科學人雜誌
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看清知識的邊界

2017-07-01 高涌泉
跳出框框思考之前,應先掌握已知的科學知識,融會貫通前人的工作,以挖掘其中的缺點。
《懸而未決的物理難題》導讀 ─這一本特輯的主題是物理學的前沿,或者說物理極限。一談到物理(或任何科學學科)知識的邊界,有一個具啟發性的小故事,值得介紹給有志青年:荷蘭物理學家特霍夫特(Gerard 't Hooft)是1999年諾貝爾物理獎得主,因為證明了「電弱交互作用(electroweak interaction)理論」的「可重整性」(renormalizability)而獲獎。更明確講,他證明了一個理論如果包含帶質量又帶電荷的向量粒子(charged vector particle),而且這些向量粒子的質量來自(前幾年因為找到希格斯粒子而聲名大噪的)「希格斯機制」(Higgs mechanism),那麼無法處理的無窮大就不至於出現於這樣的理論中;以術語說,特霍夫特證明了在此種理論中所遇到的無窮大,都可透過所謂的「重整化」來消除,也就是這樣的理論是「可重整」理論。(如果向量粒子的質量不是來自希格斯機制,則無窮大將無法以重整化消除。)1960年代,具有遠見的物理學者利用此種理論來描述弱作用,並進一步建構出統一電磁作用與弱作用的「電弱作用理論」,不過當時他們還無法嚴格證明此類理論的可重...

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