“超弦理論”講了個啥?通俗版!獨家首發(fā)!

如果有人經常觀看 央視的科普紀錄片,那么一個既熟悉又陌生的東亞面孔講解員會格外引人注目,他就是加來道雄(日本人)——弦理論的重要創(chuàng)始人之一。為了簡化,我們在這里不區(qū)分弦理論和超弦理論。


加來道雄

弦理論是現代物理學的一個分支,它的許多推論不僅讓常人難以理解,有時專業(yè)人士也會感到疑惑!如果你非要讓筆者解讀弦理論的深奧之處,你或許會失望了! 當然,筆者盡量把超弦理論的基本思維框架介紹到!

弦理論重新定義了人們對物質的認識

曾幾何時,人們都有這樣的困惑,物質是可以無限細分的,那么細分過程到底有沒有盡頭?是可以一直沒完沒了的細分下去 還是細分到最后 使得一切都沒有了?

弦理論的發(fā)展 否定了 目前所認為的構成物質的基本粒子(電子,光子 夸克等)。 弦理論認為這些基本粒子壓根就不是實在的,只是弦震動的現象。

弦理論認為所謂物質的最小單位 其實是一種空間一維的“弦”。這種弦 就好比是 吉他上的一條弦,吉他弦的不同震動可以產生不同的聲音。 拓展到超弦理論,就是“弦”的不同震動 就可以產生我們認為的所謂的基本粒子。基本粒子好像從來沒有實質的存在過,它就好像是弦震動時產生的一種現象,就好比是化學反應會產生火焰現象!

也可以認為弦理論否定了狹義物質的存在(狹義物質 僅指的是看得見摸得著的物質,不包括客觀存在的各種場)。


弦理論

超弦理論中 難以理解的10維時空!

愛因斯坦認為我們處于三維空間, 四維時空。 在空間上再加一個時間維度就是 四維時空。

而超弦理論認為我們處在9維空間, 10維時空。多出來的一維也是時間維度!

超弦理論之所以得出這樣的結論,是經過嚴格的數學演算和理論推導的,絕不是憑空臆測的!

這里,我沒有能力去推導出這樣的結果,但是可以幫助大家理解,9維空間是什么樣的概念?

由于人類的想象力有限,只能借助類比推理的方法去理解多維空間!

一維是一條線,二維是一條面。三維是體,也是我們身處的空間。

大家會發(fā)現,從1維到2維 ,是無數條線累加的結果,一條面 包含著無數條線,也就是說2維空間是1維空間的無限疊加。那么從2維到3維也是一樣的,無數個面才組成了體。可以認為 在相鄰維度中, 較高一維是較低一維的無限疊加。那么四維空間就是我們三維空間無限疊加的結果,這意味著 四維空間包含著無數個三維空間,是不是有種平行宇宙的既視感? 以此類推 五維空間 六維空間...... 這樣就可以想象到九維空間的概念了! 這里要注意的是 不同的維度 必須要加 時間維度 才能組成時空!


平行宇宙


平行宇宙中有無數個我們所處的宇宙

(還有一個要注意的是,這種類比方式會不會犯這樣一種錯誤:漢字 一二三是疊加一橫組成的,所以這時會總結出固有的規(guī)則,但是當這種規(guī)則 運用到四五六就是失敗了,因為規(guī)則換了。)

超弦理論是不是 科學終極的 大統(tǒng)一理論?

愛因斯坦 中晚年一直致力于完成大統(tǒng)一理論,但直到年事已高也沒有太多建樹,悄然的離世徹底讓他的大統(tǒng)一夢想畫上了句號。 不過,后人一直替他完成著夢想。這其中 超弦理論是最有可能符合愛因斯坦心中理想的大一統(tǒng)理論要求。

20世紀物理學中重要的兩個成就便是 相對論和量子力學。可是,這兩種理論表面上并不是相處的那么融洽。相對論代表的新時空理論 和 量子力學代表的新微觀理論 都在自己所處的領域是絕對權威,但當它們彼此跨界時 雙方就顯得力不從心了。量子力學認為任何物質都會起伏漲落,而相對論認為時空的彎曲產生了引力。兩者結合便會得出 時空是無時無刻的量子起伏漲落,但事實并非那么完美!這就需要 超弦理論對雙方進行調和!

最棘手的問題在于,沒有太多的實驗數據驗證超弦理論的正確性,即便在理論是正確的,但面對現有的大型粒子碰撞機的不足,還并不能從實驗角度很快地驗證其正確性!

其實在超弦理論的研究上,更迫切的需要像愛因斯坦這般的 跨越性天才 ! 對超弦理論感興趣的 可以在SCI雜志上查詢麻省理工學院研究人員的英文 文獻!搜索Superstring theory即可!

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