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  • 1 # 夢幻君1314

    不同意識的生態鏈有不同的空間和世界,但宇宙不斷變化輪迴和諧規律執行永不變。時間只是某空間程式反映過程,並非真時存在。

  • 2 # 知足常樂0724

    未來人預言?弦理論的大統一多維空間是怎樣的?

    ★未來人預言超弦理論、弦理論只是停留在紙上談兵的理論,弦理論是理論物理學史上輝煌思想之一,也是我們最失望思想之一。弦理論是否可以得到大統一還是一個未知數,因為科學界泰斗們的智力比普通人高N倍。一個固化了的理論讓別人改變不是一朝一夕的。如果弦理論證明是正確的,那就意味著在我們熟悉的四維空間之外,還有一些看不見的維度,但這些更高的維度在哪裡呢?就是說弦理論也是比較抽象的。因為每當科學研究遇到瓶頸後,會有一個天花板。

    而弦理論是現代理論物理的一個分支學科,弦理論認為自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的點狀粒子,而是很小的的線狀的弦,由弦的不同振動和運動產生出各種不同的基本粒子。目前,弦理論是相對論和量子力學後最具有說服力的學說。

    再者說到弦就使人們想到高維空間。科學家們的這種弦理論從根本上推翻了牛頓的經典力學和麥克斯韋方程組、愛因斯坦的相對論。因為牛頓力學、麥克斯韋方程組和愛因斯坦他們對空間緯度沒有任何限制。

    美籍日裔物理學家南部陽一郎從20世紀60年代開始研究亞原子物理學,提出了弦理論。他透過計算發現光子的質量不為零,經過多方面驗證發現在計算某些事件機率的時候,出現了大於1或小於0的情況,而這是違背愛因斯坦的狹義相對論的。按照正常邏輯,一件事如果必然發生,它的機率就為1;如果絕對不會發生它的機率為0;所以大於1或者小於0的機率是沒有任何意義的。

    後來科學家們發現,如果把這些計算放到更高維度的空間中時,就可以解決這個機率問題。經過計算這個空間竟然需要25維(計算過程依然依賴於光子的質量為0,弦理論的光子由弦構成,故,光子的質量等於這根弦的最低能量加上振動能量),也就是說當空間存在25個維度時,弦理論才能正確的描述宇宙中的實際現象。

    ★現代物理學的目標之一:構建一個量子修正是有限,並且可以計算的量子理論。換句話說,愛因斯坦的引力理論允許宇宙中形成蟲洞,這可能有一天會讓我們在銀河系找到捷徑。但是愛因斯坦的理論不能告訴我們這些暗物質、蟲洞是否穩定。為了計算這些量子修正,我們需要一個將相對論與量子力學理論相結合的理論,它就是弦理論。

    ★到目前為止,解決這個問題的主要(也是唯一)候選者是弦理論,它認為宇宙中的所有物質和能量都是由微小的“弦”組成的。弦的每一次振動都對應著不同的亞原子粒子,所以電子並不是一個點粒子。如果你有一個超級顯微鏡,就會發現它不是一個粒子而是一根振動的弦。電子之所以看起來像一個點粒子,是因為弦如此之小。

    以不同的頻率振動的弦,對應著不同的粒子,例如夸克,μ介子、中微子、光子等。這就是物理學家發現數量多到荒謬的亞原子粒子的原因。它們有幾百個之多,因為它們只是一個微小的弦的不同振動。

    透過這種方式,弦理論可以解釋亞原子粒子的量子理論。根據弦理論,當弦移動時它會迫使時空像愛因斯坦預測的那樣發生彎曲,因此,它能將愛因斯坦的理論和量子理論完美地統一起來。

    這意味著亞原子粒子就像音符一樣。宇宙是弦的交響樂,物理學代表了這些音符的和聲,而愛因斯坦追逐了幾十年的“上帝的思想“其實是宇宙音樂在超太空的共振。

    那麼,弦理論是如何消除困擾了物理學家幾十年的量子修正的呢?弦理論中有一種名為“超對稱”的東西。對於每一個粒子,它都有一個伴侶:超粒子。例如,電子的伴侶是“selectron”“選數管”。夸克的伴侶是“squark”,所以我們有兩種量子修正,來自普通粒子和來自超粒子的量子修正。弦理論的美妙之處在於,來自這兩組粒子的量子修正完美地互相抵消。

    因此,弦理論為我們提供了一種簡單而優雅的方法來消除這些無 限大的量子修正。它們的消失是因為這個理論揭示了一種新的對稱,而這種對稱賦予了弦理論數學力量和數學之美。

    對藝術家來說,美可能是他們渴望在作品中捕捉到的一種被稱為 優雅的東西的數量。但對於理論物理學家來說,美是對稱。這在探索空間和時間的終極本質時也是絕對必要的。舉個例子,如果我有一片雪花,把它旋轉60度,雪花將保持不變。同樣的萬花筒創造出的漂亮圖案,是它使用鏡子複製出的一個影象,這個圖案可以360度旋轉。我們說雪花和萬花筒都具有徑向對稱性,也就是說它們在某種徑向旋轉之後保持不變。

    假設我有一個包含許多亞原子粒子的方程,然後我把它們打亂或 重新排列。如果在交換這些粒子之後,方程仍然不變,那麼我就會說這個方程是對稱的。

    這是因為弦理論中的粒子數可以隨著時空的維度變化。在更高維 度上,粒子可以有更多的振動方式,因此我們有更多的粒子。當我 們試圖消除粒子對超粒子的量子修正時,我們會發現這種消除只能發生在十維空間中。

    通常,數學家創造出全新又富有想象力的結構,物理學家而後將 這些結構融入他們的理論中。例如,在19世紀,數學家創造了曲面理論,這一理論之後在1915年被納入愛因斯坦的引力理論。但這一次,情況正好相反。弦理論已經開啟了許多數學分支,數學專家對此感到震驚。年輕且有抱負的數學家通常對這一理論在自己學科的應用表現得不屑一顧。但如果他們想站在學術前沿,就必須學習弦理論。

    儘管愛因斯坦的理論允許蟲洞和超光速旅行,但你需要弦理論來 計算在存在量子修正的情況下,這些蟲洞的穩定性如何。

    總之,這些量子修正無限大,所以移除這些修正是物理學最基本的問題之一。弦理論消除了這些量子修正,因為它有兩種可以精確地相互抵消的量子修正。粒子和超粒子之間的精確抵消是由於超對稱性。

    然而,擁有了弦理論如此優雅和強大的理論仍不夠,我們還必須 面對終極挑戰,即實驗。

    ★弦理論也有過不去的坎,科學家們給出了一些有理有據的批評。首先,由於弦理論(或任何萬物理論)在普朗克能量的水平就統一了所有的物理學理論,因此,地球上沒有足夠強大的機器能嚴格地檢測它。一個直接的測試是在實驗室裡創造一個嬰兒宇宙,但這顯然不符合當前的技術水平。

    第二,就像任何物理理論一樣,弦理論也有不止一個解。例如,描述光的麥克斯韋方程組有無窮多個解。這並不是問題,因為在任何 實驗開始的時候,我們都會指定研究物件,不管是燈泡、鐳射還是電視。然後,在這些初始條件下,我們求解麥克斯韋方程組。但是如果這是一個關於宇宙的理論,那它的初始條件是什麼呢?物理學家相信,“萬物理論”應該自身帶有它的初始狀態,也就是說物理學家認為,在某種程度上決定大爆炸的初始條件是由理論本身產生的。然而,弦理論並沒有告訴我們其諸多解中的哪一個才真正適合我們的字宙。而在沒有初始條件的情況下,弦理論包含了無數個標準的平行宇宙,它們被稱為多重宇宙,每一個宇宙都和另一個同樣有效。這一局面讓我們很尷尬,弦理論不僅預言了我們熟悉的宇宙,也許還預言了無數其他同樣有效的外星宇宙。

    第三,也許弦理論最令人吃驚的預言是宇宙不是四維的,而是10維的。在所有的物理學科中,我們都沒有看到過這樣奇怪的預言。時空理論選擇了自己的維度。這太奇怪了,許多物理學家起初把它當作科學幻想不予理會。當弦理論最初被提出時,它只能存在於十維空間的事實讓其遭到嘲笑。

    知足常樂2021.7.13日於上海

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