[揽瓜阁精读] 185.天文学和物理学的marriage

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文章主旨：天文学和物理学的结合促使了科学的进步
P1论述天文学和物理学在近代的关系：两个学科的结合带来了新的研究成果，产生了研究宇宙大爆炸的线索。
P2讲述两个学科结合是如何带来突破的：物理学为天文研究带来了实验基础和科学论据，让天文学不至于观察。
P3&4天文学和物理学是相互补足的：物理学的实验方法大大缩短了天文学研究的时间。相反，天文学的望远镜也可以用来观测物理实验。

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185.天文学和物理学的marriage

P1 介绍天文物理联姻，和一全能理论
天文学和粒子物理学“联姻”产生许多“后代”。这些后代帮助我们洞悉大爆炸后时空和物质的形成。一些有关大爆炸的重要线索，可能将从T.O.E这一终极理论发展出。TOE大胆描绘出一切基础例子的所有交互反应。

P2 联姻改变了这一领域的科学研究方式 被动→主动
传统的天文研究都是被动观测，还在see，现在可以用粒子物理里面常见的加速器去主动地去实验。不过这加速器大概得十年左右才能把这个环境调试成适合实验的程度，但初步的一些结果已经很有起色，验证了最初的一些猜想。

P3 泪目，天文学终于不是“伪科学”，而是可以真真实实地做实验研究，练习时长也不需要很长，科学家有生之年能看到结果。这与早些年间相去甚远，当时天文理论激增，却无验证方法，科学家只能借个人审美喜好妄加定夺。如今，大家可以先实验，再用望远镜see验证诸如TOE的理论（与当年只能先see恰恰相反）。只是验证（TOE）这种，粒子相互作用伴随巨大大大能量的，或许只有当时大爆炸本身可以作为实验室。

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（一）在过去的十年里，两个科学分支——宇宙学和基本粒子物理学——以一种共生的关系结合在一起，产生了许多令人兴奋的后代理论。这些后代开始产生关于时空和早于宇宙诞生后发生的大爆炸。关于大爆炸本质的重要线索甚至可能来自目前正在发展中理论，即所谓的终极万物理论TOE。一个TOE可以用一个粗体笔画来描述基本粒子之间的所有相互作用。
（二）宇宙学和粒子物理学的融合甚至正在改变科学研究的方式。传统上，天文学一直是一门观察科学，而不是一门实验科学。在天文学中，被动观测是用望远镜进行的，主动控制的实验几乎是未知的。传统上，粒子物理学的工具一直是高能加速器。既然宇宙学已经开始对基本粒子物理学进行预测，那么可以想象，这些宇宙学的预测可以通过精心控制的加速器实验来验证。加速器用了10年多的时间才达到可以进行适当实验的程度，但事实上，现在的实验正在进行中。初步结果证实了宇宙学的预测。
（三）因此，宇宙学似乎已成为一门真正的科学，因为各种思想不仅得到发展，而且在实验室中以比科学家一生还短的尺度进行检验。这与早期的宇宙学理论大不相同。当时除了它们的美学吸引力，几乎没有办法证实或反驳它们中的任何一个。相反，望远镜可能最终会被用来测试基础物理学的想法，比如TOE的建议。事实上，涉及巨大能量粒子相互作用的理论测试很可能只有一个可用的实验室：大爆炸本身。

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1. 近十年来天文学和粒子物理学的结合产生许多令人惊喜的发现，比如宇宙大爆炸的TOE理论，即宇宙大爆炸是由于基本例子的碰撞造成的2. 两个学科的结合也改变了各自的研究模式。天文学从前重观察轻实验，量子物理从前专注高能粒子碰撞试验，现在基于天文学理论额假说可以在量子物理实验的到证明，而从前需要10年才开始的量子物理结论可以在假设基础上立刻开始进行。
3. 能够实验证明假说使天文学成为可以在实验室验证的科学，不再是不可验证的个人审美倾向。相反的，天文望远镜也能够应用在诸如TOE的基础量子理论观察上。能够实验伴随巨大能量的粒子碰撞理论的实验室只有大爆炸本身。

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P1. C和基本粒子物理学（P）的结合产生了很多结果。举例：spacetime和产生于大爆炸之后epochs。提示大爆炸自然属性的证明可能也还在研究中：TOE。解释TOE：TOE可以描述在单次重击后基本粒子间所有的相互作用。

P2. C和P之间的融合甚至改变了科学现在正在被使用的方式。【后面从C和P的传统研究做对比】传统航天学（对应C）是通过观察而不是实验的。传统P所使用的工具是高能加速器。现在C可以开始预测P，可以想像这些预测可以通过加速器实验进行检查。已经花了10年+时间让加速器在适当的实验中充当角色，但是实验仍在进步中。P初步的结果可以确认C的预测

P3: 因此，C变成了一种真正的科学：不仅仅是得到预测想法，也可以在科学家短暂的一生中，完成在实验室中的测量。相反地，望远镜和TOE的对比：望远镜可以测试基本物理的原理，比如TOE的建议。但是，这些有大能量牵涉到粒子互动的理论，应该放到大爆炸这个更大的实验室中去。

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