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  • 1 # 心繫宇宙天地寬

    這不是一個可以拋開數學描述就能“通俗”的解釋清楚的理論。

    超弦是弦論的一種,是一種引進了超對稱的弦論,這個理論認為物質的基石為十維時空中的弦,它解釋弦與三維空間及多維度空間關係的理論稱為膜理論。

    這個理論的目的是為了解釋我們所知的一切作用力、乃至於解釋宇宙。

    1979年諾貝爾獎得主、美國物理學家謝爾登·格拉肖認為超弦理論是一種不可實驗檢驗的預言,是一門與物理沒有關係的學科,並且說可以把它稱為腫瘤。他曾經試圖阻止超弦理論家進入哈佛大學物理系,但是哈佛大學還是接受了超弦理論,於是他選擇了離開。

  • 2 # 貓先生內涵科普

    如何通俗的解釋一下超弦理論?如果真有人告訴你,他可以給你通俗的講一講超弦理論,這不比公園裡面凳子上一個陌生人,告訴你今晚福彩特等獎號碼來得更可靠。

    我只能按照我的理解試試了,聽不懂其實是正常的。

    超弦理論的前世

    物理學的最高教義是統一。現代物理玩到今天,我們知道宇宙存在四種最基本的力,電磁力、弱力、強力、引力。高能物理派折騰了幾十年,由楊振寧為代表,搞出來一個標準粒子模型,把電磁力、弱力、強力統一到一起,使得物質是什麼有了一個根本的解釋,然後一幫子人拿諾獎拿到手軟。

    對亞原子世界來說,標準粒子模型實際上是一個元件箱。標準模型的組成成分是:6種夸克、6種輕子、5種已知的玻色子和1種假設的玻色子(即希格斯玻色子),加上4種物理力中的3種:強核力、弱核力和電磁力。這個模型可以用來解釋粒子世界全部情況的最簡單的模式。

    但是大多數粒子物理學家覺得,標準模型一點也不優美,過於複雜,一百多種基本粒子誰也記不全,而且不完整,它根本沒有談到引力。費曼曾經這樣評價:“我們確實知道它是有點兒錯的,或者至少是不完整的”。

    超弦理論的今生

    物理學的最高教義是統一,我再重複一遍!

    物理學家試圖把什麼都扯到一起,物質的本質是什麼?標準粒子模型無法滿足他們,於是,有高手提出一個更猛的命題,宇宙的本質是什麼?結果整出來——超弦理論。

    這種理論假設,將以前我們認為是粒子的夸克和輕子,都作為"弦"——振動的能弦,它們在11維中擺動,包括我們已知的3個,維度再加上時間,以及7個別的維度。這種弦非常微小——小得可以被看成是點粒子。透過引入額外的維度,超弦理論使科學家能把量子定律和引力定律相對比較融洽地合在一起。

    我引用一段算是通俗的超弦理論描述,大家感受一下:物理學家米奇奧·卡庫是這樣從超弦理論的角度來解釋宇宙的結構的:雜化弦由一根閉合的弦組成,它有兩種振動模式,順時針方向的和逆時針方向的,要以不同的方式來對待。順時針方向的振動存在於一個10維空間。逆時針方向的振動存在於一個26維的空間,其中有16維已經被壓實了。(在卡魯扎原先的5維空間裡,第5維被捲成一個圈,已經給壓實了。)

    相信我,別裝作你能讀懂,好嗎。

    超弦理論的進化

    科學永無止境的前進,不惜一切的前進。扯淡的超弦理論也一樣,它目前又進一步產生了所謂的M理論。M理論把所謂"膜"的面,納入了物理學本質世界,世界的終極之處,不單單是細微的琴絃,而是一組宇宙超膜。

    我再引用一段通俗的描述大家感受一下吧:在那遙遠遙遠的過去,火成過程以一對又平又空的膜開始;它們互相平行地處於一個捲曲的5維空間裡兩張膜構成了第5維的壁,很可能在更遙遠的過去作為一個量子漲落產生於無,然後又飄散了。

    結語

    現代物理學最前沿的理論,已經達到了一種常人無法理解和企及的高度。用保羅.戴維斯的話說“它到底是胡說八道,一項天才的成就,還是一個騙局?”可悲的是,我們幾乎連分辨的能力都不具備了。

    我是貓先生,感謝閱讀。

  • 3 # 使用者105155449513

    “現代物理學最前沿的理論,已經達到了一種常人無法理解和企及的高度。用保羅.戴維斯的話說“它到底是胡說八道,一項天才的成就,還是一個騙局?”可悲的是,我們幾乎連分辨的能力都不具備了。”我完全贊同這個結語!但是,當我們建立起辯證唯物主義的宇宙觀、自然觀和物理觀的時候,我們就具備分辨的能力了。一場物理學革命已經不可避免。

  • 4 # 想法捕手

    有人說它是宇宙的琴絃,我說它就是花式跳繩。

    要解釋清楚這個比喻,我們來簡單瞭解下超弦的由來。

    超弦理論出現的背景

    在超弦理論出現之前,科學家們針對已經知道的宇宙粒子們大概做了系統的歸類,將其中的62種粒子作為構成世界的基本粒子,在這些基本粒子的作用下,形成了世界的四大基本作用力(強力、弱力、電磁力、引力)。

    但作為“基本”這個概念來說,科學家們顯然覺得62種粒子和4種力太多了。

    於是眾多科學家一直試圖找到一個統一的理論來把這些基本粒子和基本作用力概念全裝進去。

    在這場統一的戰爭上,科學家們幾乎全滅,愛因斯坦也戰死在前期戰役中。而愛因斯坦戰死的時候,其實弱力和強力還沒被發現,所以愛因斯坦赴得是一場根本不可能勝利的戰鬥。

    其實科學家們早有共識,這場戰爭的關鍵在於如何融合作為物理學根基的相對論(狹義與廣義)與量子力學。

    於是科學家們開始了理論上的腦洞大賽,狹義相對論與量子力學結合出現了量子場論,統一了強力、弱力、電磁力三力;廣義相對論與量子力學結合出現了量子引力場論,描述了引力,卻不涉及強力、弱力、電磁力。

    最終在梳理上面兩套理論邏輯時,找到了統一的可能性,就出現了超弦理論(1970年弦理論,1984年弦理論引入超對稱性,更名超弦理論)。

    超弦理論的基本思想

    所有的基本粒子都是由一根一維弦,透過不同的振動方式來構成。

    就像花式跳繩一樣,你有多少種不同的揮繩方法,就能多少種花式(粒子)。但在三維空間裡,你再怎麼花樣百出也無法讓這繩揮出62種不同的軌跡。

    如果能無限升維,那這花式跳繩就真能跳出個風情萬種,與眾不同了。別說是62個花式(基本粒子)了,再多都可以。

    所以在超弦理論裡對空間維度有著極高的要求,至少都需要9維,這樣才能有9個獨立的空間方向來振動。想一想在9維空間裡跳繩,這繩跳得才真是花枝招展。

    至於為什麼是9維,這隻有問萬能的數學家了。

    難道我們生活在一個9維空間?

    我們明明是生活在3維空間裡,這麼跑出來一個9維啊,我接受不了。這簡直是想法很奇妙,世界很受傷啊!

    可有科學家跳出來說,別忘了還有普朗克長度啊10^(-35)M,即這個世界的最小長度,這也是我們這根弦的長度。

    多出來的6個維度在這根弦的長度內,一樣可以讓這根弦變化莫測,同時並不影響我們的3維世界。也就是說,多出來的6個維度捲縮在3維世界內,即普朗克長度尺度之下。而且還有科學家已經完全推算出來這個多維空間的3維模樣——卡拉比-丘成桐空間。

    由於這跟弦可以是有頭有尾的開弦,也可以是連在一起的閉弦,所以超弦理論還有5大流派。每個流派的不同主要只是數學計算結果的不同。

    對於一個大一統理論怎麼還能有不同的流派呢?這簡直忍無可忍,於是1995年美國物理學家愛德華·威滕站出來統一了門派,把5個流派全部收編了,並再提升了一個維度,取名M理論。

    M理論這裡就不細說了。

    總結:

    超弦理論確實很複雜,因為它除了想象,其它一切都是基於如今最前沿的數學運算,有人甚至認為物理學發展到這裡,已經變成了數學家的戰場。

    難道就像畢達哥拉斯說的,這個世界不過是一個“數”?

    隨著科學的發展,最後我們還是用抽象的概念去解釋世界的本質,到底合不合適,我不知道。但希望這不是跳大繩(神)就好。

    另外,不管怎麼說,超弦理論對人們思維的啟發是極大的,本人接納一切腦洞想法。

  • 5 # 千辰八霸天文宇客

    超弦理論,玄之又玄,自始至終倍受世人關注,它很有可能就是宇宙的終極理論!

    能夠把超弦理論通俗解釋出來的人那他也是非凡之人,我就只能粗略的說說我對超弦些許見解。

    資料記載的是:在1968年,物理學家在研究原子核強相互作用力時,無意發現了尤拉公式,尤拉公式卻解釋了他的強相互作用力;後來,李奧納特蘇士侃將這個公式解釋為“一微小段像橡皮筋一樣可扭曲有彈力的“琴絃”;於是漸漸的形成了現在的“弦理論”。據我個人理解,“超弦理論”具有以下幾大特徵:

    其一、超弦比物理上的基本粒子、光子、電子、夸克還小,是微乎其微的單元結構。它振動的頻率、強弱都直接影響到粒子的屬性,決定著粒子是光子、電子、費米子…甚至是上帝粒子(希格斯玻色子)。

    其二、1990年,物理學家維頓在弦理論的基礎上又引申出了11維度的M理論(D膜的動力學理論,又稱矩陣理論):他和一些科學家找到了M理論是超弦理論的極限制定的條件,不停振動的“弦”能自由遊走於各種維度。

    其三、弦理論和愛因斯坦宏觀世界的相對論相矛盾。弦理論或許能成為量子力學的其中一個解釋,甚至能解釋黑洞和宇宙的誕生。

    其四、弦理論還是個設想,沒有足夠的證據證明它的存在,現在最先進的觀測裝置也發現不了,因為“弦”太小了,比最基本粒子都還小。

    “超弦”不停的振動,像極了“琴絃”的跳動,不同的是它有“閉合弦”和“開弦”之分。神秘的超弦讓科學家們深感頭痛,可它們永遠都在跳動著優雅的舞姿,便稱之為“宇宙中的音符”。

    所以,連科學家也解釋不了的超弦,我們普通人更難以將它說清道明瞭。

    如有疏誤,還望指正。

  • 6 # 金童希瑞

    凝聚態物理的弦理論就是金屬態氫離子的“磁力矩”切割磁力線釋放電磁波的同時伴生新元素;所謂的“可控核聚變”就是金屬態氫離子聚合形成的新元素不會再次裂解為金屬態氫離子產生鏈式反應。

  • 7 # 崑崙一棵草

    費了吃奶的力氣 "理解 "完幾位大師的費心解釋,感動又心動,也試著費力更通俗解釋下,我是"科盲",見笑

    2,理論產生的腦洞: 小小原子裂變能產生巨能(原子彈)。但原子不能解釋宇宙(世界)的來源一一大爆炸,(因為原子世界相對穩定),那就需要更大的"能",這個"能"從那裡來?往大里看不行,沒有。只能往比原子還小的小裡瞅,拔款,造加速器撞碎原子瞅瞅有啥

    3,理論遇到瓶頸,加速器越做越大,沒撞出什麼很 "炫”的東東,有人說加速器小了,速度不夠大,得做更大的,做圓的,楊振寧想了想,多大才是大?做赤道那麼大沒用乍辦,此路不通

    4,理論柳暗花明一一大神來了! 這可不是那種騙吃騙喝的小學生扮的,他們都是數學物埋都比我們懂的多的自帶光環大神

    5,理論終於誕生了,超炫超簡單: 跟女孩買二根皮筋,一根好的,一根斷的(注意還半價),用細絲栓住放在皮影幕布後輕輕抖動(先開彩色聚光,配玄劇音樂),用慢語拉調法旁白 " 這是上帝身上的二根寶毛,非常神奇,能量巨大,有一天掉下來炸了(放煙花,改散光),我們的世界誕生了,(把斷皮筋中部拉到沒斷的皮筋下面)看到吧,夏娃也誕生了……"

  • 8 # 天籟人2

    超級玄關理論是建立在現代科學理論基礎之上的炫統觀念與思想觀點。理論的超前往往大於科學理論和實踐得出的經驗極限。

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