文章图片
文章图片
文章图片
弦理论第一次定义了宇宙中最基本的结构-弦 ， 有开口的弦 ， 也有闭合的弦 ， 这些弦经过不间断的震荡就构成了物质的基本粒子 ， 基本粒子继续构成原子 ， 原子再通过化学反应形成了分子 ， 从而构成了我们的大千世界 。
即使是我们的身体也是由无数条弦组成的 ， 只是这些弦太小了 ， 人类已知的科学手段根本无法发现它们 ， 但是科学家们猜测 ， 在一个极度微小空间的截面上 ， 这些弦会整齐地排列在一起 ， 因为它们是运动的 ， 每个弦的振动方式又不一样 ， 所以它们走过的路径也有很多不同的表现 。
在弦理论出现之前 ， 根本没有人能够想到我们世界的最底层居然长成了这个样子 ， 这是多么让人惊叹的一种科学推想 ， 但是物理学家和数学家们很快就遇到了难题 ， 在三维的空间里 ， 方程的解产生了一种比光还要快的物质 ， 称为快子 ， 因为宇宙里根本没有比光更快的物质 ， 所以这显然是毫无意义的 ， 也就是说弦理论并没有一个坚实的数学支撑 。
【颠覆认知的10维空间2：微观世界的高维生命，能掌控宏观宇宙？】就在人们手足无措的时候 ， 有人突然想到 ， 在60年前不是有一个名不见经传的德国学者叫卡鲁扎吗？卡鲁扎说过一句名言 ， 把维度提高问题就解决了 ， 绕了一圈儿人们又回到了维度的老思路上 。
时间来到了1970年代的末期 ， 物理学家克劳德洛夫莱斯决定用逐步提高时空维度的办法 ， 来自洽弦理论 ， 他把维度从三维、四维、五维一直提高到26维的时候 ， 他突然发现在方程里快子消失了 ， 他对这样的结果也感到万分的惊讶 ， 物理学家们顺着这个思路进行了大量的计算 ， 最终人们发现有一种描述整数和半整数自旋的超弦 。
超弦可以存在10维的空间里 ， 而且是完全自洽的 ， 这个方程的结果非常优美 ， 所以人们开始称这种特殊的弦理论为超弦理论 ， 但是很快问题又来了 ， 前面讲过 ， 单单提高到四维都变得极为的怪异 ， 因为在宇宙中我们根本观测不到 ， 那又何来来的10维空间呢？10维的世界在哪儿呢？
时间进入到1995年的春天 ， 著名的物理学家爱德华威腾在南加州大学做了一场弦理论的报告 ， 他首次将5种不同的超弦理论结合在一起 ， 他的报告震惊了物理界 ， 被人们称为超弦理论的二次革命 ， 这个叫爱德华威腾的人重新定义了我们的世界 。 在距今138.2亿年前宇宙大爆炸 ， 原始的宇宙是一个10维的宇宙 ， 由于10维宇宙的对称结构不稳定 ， 在爆炸后的10^(-43)秒之后 ， 分解为一个四维的宇宙和一个六维的宇宙 。
所谓四维宇宙就是我们宏观世界的宇宙 ， 是指三维空间加上了一个时间的维度 ， 所以如果单从数学上表示其实是三维宇宙 ， 而六维宇宙则不断地坍塌 ， 一直缩小到10^(-32)米大小 ， 小到人类根本观测不到 ， 但是宏观宇宙与微观宇宙一直都是在一起的 ， 那些构成了基本粒子的弦也许同时构成了六维的宇宙 ， 六维宇宙到底长成什么样子呢？这就又需要数学家来构建了 。
1977年著名的华裔数学家丘成桐独立创建了一个卡拉比-丘流形 ， 物理学家们认为这个三维的卡拉比-丘流形正是六维宇宙在三维世界的投影 。 爱德华威腾将统一的超弦理论称为M理论 ， 从数学上看超弦理论真正统一了20世纪两个最伟大的理论 ， 量子理论和广义相对论 ， 这是人类历史上出现的第一个大统一理论 。
虽然超弦理论只是一种理论 ， 但是它带给人们的思考却是震撼的 ， 科学家们推测 ， 高维宇宙生命的智慧很可能比人类高得多 ， 就像电影《星际穿越》中表现的那样 ， 高维生命不但可以创造黑洞作为连接空间的桥梁 ， 也能操纵时间让过去感知到未来 。
这些微小的高维生命会尝试着去操控宏观宇宙吗？既然高维宇宙与宏观宇宙一样都是由弦构成的 ， 当所有的弦产生共振的时候 ， 宇宙会再次合体变成10维的吗？那里到底是宇宙的起点还是宇宙的终点？是盛大历史的开始 ， 还是黑暗时代的降临呢？
推荐阅读
- 为什么越来越多人，不相信量子力学呢？
- 太阳系或许不会被“降维打击”，但实际情况可能比这更糟
- 英国“毒王”：排泄物要收集起来，死后尸体装进半米厚的铅棺深埋
- 对称揭示了全息宇宙的线索
- 亮度是月球8倍！原定2020年升空的人造月亮，怎么没消息了？
- 年轻人想做好科研，最好不要太聪明
- 数理双绝，引领物理学百年发展，艾米·诺特究竟有多牛？
- 宇宙的一切是从何而来？物理学家霍金的终极解释
- 平行宇宙真的存在吗？80多年前，1只猫给出了答案
- 尤金：埋在月球上的人。