‘Dark matter’, 'Big Bang' and ‘spin’: how physics terms can confuse researchers
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NGC 244。WASP 39B。NGC 6826。名称在物理学中扮演着重要的角色。最终……

一切，每一个数学方程，每一个符号，我们所做的一切都必须用语言表达出来。所以语言很重要。“上夸克”、“下夸克”、“奇夸克”、“底夸克”、“顶夸克”。但是，虽然名称能够阐明思想，但也可能混淆视听。这些概念、这些短语引出的问题是：它们正确吗？

正确的想法还是误导性的想法？你听说过这些流行词：“大爆炸”、“暗物质”和“暗能量”、具有自旋的量子粒子。但你知道暗物质并非黑暗，可能并非由物质构成吗？粒子并不自旋，暗能量，好吧，你懂的。

这些术语的问题在于，它们唤起的图像可能与现实不符，并可能无意中将物理学家引向非常具体的研究所，并使他们分心于其他研究。有时我们会遇到这样的问题：在一个方面受过训练的人并不一定使用与受过不同训练的人相同的词汇。我认为人们并不总是意识到这些差异。

我是Zia Merali，这是《名称的意义？》的第三集。在这个播客中，我收集了五个关于名称重要性的故事，以及当物理学家试图命名未知事物时，有多少东西会在翻译中丢失。我们从一开始就开始了，可能是一个最著名的科学术语：大爆炸。

大约140亿年前，空间和时间从一个无限致密的点或奇点爆炸而生的时刻。除非这个术语“大爆炸”实际上并非如此。取决于你与哪些科学家交谈，你可能是在谈论完全不同的时刻。

事实上，我们现在都知道的这个术语不止一个意思，它并非经过精心设计和创造，以帮助科学家和更广泛的公众理解宇宙的起源。它实际上可以说是科学竞争的产物，据报道是为了嘲笑而不是告知，一个有些粗俗的比喻，以便在广播节目中进行科学抨击。

最初，很久很久以前，在第一个宇宙模型中，人们对宇宙有一个开端的观点有很多抵制。这是来自南非开普敦大学的乔治·埃利斯。

50多年前，他和已故的史蒂芬·霍金一起写了一本关于大爆炸的书。当然，爱因斯坦一生中犯的最大错误是提出了一个静态宇宙模型，因为宇宙绝对不是静态的。然后人们接受了宇宙正在膨胀的观点，然后很明显，经典的宇宙模型有一个开端。

问题是，在这个开端发生了什么？这个开端是不可避免的吗？乔治·埃利斯和史蒂芬·霍金并不是第一个提出宇宙从空间中某个微小的初始点、某个原始原子生长出来的概念的人。这一荣誉可以追溯到20世纪30年代，当时比利时物理学家、天主教神父乔治·勒梅特做了这项工作。

而这正是围绕该理论的争议的开始，最终导致了“大爆炸”一词的出现。一个点或奇点也可能代表着不仅是空间，也是时间的起源的观点，得到了像俄罗斯物理学家乔治·伽莫夫这样的研究人员的青睐，但这带来了一些宗教内涵，这使一些科学家感到不安。

其中一位科学家弗雷德·霍伊尔据称讨厌宇宙开端的概念，因为它迎合了教皇。1949年，霍伊尔在英国广播公司第四频道试图嘲笑宇宙起源的概念。

为了寻找一个比喻来描述它，他提到了……宇宙中所有物质都在遥远过去的特定时间在一个大爆炸中创造出来的假设。他创造了“大爆炸”这个词，作为一种贬义词，取笑那些提出宇宙有一个大爆炸开端的人。然后这个词就流行起来了。但它最初并没有流行起来。

事实上，霍伊尔创造的这个词要过几十年才会被整个社会广泛采用，在此期间，“大爆炸”一词的含义发生了变化，不再仅仅指宇宙爆炸而生的时刻。在20世纪80年代，宇宙学家假设，在其诞生后不久，非常年轻的宇宙经历了一段快速的膨胀时期，

而宇宙学家称之为“热大爆炸”的是紧随膨胀之后的那段时间，那时物质的温度非常高。

然而，直到今天，宇宙在膨胀之前的起源仍然模糊不清，笼罩在神秘之中。而且在大爆炸时代之前，有一个被称为膨胀的极其快速的膨胀。所以现在的热大爆炸被理解为膨胀之后的后期时代。

然而，如果你问街上普通的张三李四大爆炸是什么，他们几乎肯定会告诉你，这是宇宙诞生的时刻。即使在科学界，事情也不是非黑即白的。

虽然对大多数研究人员来说，“大爆炸”一词已经演变为指宇宙婴儿时期的热稠密状态，而不是它的实际开端，但“大爆炸”一词的两种不同用法都在使用中。粒子宇宙学家更容易提到神秘的大爆炸奇点

而天体物理学家经常使用相同的语言来指宇宙历史中后来的热大爆炸时代，在那里他们可以收集观测数据。我认为宇宙学，可能比其他领域更需要与人们具体说明你谈论的是宇宙学的哪个方面以及宇宙时间线的哪个位置。

这是钱达·普雷斯科特-温斯坦，她本人是美国新罕布什尔大学的物理学家和天体物理学家。她指出，研究人员常常没有意识到他们可能与同事们在不同方向上说话。事实上，几年前，我在社交媒体上与某人发生了争执。这个人声称大爆炸从未指宇宙的这个开端。

引号中的时刻，而只指宇宙历史上被称为热大爆炸的这个时代。我说，这根本不是真的。大爆炸这两种说法都有。事实上，这个词对不同的科学家和不同的学科意味着不同的东西。而且

这可能会造成混乱。所以我认为有时我们会遇到这样的问题：在一个方面受过训练的人并不一定使用与受过不同训练的人相同的词汇。我认为人们并不总是意识到这些差异。然而，无论大爆炸是指空间和时间的膨胀，还是创造空间和时间的爆炸，

它所唤起的图像，即发生了一次爆炸，而且它很大，是相当准确的。从这个意义上说，弗雷德·霍伊尔的嘲讽性说法或许令他懊恼，但却非常成功。但是，用来描述物理现象的名称并不总是能唤起有用的图像。

事实上，它们可能会让我们无意中想象出错误的东西。这让我们进入第二个故事，在这个故事中，用来描述亚原子粒子量子世界的名称有时会无意中对事情产生错误的影响。

物理学家和数学家，不像许多其他科学，实际上有时必须编造一些东西。这是来自美国新罕布什尔州圣安瑟伦姆学院的量子物理学家伊恩·达勒姆。或者他们从其他地方获取这些词，这些词不一定与物理学或数学有任何关系，因为他们需要一种方法来描述极其复杂的东西。最终，他们将无法描述它。

一切，每一个数学方程，每一个符号，我们所做的一切都必须用语言表达出来。所以语言很重要。最著名的借用词之一是夸克，这是美国物理学家默里·盖尔曼为质子和中子中的亚原子粒子所起的名称，它借用了詹姆斯·乔伊斯《芬尼根的觉醒》中的一行。三个夸克给马克先生。

当然，他没有多少吠叫声。当然，他所拥有的任何吠叫声，都与主题无关。盖尔曼使用这个名字是因为诗中有三个夸克，而夸克在质子和中子内部成群地聚集在一起。很可爱。但这种情况相当无害。毕竟，“夸克”不是一个常见的词，其日常含义可能与其科学定义混淆。

但有时名称的选择会造成混淆。在1928年出版的《物理世界的本质》一书中，英国物理学家亚瑟·爱丁顿爵士告诫人们不要过于字面地理解对物理过程的描述。他说，我们应该理解，实际上我们的意思是……一些未知的东西正在做我们不知道的事情。

一个典型的例子是“自旋”一词，它是赋予微小粒子的一种奇怪的内部量子属性的名称。例如，我们经常说电子可以被想象成一个在某人手指上旋转的小篮球。但是由于所谓的量子效应，这个粒子只能顺时针或逆时针旋转。

但实际上，电子根本不旋转。这个名字完全不准确。而自旋的发现和命名的背后故事也有其曲折之处。事实上，“自旋”这个名字导致了这个概念没有早日被发现，

今天，我们将1925年自旋的发现归功于两位年轻的荷兰物理学家乔治·厄伦贝克和塞缪尔·高德史密特，他们当时还是学生。厄伦贝克和高德史密特正在研究氢原子吸收和发射的光的波长，这些波长在原子的光谱中显示为一系列独特的光谱线。

两人试图解释光谱中出现的一个奇怪的附加特征，当原子被放置在磁场中时，这个特征就会出现。当时，物理学家开始意识到原子似乎在旋转，因为它们表现出磁效应，只有当它们旋转时才能解释，这反过来又会影响它们的光谱。

因此，厄伦贝克和高德史密特提出他们的新谱线可以用类似的东西来解释，具体来说，氢原子中的组成电子，以及所有原子中的组成电子，也可能确实在旋转，这是很自然的。学生们向一份期刊提交了一篇论文，提出了这一点。

他们当时的导师保罗·埃伦费斯特很喜欢这个想法，称之为“非常巧妙”。然而，当他们向诺贝尔奖获得者亨德里克·洛伦兹提到这一发现时，他们却遇到了障碍。

伊恩再次说道：“洛伦兹指出，这个想法实际上与经典电动力学完全不相容。他基本上说，如果电子像地球一样旋转，它的表面必须比光速还快地旋转。”根据物理定律，超光速旅行是不可能的。因此，对自旋的字面解释，即电子以超过光速的速度旋转，

似乎是荒谬的。以至于洛伦兹和那个时代其他著名的物理学家嘲笑任何讨论它的人，包括另一位德国物理学家拉尔夫·克尼格。事实上，他们羞辱了克尼格，让他没有发表同样的想法，因为他早些时候就提出了这个想法。高德史密特和厄伦贝克对他们的嘲笑感到非常尴尬，以至于他们问他们的导师是否可以撤回他们的论文。

幸运的是，他们的导师建议不要撤回，并说了一些不太令人安慰的话：“你们都很年轻，可以承受愚蠢。”然后最终，厄伦贝克和高德史密特，我们现在回想起来，认为这是一个伟大的发现。事实上，自旋现在被认为是典型的量子效应。

物理学家后来通过说电子是点粒子，没有大小，半径为零，从而解决了电子需要以超过光速的速度旋转的担忧。

这导致了用来描述这种现象的词语与物理学家对正在发生的事情的实际理解之间存在相当大的不匹配。我们现在已经发展到这样的地步：当我们谈论一个正在旋转的电子时……

没有什么东西在旋转，因为那里什么也没有。它是一个点粒子。它没有大小。难怪，亚瑟·爱丁顿爵士在他的书中诙谐地提到了刘易斯·卡罗尔的诗歌《狩猎者》，当他建议讨论亚原子粒子时……

最好说……那狡猾的脚趾在路上旋转和旋转。使用这种无意义的词语可以避免在人们的脑海中产生任何误导性的视觉效果。毕竟，亚原子世界受制于量子理论的奇怪规则，这些规则公然违反常识逻辑。这让我们进入第三个故事……

“量子”这个词本身又如何呢？伊恩再次说道：我会说“量子”值得讨论，仅仅因为它是在英语中最被滥用的词语之一。营销人员喜欢这个词。我认为人们认为，哦，如果我在其中加上“量子”这个词，听起来很酷。

但是，仅仅因为你的喷墨打印机公司有一台量子喷墨打印机，并不意味着它在做任何量子的事情。在20世纪初，德国物理学家马克斯·普朗克使用拉丁语“quanta”来解释从恒星到钨灯泡等某些热物体辐射出的光和热能，并不是以连续波的形式出现，

而是以小块的形式出现。最初的含义本质上是量化某事物。它与“数量”一词具有相同的词根。普朗克对能量量子的发现构成了量子理论的基础，历史上，量子理论描述了当你缩小到小尺度并检查微观领域时所起作用的规则。

并且由于从技术上讲，量子描述的是极少量的能量，实际上是可能的最小能量块，这导致“量子”一词与第二个含义密切相关，即所有微小的东西。

所以我认为这个术语长期以来限制了人们。伊恩认为，这种后来的联系可能无意中阻碍了物理学家，阻止他们完全理解量子理论。问题是，多年来，该理论的完善并没有说明其适用的物体的尺寸。理论中没有任何内容说明它必须只适用于小物体。

但是，我想说的是，在80年或90年的时间里，人们一直坚持认为量子意味着小。这种与非常小的东西的历史联系很有意义，因为量子理论往往应用于亚原子世界，而我们在日常生活中看不到量子效应。

尽管如此，伊恩认为，这种语言选择可能几十年来一直阻止物理学家考虑量子理论是否可以应用于更大的事物。但在过去十年中，这种情况一直在逐渐改变，即使这种转变有些有争议。人们开始考虑量子力学是否在科学中起作用。

我会说这项工作是有争议的，但关于意识本身是一个量子场的新理论出现了。“量子”和“自旋”是最初似乎是基于物理学家试图描述的现象的特征而做出的良好选择的词语的例子。

但是这些词语无意中包含了可能劝退物理学家追求富有成效的新思路的意象。当你试图命名一些或一些完全未知的东西时，这个问题可能会被放大。这是我们第四个故事的主题。我认为有一个有趣的哲学问题，那就是当我们不理解某事物是什么时，我们如何命名它？所以我们需要一个占位符。

为了能够讨论它。这是我们之前听到过的钱达·普雷斯科特·温斯坦。钱达的部分研究涉及试图揭开暗物质的身份，许多物理学家现在认为暗物质构成了宇宙中约85%的物质。

在20世纪30年代，瑞士天文学家弗里茨·兹威基意识到，仅仅依靠我们通过望远镜看到的可见物质的引力作用，无法解释星系的运动，这表明还有其他东西存在。

他为这种推断出的隐藏的、未知的潜伏在宇宙中的物质创造了“暗物质”一词，这种物质不发射辐射，因此无法以传统方式观察到。但是从那以后的近一个世纪以来，天文学家一直在绞尽脑汁地试图探测暗物质或确定它可能由什么构成。

钱达的大部分研究都致力于理解一个被提议用来解决这个暗物质问题的潜在粒子。我研究的是轴子。这是一种我们从未观察到的假设粒子，但我花了很多时间思考如果它存在的话会做什么。而那个粒子的名字，轴子，弗兰克·维尔切克提出了轴子-1。

因为他当时在思考这个问题时，有一种流行的洗衣粉叫做轴子。这实际上还没有结束，因为你可以说，洗衣粉的名字是从哪里来的？这实际上来自希腊礼拜仪式中的“Axion Estine”，这是对圣母玛利亚的祈祷。我们有一个像假设的暗物质术语，它实际上有一个非常宗教的名字，但通过洗衣粉传到了我们这里。

因此，物理学家在提出名称时显然可以故意玩弄文字游戏，而不会对这些词的根源过于担心。这通常是无害的，但“暗物质”本身是一个好名字吗？一些物理学家认为，几十年来研究人员难以识别构成暗物质的物质的原因之一是，实际上并没有隐藏的物质需要被发现。

此外，他们说，通过选择“物质”一词，兹威基无意中让后几代研究人员踏上了追寻虚幻目标的旅程，去寻找可能实际上并不存在的东西。另一种说法，在物理学中是一种少数观点，持续了几十年，那就是实际上不存在暗物质。相反，我们需要修改我们对宇宙尺度上引力如何起作用的理解。

先记住这一点，因为我们稍后会再讨论它，但在此之前，我们先向你介绍另一种可能被误导性地命名的天体物理现象。

在20世纪90年代，天文学家发现宇宙不仅在膨胀，而且膨胀速度还在奇怪地加快。他们需要某种机制来解释这一点，因此美国宇宙学家迈克尔·特纳开玩笑地提出了“暗能量”这个标签。

事实上，他认为这是一个占位符，用于宇宙加速增长的这种未知来源。我听说迈克尔说他们就像，“好吧，它就像暗物质，但它不是。”不。

轻率之处在于，它只是一个名称，用于一种似乎是不可见的现象，但也具有高度的影响力。我认为这也是一个很好的例子，说明物理学家有时会玩得开心，而这种乐趣并不一定能被那些不在场的人或那些没有接受过我们训练的人理解。

一些认为“暗物质”这个名称可能误导物理学家优先寻找不存在的物质的相同研究人员也认为，“暗能量”这个术语会自动让天文学家去寻找一种新的或被忽视的能量形式。

几十年来，传统观点确实一直是寻找这些字面上的缺失实体，应该说，近年来观测证据似乎支持这种更主流的方法。然而，有一小部分但声音很大的物理学家正在研究前面提到的另一种观点，即仅仅通过重新思考引力就可以解决这两个天体物理学谜团。

几十年来，这种对立的观点吸引的兴趣要少得多，这就提出了一个问题：为什么？一些人认为答案是名称具有力量，也许从社会学的角度来看，如果概念有一个很酷的名称附加，那么概念更容易流行起来，特别是如果这个名称使一个无定形的概念更容易形象化。

这是我们之前听到过的宇宙学家乔治·埃利斯。我认为存在一个社会学因素。我认为人们开始以某种特定方式思考。很难让他们以其他方式思考。这些词语、这些短语，它们捕捉到一个基本的概念，这是一个非常重要的概念，然后它们可以产生一个完整的研究所。这些想法、这些短语引出的问题是：为什么？

它们是正确的想法还是误导性的想法？是否有可以追求的替代方案？因此，你遵循这个想法，然后这就会关闭你遵循其他想法的头脑。这就是所有这些情况下发生的事情之一。就暗物质而言，为了避免误导性的假设，一些研究人员已经转向使用微妙的替代说法“缺失物质”。

称之为“缺失物质问题”还可以解决另一个问题，即它使我们远离“黑暗”一词，该词可能具有完全不同的、不想要的含义。钱达是不到100位获得物理学博士学位的非裔美国女性之一，她根据自己的经验撰写了关于物理学中语言误用的文章。

她指出，“暗物质”一词并不是对物理学的准确描述

甚至在一些更广泛的学术界中也被用来作为对那些经历和观点被隐藏的少数族裔的比喻。当我意识到人们正在将少数族裔与暗物质进行比较时，我感到非常震惊，因为这在某种程度上是基于对暗物质在物理学界流传的含义的误解。

它不是关于颜色，而是专门关于一种透明的、与可见物质明显不同的现象。在某种程度上，争取黑人生命的运动再次突出表明黑人是可见物质。黑人是发光物质。而且，我认为这是一个不同方言的很好的例子，即“黑暗”对黑人和棕色人种社区具有特定的含义

而对白人来说，它并不一定具有这种含义。西方有一个伟大的传统，即黑暗预示着不祥、邪恶和可怕。这与种族主义和肤色歧视问题纠缠在一起。因此，物理学中的语言选择可能会导致不同背景的物理学家感到被排斥或不舒服。

钱达指出，在暗物质与少数族裔之间的类比中，这一结果是无意的，人文科学的学者利用“暗物质”一词的诗意力量，而没有完全考虑其含义。但钱达认为，这个问题并不局限于研究领域。

事实上，她认为这可能具有更深远的影响，这是因为科学和科学家往往具有某种权威性，而这种权威性导致这些科学术语被挪用，传播到学术界之外。我们之前已经谈到了在市场营销和广告活动中错误使用“量子”一词的情况。

这为物理学中词语的选择可能无意中具有误导性增加了额外的层面。当它们逃离最初定义它们的充满专业术语的领域时，其影响可能会加剧。有趣的是，科学词汇是如何进入更广泛的公众意识的

这不仅是因为与之相关的奥秘，还因为与科学专业知识、科学知识和宇宙奥秘相关的权力。不仅仅是，你知道的，令人敬畏的部分，还有我们作为普通公众被告知的方式。

那些思考这些问题的人是我们的社区天才，比如科学家是天才，理论物理学家是天才。也许在这里，物理学家必须承担一些责任，因为他们鼓励了这种宏伟的形象，甚至可能利用了它。在我们的最后一个故事中，我们将转向一个公众已经听说了半个多世纪的话题。

最终的物理学追求，即寻求一个万物理论，该理论将我们对所有现实力量的理解统一在一个框架下。“万物理论”一词不仅激发了物理学研究项目，还催生了头条新闻、畅销书，甚至几部电影。

有时也使用不太显赫的首字母缩写TOE，这是一个激发伊恩、乔治和钱达某种热情的术语。TOE，脚趾。那是什么意思？

我们处于万物的基本方程是控制意识的方程。你的万物理论解释了银行透支吗？我会说这是一个术语。如果你愿意，你可以编辑掉它。这是一个用来卖书的术语。

万物理论的意思是指对一小部分粒子物理学家来说有趣的一切的理论。它在任何遥远的意义上都不是万物理论。它对化学、生物学、社会学没有任何发言权。称之为万物理论只是一个非常具有误导性的名称。我认为公众必须真正意识到这一点。

我青少年时期绝对相信，如果我们能够解决量子引力，那将是一个万物理论，它将帮助我们理解如何更好地生活。然后我就长大了。公众的说法是，科学就是救赎，对吧？我真的很认为，如果我们解决了量子引力，那么这将给我们提供描述一切的方程。然后我们将知道如何计算我们将做什么。

什么是公平的经济？我认为这与一种危险的傲慢有关。因此，物理学家可能是误导性语言选择的受害者和肇事者，有时仅仅是出于一时兴起，但他们完全知道像寻找万物理论这样的朗朗上口的口号将吸引他们的同事和公众。

含糊不清的词语选择的后果可能从在社交媒体上关于“大爆炸”一词的短暂争吵，到引导物理学研究项目的方向，无论是好是坏，多年甚至近一个世纪，例如“量子”、“自旋”、“暗物质”和“暗能量”等词。人们常说一图胜千言，

但在物理学名称的情况下，由误称意外产生的图像可能会让物理学家损失数年时间，如果现实的真实描述在翻译中丢失了的话。

《名称的意义？》第三集由我Zia Merali撰写和制作，Benjamin Thompson和Noah Baker提供制作帮助，感谢Nick Petrich-Howe、Sharmini Bundel、Anne-Marie Conlon和Noah Baker提供额外的配音工作。有关使用的完整参考文献和音乐列表，请访问Nature Podcast网站上的节目说明。

对事物进行分类是科学的核心。科学家们已经创造了数十种系统，用来命名从海底的海沟到天空中的星星的一切事物。但名称是有后果的。&nbsp;名称的含义&nbsp;是一个系列，探讨科学中的命名以及名称如何影响世界。我们研究物种命名系统是否与社会同步，疾病的名称如何造成耻辱，以及科学家选择的名称如何帮助或阻碍与公众的沟通。在第三集中，我们将探讨物理学概念中选择的名称如何无意中将研究人员引向非常具体的科研途径，同时又分散了他们的注意力。在这个播客中，我们将听到五个关于名称重要性的故事，以及当物理学家试图标记未知事物时，有多少信息会丢失。有关使用的来源和音乐列表，请访问播客节目说明。托管在 Acast 上。有关更多信息，请访问 acast.com/privacy。</context> <raw_text>0 来自互联网红毯直播，这是 Vrbo 2025 年最佳度假租赁。我们对 Vrbo 最佳产品的年度展示。从超过 200 万个私人度假租赁中精选，今年的名单包括热门之选，例如滑雪进出式山区小屋和拥有无遮挡海景的现代海滩别墅。并且，对于选择入住一周或更长时间的客人，我们将提供折扣，这些广受好评的房屋的价格可能比您想象的更实惠。前往 Vrbo.com（即 V-R-B-O）查看官方名单，让它成为 Vrbo。

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