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未来二十年，哪些物理学理论突破将会给人类生活带来深刻的变革？

知乎日报 · 公众号 · 问答 · 2024-10-12 21:00

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观察、理解、证伪、实践……以科学为方法，人类的世界观逐渐形成并不断更新，以科学为方法，又将引领人类走向何方？

10.10—10.15 「以科学为方法」科学季问答策划上线，张益唐、陈君石、张朝阳、李开复、梁建章等 18 位嘉宾，发起 10 次追问，每日两题，陆续上线，在问答之间，共同追问向前！

张朝阳提问

未来二十年，哪些物理学理论突破将会给人类生活带来深刻的变革？

| 答主：尹璋琦

我们都知道，今天的信息技术，从计算机到手机，从激光通信到全球互联网，都离不开量子力学的理论突破。但从理论突破到实实在在影响人类生活，一般都需要很长时间。从半导体物理理论创立到后来的大规模集成电路，隔了二十年以上。1960 年激光技术发明，光纤通信商用化是二十年之后的事情。激光陀螺仪理论从出现到真正落地应用也过了 30 年。

未来二十年能改变人类生活的物理学理论突破，可能都发生在二十年前。

中性原子阵列量子计算机示意图

经过 30 年的发展，现在人们普遍相信，量子物理与信息科学结合会给人类生活带来更深远的变革。

除了量子计算，量子信息还包括量子通信、量子精密测量等。中国电信已成立中电信量子集团公司，把量子通信推向千家万户。利用量子科技实现的下一代精密测量仪器，在未来二十年有望广泛应用与生物医疗检测，发展更高效准确的核磁共振谱仪，病毒检验仪器等，守卫人们的生命健康。

此外，还有很多突破有望在未来二十年出现。比如室温超导体，能极大地提升电能利用效率。非平衡统计物理理论突破有望辅助人们设计实现效率更高的分子机器，对化学、生物研究巨大地促进。伴随着等离子体理论的突破，可控核聚变有望在二十年内商用化，为人类带来无尽的绿色能源。

| 答主：拉格朗日的忧郁

曾几何时想到物理理论突破，我是绝不可能考虑机器学习的，但现在我可以放心地把其可解释性问题抢到物理理论下了。

当然严肃地来说，足够深刻的物理理论突破我们其实很难预测，毕竟如果真的已经找到正确的方向的话，现在就应该加班加点立马开始冲了。

总之，理论物理的突破目前依然处于小步慢走的阶段，现有范式下低垂的果实已然不在。若是想把高处的果子摘下，我只想说革命尚未成功，同志仍需努力。

| 答主：Mile Christ

首先，物理学理论的发展，唯有与科学实验及生产实践紧密结合，才能对人类生活产生深刻的变革。从这个角度看，理论物理的研究内容应主要由当前社会的生产力、技术水平及生产关系的发展决定。这是因为现代的生产力和技术水平极大地限定了科学实验和工业生产的能力边界，只有在这个边界内的理论研究才能通过实践得到验证。

其次，自然科学的核心在于其严谨的逻辑和实事求是的研究方法，而研究对象本身往往处于次要地位。正如获得诺贝尔物理学奖的 Hopfield 模型，虽然它是一个人工构造的模型，与所谓「基础物理问题」并无直接联系，但其运动规律从动力学角度看既丰富又有趣，并且与信息存储和复现等技术息息相关。

最后，在当前机器学习和人工智能领域，平衡理论与实践的发展依然至关重要。只有这样，我们才能避免陷入过度依赖「试错」的怪圈，从而在技术上取得长足的进步与可持续的发展。

中国工程院院士陈君石提问

食品添加剂的妖魔化问题至今未能解决，有何高招？

| 答主：赵泠

看起来，这个问题涉及传播学、犯罪学、社会管理等多个方面：

「食品添加剂的妖魔化问题」涉及许多模因，其中一部分是以讹传讹的谣言，一部分是理解错误，一部分是信息不够公开、信息传播不够自由招致的阴谋论，一部分涉及有待相关部门解决的实际问题。

我认为，若要对抗上述模因，相关部门首先应当主动开展监督、管理、检查，及时发现并依法严肃处理与食品安全相关的问题。

包括而不限于生产或销售不安全的食品、以不当方法储存或运输食品、对食品质量或功能进行虚假宣传、围绕食品安全造谣传谣。

在此基础上，要进行适当的宣传：

允许大众媒体请专业人士谈论具体的添加剂的实际用途与合法用量，展示相关机构是怎么检测添加剂的，告诉有兴趣的公民可以去找什么单位做检测；
经常在大众媒体上宣传打掉了什么样的食品安全违法犯罪窝点、处理了什么样的食品安全相关谣言；
报道要实事求是。媒体要为出了偏差的报道负责、公开勘误。不能将问题简单地推给实习生。

认真搞的话，这类新闻吸引人的程度往往不比上述模因低到哪去，在大型媒体推动和群众自发参与下容易传播。

| 答主：钱程

我对这个问题真的太有感触了。

作为食品研发工程师和食品科普作者，我这些年来一直在做关于食品添加剂的科普。

但是，很遗憾，对于这个问题，我想不到什么一招制胜的「高招」或者「奇招」。相信不只是我，各位食品人和食品科普作者们也一直在思考这个问题，如果真有容易实现的「高招」，想必也早就整出来了。

但现实往往是「食品添加剂科普好几十年，被辛吉飞一夜打回解放前」以及「你说你的，他信他的」。我觉得，可能食品添加剂的科普还是一个系统、长期、任重道远的过程，不仅需要各种各样的科普作者，还需要法规部门、食品企业乃至全社会一起参与。

我希望的是，未来可以有更多的企业，向「科普食品添加剂」勇敢地迈出第一步。也许结果并没有那么差。

我举个例子，比如椰树椰汁的配料表中明确写出食品添加剂，并且指出这国家标准是 GB 2760 中允许使用的。我觉得这其实就算是一个最简单的「食品添加剂科普」了。

如果在此基础上能多说两句为什么添加这两种食品添加剂，如果不添加会如何影响产品质量（分层、结块等）那就更好了。

食品企业的产品本身，以及它们的广告和产品介绍，是触达消费者最多的媒介。如果在这里做食品添加剂科普，其实会比科普作者/专家去科普有效得多。

| 答主：芝麻酱

其实无法解决，只能共存，但可以争取尽可能的削弱其影响。

就像车祸不可能为零，食品安全事故也不可能为零一样，食品添加剂的妖魔化言论也不可能为零。

但我们可以让这样的言论更少一些，让更多人站在理性和科学的一边。

首先我们不需要那么担心脱氢乙酸钠的危害，毕竟它在食品中添加的量非常小，我甚至认为相对于月饼中油盐糖等过量导致的对健康的影响来说，脱氢乙酸钠的风险还没那么确切，我们没必要抓小放大。

其次我把国标的修改当做一种进步，别说国标了，就连科学本身也是会犯错的，是需要不断修正的。所谓辩证思维，要用发展的眼光看事物，因为事物也在发展，世界既不是一成不变也不是非黑即白。

最后，食品安全是一个社会议题，实际情况远比我提及的内容更复杂，想说的话非常多，今天就先说这么一点吧，希望我们这方以后能争取到更多的人。

以科学为方法，向科学要答案，邀你一起在问答之间，追问向前。

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