斯·玻尔的这种非现实主义观点的某些方面?我们基本上是讲故事的人,然后我们创造了空间、时间和因果关系以及所有这些有趣的量子力学的东西的工具,来帮助我们讲述我们世界的故事。当然,我只是想相信,这是驱动人类的另一种愿望。现实主义的观点是什么?你希望这些故事最终能引导我们发现,发现真实的世界本来的样子?对了,这是可能的吗?哦,好吧,你是说我们能到达那里并知道我们到了那里吗?是的,正是如此。那不是我的,那是给 5000 年后的人的。我们肯定离那里还很远。你认为存在于我们思想之外的现实,你认为我们的认知能力有限吗?我们是猿类的后代,只是生物系统,我们的头脑理解现实的能力是否有限?是不是到了某个点,即使有物理学工具的帮助,我们也无法掌握某些基本方面?再次,我认为这是 5000 年后要回答的问题。我认为这里有一种普遍性。我并非在所有事情上都同意大卫·多伊奇的观点,但我欣赏他最后一本书的表达方式。他谈到了解释的作用,他谈到了某些语言的普遍性,数学或计算的普遍性等等。他认为普遍性是真实存在的,它某种程度上源于符号系统和数学系统可以指代自身的事实,并且在每一个,我忘了这叫什么,指代自身并构建,他认为我们的理解无论在那里有什么普遍的可能性。但我欣赏这个论点,但对我来说,我们到目前为止做得还不错,但我们将不得不看看是否有极限,或者是否没有。就目前而言,我们有很多可以玩的东西。是的,有些事情就在我们眼前,但我们却错过了。我将引用我的朋友埃里克·温斯坦的话说:“看,爱因斯坦带着他的行李,弗洛伊德带着他的行李,马克思带着他的行李,玛莎·格雷厄姆带着她的行李等等。爱迪生带着他的行李。所有这些天才都带着他们的行李。直到相对最近,没有人想到给行李装上轮子,然后拉着它。它就在那里,等待了几个世纪才被发明出来。”这是埃里克·温斯坦。轮子代表什么?你基本上是说,有些东西就在我们眼前,一旦它突然明白了,我们给行李装上轮子,很多事情就会迎刃而解。是的,我确实如此。我每天醒来都想,为什么我不能成为那个在机场里走动的人呢?你认为要成为那样的人需要什么?因为你说了,很多人都很聪明,他们带着他们的行李。嗯。从心理学上讲,埃里克·温斯坦是一个不拘一格思考的人,对吧?他几乎抵制传统的思维。你也是一个通过习惯、心理、成长经历,我不知道,但抵制传统思维的人。这只是天生的。这是个赞美。那么,你认为需要什么才能做到这一点?这是天生的吗?我怀疑。嗯,根据我的一些研究,因为我对此很好奇,而且更具体地说,当我开始研究物理学时,因为我离物理学很远,所以我花了很多时间,很多工作才开始研究它并进入它。所以我确实想过这个问题。所以我读了传记。事实上,我从爱因斯坦、牛顿和伽利略的自传开始,以及所有那些人。我认为有几件事。有些是运气,在正确的时间出现在正确的地点。有些是固执和傲慢,这很容易出错。是的,我知道所有这些都是门户。如果你以错误的速度或错误的 कोण度穿过它们,它们都是失败的方式。但如果你有正确的运气、正确的信心和傲慢,关心,我认为爱因斯坦以一种比他那个时代其他人更强烈的热情和承诺去理解自然。所以他问了更多固执的问题,他问了更深层的问题。我认为,还有一个能力水平,无论是天生的还是可以发展的,都可以像任何其他事情一样发展,比如音乐天赋。自我的作用是什么?信心,信心。但你在你自己的生活中,是否发现自己走在太多的或太少的这条微妙的边缘上?所以,过于自信,因此误入歧途,或者不够自信,无法抛弃当时理论物理学的传统思维?我不知道。我贡献了我所贡献的地方。如果我对某些事情有更多的信心,我会走得更远吗?我不知道。当然,我现在坐在这里,用我自己的方法来讲述一切。我很平静,我对此感到高兴。但另一方面,我认识一些人的自信心远远超过我。有时我认为这是合理的,有时我认为是不合理的。你的最新书名为《爱因斯坦未完成的革命》。所以,我不得不问,什么是爱因斯坦未完成的革命?以及我们如何完成它?这正是我一生都在努力做的事情。爱因斯坦未完成的革命是发明了相对论(狭义相对论,尤其是广义相对论)和量子论的双重革命。他是在 1905 年第一个意识到必须有一个根本不同的理论,能够以某种方式解决光子波粒二象性的悖论。我是说,人们可能不总是将爱因斯坦与量子力学联系起来,因为我认为他与量子力学的奠基有关,我是说,他是量子力学的奠基人之一。我认为他把它放进了壁橱。他是否……他一开始不相信 1920 年代后期发展的量子力学是完全正确的。起初他根本不相信。然后他确信它是自洽的,但不完整。这也是我的观点。它需要,出于各种原因,我可以阐明,需要额外的自由度、粒子、力,才能达到一个阶段,它能够对每一种现象给出完整的描述,正如我所说的,现实主义要求。那么,量子力学的哪个方面最困扰你和爱因斯坦?是波函数坍缩的讨论,测量问题,还是……测量问题?我不会代表爱因斯坦说话,但测量问题基本上是量子力学基本表述中给出了两种演化情况的方式。一种是明确地,当没有观察者在观察,或者没有测量发生时。另一种是当测量或观察发生时。它们基本上是相互矛盾的。但革命没有完成的另一个原因是,我们不理解这两部分之间的关系。广义相对论是我们关于时空、引力和宇宙学的最佳理论,以及量子理论。在大多数情况下,广义相对论描述大物体,量子理论描述小物体。这就是我们发现描述大物体和小物体的强大工具的革命。它还没有完成,因为你不会有两个完全独立的东西,我们需要弄清楚如何将它们联系起来,以便它能够描述一切。对,我们要么做到这一点,如果我们相信现在理解的量子力学是正确的,通过将广义相对论或广义相对论的某个扩展,它描述了引力等等,带入量子领域。这被称为量子引力理论。或者,如果你和爱因斯坦一样,认为量子力学需要完成,这是我的观点,那么寻找量子力学的正确完成或扩展的一部分工作将是包含时空和引力的工作。那么,我们从哪里开始呢?首先,请允许我问一个非常基本的问题。那里有所有基本问题,也是最难的问题。你提到了时空,什么是时空?时空,你称之为一种构建。所以我相信时空是我们对宇宙中事件的一种智力构建。我相信事件是真实的,事件之间的关系,原因,是真实的。但四维光滑几何,具有度量和连接,并满足爱因斯坦方程的想法,在某种尺度上是一个很好的描述。它是一个很好的近似。它捕捉了自然界中一些真正发生的事情。但我一分钟都不相信它是根本的。所以,好吧,让我们……我将停留在那上面。所以,宇宙有事件,事件导致其他事件。有因果关系的想法。好的,那么,在你的观点中,这是真实的,还是假设?我一直在努力开发的理论就是这样假设的。所以,时空,你说四维空间是事物的地点,而时间是无论如何时间是什么?你说时空是空间和时间的涌现,而不是根本的。不,抱歉,在我纠正你之前,什么是根本的,什么是涌现的?根本意味着它是你所能达到的最底层的描述的一部分。我们有真实的,就像真实的,它可能的那样真实。是的。所以我认为时间是根本的,它一直存在。空间则不是。而我们广义相对论中使用的它们的组合,我们称之为时空,它也不是。那么,时间是什么?我认为时间的活动是从现有事件不断创造事件。所以,如果没有事件,就没有什么。那么,不仅没有时间,什么都没有。所以,我认为宇宙的历史是走向过去的。我认为未来并不存在。有一个现在和一个过去的概念。过去是由关于发生在我们过去的事件的故事组成的。你说未来不存在?你能再说一遍吗?你能再试一次,让我理解一下吗?所以,事件导致其他事件。这个宇宙是什么?因为我们将谈论局域性和非局域性。很好,因为这是疯狂的,我的意思是,这不是疯狂的,这是你提出的一个美丽的思想集合。而且,因为所有这些根本的,我只是想更好地理解它。什么是过去?什么是未来?时间的流动是什么?在你看来,我们宇宙中的时间流逝是什么?也许是一个事件?一个事件是某事发生变化的地方,或者……很难说,因为它是一个原始概念。事件是时空中的一个时刻。这是广义相对论的观点,其中两个粒子的路径相交,或者粒子路径中的某事发生变化。现在,我们假设我的理论在根本层面有一个概念,这是一个基本概念,所以它没有根据其他事物来定义,但它是一个基本事件的发生。它与能量或物质或任何交换没有联系。在这个层面上,它涉及到能量。是的,它涉及到。这就是我和玛丽娜·科尔特斯开发的理论版本,顺便说一句,我想提到我的合作者,因为他们在工作中至少和我一样重要。玛丽娜·科尔特斯,自 2013 年左右,2012-2013 年以来,所有关于因果关系的工作。卡洛斯·塞特,以及在此之前的罗伯托·曼加贝拉·温格,他是一位哲学家和法学教授。以及你与你的合作者一起完成未完成的革命的努力。是的,并专注于因果关系,并专注于……是的,作为物理学的根本。所以,当然还有其他与我们合作过的人,但这两个人的思想对我的思想产生了巨大的影响。所以,在你描述因果关系的方式中,这就是你说的,时间是根本的,因果关系是……是的。那么,空间不是根本的,而是涌现的,这意味着什么呢?这很好。这是一个描述层面,其中有事件,事件产生其他事件,但没有空间。它们不生活在空间中。它们有一个它们相互导致的原因顺序,而这就是我们时间的一部分。所以,但是,有一个涌现的近似描述。你让我找一个版本,我没有。涌现属性是在某个比基本层面更复杂、更复杂的层面产生的属性,它需要一个属性来描述,而这个属性不能直接从基本事物的属性中解释或推导出来。空间就是其中之一。在一个足够复杂的宇宙中,三维空间的位置出现了。是的,我们在一些模型中详细地看到了这一点,无论是计算上还是分析上。所以,与空间相关的是局域性的概念。是的,所以我们谈论现实主义。所以,我生活在这个世界上,就像体育运动一样,你知道,局域性是一种你可以影响你身边事物的概念,而不会影响远处的物体。嗯。这是让我对引力感到困扰的事情,或者说远距离作用,这可能让牛顿感到困扰,或者至少他对此说了一些话。那么,你对局域性有什么看法?它只是一个构建吗?是我们人类,就像这个想法一样,并且与它联系在一起,因为我们生活在其中?我们需要它来生存,但它不是根本的?我的意思是,它似乎不是我们现实的一个根本方面,这太疯狂了。是的,你像治疗师一样安慰我。局域性在物理学中,在量子场论中,有几种不同的定义,它是狭义相对论和量子力学的结合。在量子场论中,有一个局域性的精确定义。时空中的事件对应的场算子,它们在空间上是分离的,可以相互作用。所以在量子力学中,你考虑现实的性质,场,以及相互靠近的东西。如果你对它们产生影响,那么它们比远处的物体更近。是的,这很令人欣慰,这很有道理。所以,这是量子场论的一个属性,而且经过了很好的检验。不幸的是,还有另一种局域性的定义,由爱因斯坦表达,并由约翰·贝尔更精确地表达,它已经过实验检验,但被发现是错误的。这个设置是,你取两个粒子。所以,量子力学中一个真正奇怪的属性叫做纠缠。你可以让两个粒子相互作用,然后共享一个属性,而这个属性不是这两个粒子中的任何一个的属性。如果你取这样一个系统,然后神奇地在粒子 A 上进行测量,粒子 A 在这里,在我右边,粒子 B 在这里。当别人在粒子 B 上进行测量时,你可以问,粒子 B 的真实现实是什么,它不受观察者在粒子 A 上选择测量什么的影响?不是结果,只是选择他们可能测量的不同事物。这就是局域性的概念,因为它假设这些东西相距很远,在空间上是分离的。关于在 A 处的人所做的选择的信息需要一段时间才能影响 B 的现实,无论它们传播了多久,以接近光速或光速传播。它无关紧要,就像它们之间的距离一样。嗯,它已经被测试过了。当然,如果你想对量子力学抱有希望,它完全是错误的,并被一些改变它的东西所纠正。它已经被测试了数公里。我不记得是 25 公里还是 170 公里。所以,在试图解决未完成的革命,试图提出一个万物理论时,因果关系是根本的,并且打破局域性是绝对关键的一步。所以,在你书中,基本上这两件事是我们真正需要思考的,尤其是物理学界。我想我的问题是,我们如何解决?我们如何完成未完成的革命?我只能告诉你我正在做什么,以及我放弃了什么。是的,它不起作用。就像一个蚂蚁在蚁群中。或者也许是愚蠢的,这就是为什么他知道。但无论如何,这就是我的看法。我们已经有了一些不错的理论被发明出来。有很多不同的理论,既与量子力学有关,也与量子引力有关。许多这些不同的方法都有很多值得称赞的地方。但据我所知,它们都没有完全解决我关心的问题。所以,我们处于一种情况,要么对学生来说是可怕的,要么对合适学生来说充满机会。我们有十几个尝试,我从来没有想过,我认为没有人预料到会这样。它们部分奏效,然后到某个点,它们就出现了一个问题,没有人能弄清楚如何绕过它或如何解决它。这就是我们所处的情况。我的反应是双重的。其中一个就是试图……我们演变成了这种不幸的社会学状况,即围绕其中一些方法存在社区。再次借用埃里克的一个比喻,他们坐在理论景观的山顶上,互相扔石头。正如埃里克所说,我们需要两件事。我们需要人们离开他们的山顶,下到山谷里,聚会,交谈,变得友好。学会说“不”,而是说“是的”。是的,你的想法可以到这里,但也许如果我们把它和我的想法结合起来,我们可以走得更远。是的,本着这种精神,我与肖恩·卡罗尔进行了几次谈话,他也最近写了一本出色的书。他有点……他非常喜欢量子力学的多世界解释。所以,我是一个麻烦制造者。所以,让我问,你对肖恩和多世界解释的看法是什么?我读过你们来回的评论。你们很友好,互相尊重,但有很多有趣的辩论。我爱肖恩,他……你知道,他很善于表达,他是科学向公众和不同科学领域之间交流的伟大代表或大使。他也像我一样认真对待哲学。而且,不像我,在所有情况下,他都做了充分的功课。他读了很多,他认识那些人,他与他们交谈,他将他的论点暴露给他们。而且,我做了这个神秘的事情,我们经常在这些问题上站在对立面。但这很有趣。很有趣。我很想就此进行一次对话,但我希望包括他。关于多世界。嗯,不,我可以告诉你我的想法。我很乐意,但实际上,关于这一点,让我暂停一下。肖恩是一个播客,你应该绝对想办法和他谈谈。我实际上告诉肖恩,我很想听你们俩来回辩论。所以我希望你能最终实现这一点,你和肖恩。我不会告诉你是什么,但肖恩在 2016 年 6 月对我说的一件事改变了我解决一个问题的整个方法。但我必须先告诉他。是的,那将在他的播客上告诉他会很棒。所以我不能邀请自己去他的播客。是的,好吧,我们会实现的。所以,所以,多世界,总之……你对多世界的看法是什么?我们谈论非局域性。多世界也是一个非常令人不适的想法,或者说,取决于你的观点,是一个美丽的。它在……我的意思是,它有一个现实主义的方面。我认为你称之为魔幻现实主义。这是一个美丽的说法。但同时,它对人类思想来说很难理解。那么,你对它的想法是什么?让我从简单、显而易见的事情开始,然后到科学的。它不吸引我。它没有回答我想回答的问题。而且,它做得如此有力,以至于当罗伯托·曼加贝拉·温格和我开始寻找原则时,我想回来谈谈原则在科学中的使用,因为这是我还要说的另一件事,我不想失去它。当我们开始寻找原则时,我们制定了第一个原则:只有一个世界,只发生一次。所以,它对我的个人方法,我的个人议程没有帮助。但当然,我是社区的一部分。我对多世界解释的看法,我思考了很多,并为此挣扎了很多,如下:首先,有埃弗雷特本人。埃弗雷特有什么,有几个问题。它们与玻恩定则的推导有关,玻恩定则就是给出事件概率的规则。概率存在问题的原因是我提到了物理系统可以演化的两种方式。多世界解释消除了其中一种,即与测量有关的一种,只保留了另一种,即薛定谔演化,它是量子态的平滑演化。但概率的概念只存在于第二条规则中,我们已经抛弃了。那么,概率从何而来?你必须回答这个问题,因为实验者使用概率来检验理论。乍一看,你会感到非常困惑,因为似乎有一个真正的问题。因为在多世界解释中,这种关于分支的谈论并不完全精确,但我会使用它。有一个分支,其中所有可能发生的事情都以概率 1 发生。在这个分支中,你可能会认为你可以计算发生和不发生的事情的分支数量,并得到一些可以定义为频率概率的东西。埃弗雷特确实有一个朝着这个方向的论证。但当存在无限多的概率时,就像在大多数量子系统中一样,这个论证变得非常微妙。我的理解是,尽管我不如其他人那样是专家,埃弗雷特自己的提议,它失败了,没有奏效。然后,它并没有停止。有一个埃弗雷特不知道的重要思想,那就是退相干。它是一种现象,可能非常相关。因此,许多后埃弗雷特的人试图制造某种意义上的多世界量子力学。这是一个很大的领域,而且很微妙,而且不是我擅长的事情。所以我咨询了,这就是为什么我在我写的书中写了两个章节。第 10 章是关于埃弗雷特的版本,第 11 章是关于牛津的一群非常好的物理学哲学家,西蒙·桑德斯、大卫·华莱士、哈维·布朗以及其他人。当然,还有大卫·多伊奇。这些人已经发展并付出了很多努力,形成了一套非常复杂的想法,旨在回来回答这个问题。它们带有这样的味道:真的没有概率。我们承认这一点。但想象一下,如果埃弗雷特的故事是真的,而你生活在那个多元宇宙中,你会如何下注?所以,他们使用决策理论,从概率论和赌博理论等角度,来构建一个关于如果你在埃弗雷特宇宙中,并且你知道这一点,你会如何下注的故事。而且,这些专家之间存在争论,他们或其他人是否真的成功了。当我检查时,当我完成这本书时,与一些人,比如西蒙,他是我的一位好朋友,还有大卫·华莱士,他们告诉我,他们不确定他们中的任何一个是否已经正确。所以,这就是为什么我把它们放在我的书里。此外,肖恩对这个问题有自己的方法,即所谓的自指或自定位观察者。它没有……我只是试着读了一下,它对我来说没有意义。但我没有努力学习,没有与肖恩沟通,没有做我会做的事情。所以我对它无话可说,我也不知道它是否正确。让我们稍微谈谈科学。你提到了科学中的这些原则。拥有一个原则意味着什么?为什么它很重要?当我感到对量子引力非常沮丧时,我喜欢回顾历史。当然,爱因斯坦和他取得的成就是一个巨大的教训,希望是一个榜样。而且,很清楚,爱因斯坦认为,当你想要进入理论物理学的新领域时,首要任务是发现和发明原则,然后建立如何将这些原则应用于某种实验情况的模型。这就是数学的作用所在。所以,对爱因斯坦来说,没有统一的时空。闵可夫斯基发明了时空的概念。弗莱斯的时间。它是他原则或他过去人类的模型的模型。我采取的观点是,我们不知道量子引力的原则。我可以考虑候选者,我有一些论文讨论了不同的候选者,我很乐意讨论它们。但我的信念是,那些部分成功的处理方法都是模型,它们确实可以在某些领域和方面描述一些量子引力物理学。但最终它们很重要,因为它们模拟了原则。首要任务是固定这些原则。所以,这就是我采取的方法。所以,说到原则,在你 2006 年的书《物理学的麻烦》中,你批评弦理论将我们带离了……

科学方法的严谨性,或者你称之为任何东西,但当今物理学的问题是什么,我们该如何解决?我能说说我如何阅读那本书吗?当然,因为我,而且我当然不是,这当然是我的错,因为你不能作为一个作者,在付出了这么多努力之后声称你被误读了,但我会说,许多评论家,他们没有亲自参与,甚至许多从事弦理论或其他量子引力方法的人,都与我沟通,并告诉我他们认为我公平且平衡,通常就是这样。所以,让我告诉你我写那本书的目的是什么,这显然被转移了,因为已经有一场相当激烈的争论在进行,而且是在哪个话题上?关于弦理论,还是物理学中的一般性问题?更具体地说,比弦理论更具体。所以,既然我们在剑桥,我能说我们在做这个吗?是的,剑桥,为了清楚起见,是马萨诸塞州,而且是在哈佛校园里,对吧?所以安迪·罗明格是我多年的好朋友。所以,最初有一个美丽的想法,有五种弦理论,也许它们可以统一成一种,然后我们会发现一种方法来打破其中一种弦理论的对称性,发现标准模型,并预测标准模型粒子的一切性质,比如它们的质量和电荷等等耦合常数。然后,人们发现了大量的弦理论解,每一个都导向一个不同版本的粒子物理学,具有不同的现象学。这些被称为卡拉比-丘流形,以丘的名字命名,他也在这里,当然,我们过去曾经是朋友。然后,没有人确定,但有数十万种不同的弦理论版本。然后,安迪发现有一种方法可以将一种特定类型的数学曲率称为挠率,引入到解中,他写了一篇关于带挠率的弦理论的论文,其中他发现,虽然不是不可数,但他无法发明任何方法来计算解的数量,或者对这些多样化的解进行分类。他写道,这令人担忧,因为用老式的方法通过求解理论来做现象学将行不通,因为对于任何提出的现象学,都会有大量的解,实验就会随之进行。这并没有完全按照那样发展,但尽管如此,他还是把这种担忧带给了我,他确实,我们至少谈过一次,也许两三次,我对此非常担心。这就像一个激励你对弦理论普遍担忧的轶事。好吧,我试图解决这个问题,我试图解决这个问题,我当时读了很多生物学,很多进化论,比如琳恩·马古利斯和史蒂夫·古尔德等等。我花时间去回顾那些我遇到的事情,也许物理学就像进化生物学,也许这些定律在进化,巴里斯谈到了DNA序列或蛋白质合成序列或物种等的“景观”,一个适应度景观。我从理论生物学中借鉴了他们的概念和“景观”这个词,并构建了一个关于整个宇宙如何演化以发现标准模型参数的场景。我很乐意讨论,这被称为宇宙自然选择,宇宙自然选择,是的,所以,标准模型的参数,所以它说物理定律在改变,这个想法会说物理定律在以某种方式改变,这呼应了自然选择,或者它以某种方式调整以实现某个目标,是的。我发表了,我写了这篇论文,是在1880年或1890年,论文发表在92年,我的第一本书在1997年,《宇宙的生命》明确地讲述了这一点,我非常清楚,重要的是,因为你会发展出一系列宇宙,但它们通过自然选择的后代相关联,几乎每个宇宙都会拥有其适应度在某种程度上被最大化的特性,或者接近最大化。我可以从中推导出可检验的预测,我完成了所有这些,并将其与人类学原理进行了比较,在那里你无法进行检验或证伪。这一切都发生在80年代末和90年代初。这是一个非常引人注目的想法,但它如何帮助你得出结论?我正在走向书的由来,是的,所以,我研究弦理论,我也研究路恩引力,我是量子引力学的发明者之一,因为我坚信一些其他原则,这些原则导致了我想象中的量子引力理论是所谓的相对的或背景独立的。我非常努力地使弦理论背景独立,并最终开发了一系列工具,这些工具可以直接应用于广义相对论,这就变成了圈量子引力。所以,这些事情非常密切相关,而且一直如此。在我看来,存在两个社区,一个致力于弦理论,一个致力于圈理论,这是疯狂的,这一直都很疯狂,好吧,所以,总之,有这个疯狂的圈和弦社区,它们在数学上都是美丽而引人注目的。那所有这些有什么问题呢?为什么会有这么大的问题?所以,我一直有兴趣发展我告诉你的关于科学如何基于社区和伦理运作的观点。我写了一本关于这个的草稿,其中有几章关于科学方法论,它相当学术化,这本书的前三分之一是那些章节,你甚至可以在现在《物理学的问题》的最后一章、最后一部分中找到它们的残余。然后我描述了几个案例研究,其中之一就是对量子引力、弦理论等的探索。我无法出版这本书,所以有人建议把它颠倒过来,从已经有争议的弦理论故事开始。这是2004-2005年,但我非常小心,要详细批评论文,而不是人。你不会发现我批评个人,你会发现我批评某些写作。但无论如何,这是我后悔的事情。让我做一个计划,是的,据我所知,除了不理解像DMCA、DSC of T这样的应用在凝聚态物理学中会有多大之外,我认为我对当时弦理论的诊断在很大程度上经受住了时间的考验,自2006年以来。我后悔的是,我使用的批判性方法,我以弦理论为例,同样的批判性方法也适用于科学界的许多其他社区,包括,这是我后悔的地方,我自己的社区,即那些在弦理论之外从事量子引力工作的人。我曾考虑明确说明这一点,但我现在明确说明,因为这是一个小而亲密的社区,我将讲述故事,点名,并创造一种我无权书写的历史。所以我回避了这一点,但被误解了。但如果我可以问,从那本书中,我们可以为理论物理学带来一个充满希望的信息吗?它关注的是社区,而不仅仅是你现在关于因果关系和非局域性的工作,而是广泛地理解我们现实的基本性质。你对21世纪的物理学有什么希望?我们能解决问题吗?它将解决我科学中未竟的事业,这无疑是我最关心的事情,希望如此。让我对我和我一起工作的年轻人说一件事,我经常听到,他们对我们科学家之间的这些争论完全不感兴趣,而对彼此正在做的事情感兴趣。这开始出现在会议上,对量子引力感兴趣的年轻人会组织一个会议,可能会邀请圈理论、弦理论、因果动力学三角剖分和因果集理论的人。下周我们将在周界举办一个这样的小型研讨会,我猜我是在做广告,然后在夏天,我们将举办一个大型的全面会议,这只是量子引力,不是弦理论,也不是圈理论,但组织者和发言者将来自所有不同的社区,是的。对我来说,这非常有帮助,不同的想法正在汇集,至少人们对此表示兴趣。能和你这样的人交谈是莫大的荣幸,李,非常感谢你今天的时间。谢谢,感谢收听这次谈话,也感谢我们的赞助商Cash App。下载它,使用代码EXPORTCAST,你将获得10美元,10美元将捐给FIRST,一个激励和教育年轻人的组织,让他们成为未来的科学技术创新者。如果你喜欢这个播客,请在YouTube上订阅,在Apple Podcasts上给它五星好评,在Spotify上关注,在Patreon上支持,或者在Twitter上与我联系,Lex Friedman。现在,让我用李·斯莫林的一些话来结束。一种可能性是,上帝不过是宇宙组织自身的力量。收听,希望下次再见。