物语说万事万物 第八章 超弦理论(二)
《超弦理论》认为:我们这个世界其实是由一种东西组成的,这个东西非常之小,它是一种类似于橡皮筋一样的东西,物理学家们将这种东西称做“弦”。
但是,这种橡皮筋的形状具有不确定性。它可能是个圆圈形状的,也有可能是条状的,而它的材质则不是橡胶,而是能量。
超弦理论认为,我们这个世界上所有的东西都是由这种“橡皮筋”组成的,而这种橡皮筋的振动的方式的不同,就导致了我们这个世界上形成各种各样的物质。
关于这个橡皮筋,目前其实还没有人观测到过它。如果没见过,人们又是怎么知道它是“橡皮筋”呢?这就要从超弦理论的由来说起。
时间回到1968年,一名意大利著名的理论物理学家加布里埃莱韦内齐亚诺在研究原子核的一个强作用力时,他发现了一个用来解释强作用力的公式,这个公式一经发表就立刻引起了社会上的巨大轰动。
其中就有一个人发现这个公式有点“奇怪”。美国的著名物理学家伦纳德萨斯坎德在看到这个公式之后,突然就觉得这个公式非常像一个东西。在我们一般人看来它就是一个物理公式,而在他的眼里,“它就是一根橡皮筋”。
这让我们很好奇,为什么他能从这个公式里看出来它是个什么东西呢?
这里举个简单的例子,也就是我们在看数学上的“勾股定理”时(边长a的平方加上边长b的平方等于边长c的平方),我们闭着眼睛都能知道这是一个“直角三角形”。同样,伦纳德在看到这个公式的时候便说:“这就是个橡皮筋”。这时的伦纳德突然的觉得自己发现了这个世界的奥秘,于是他马上写了一篇论文,说我们这个世界是由“橡皮筋”组成的。
发表之前,专家组评定说:“你这篇文章写的很有创意,但是缺乏理论支持......”于是就给他驳回了。为何一个看起来似乎解释了我们这个世界的“极为重要的东西”评定专家组就给他“否”掉了呢?其实这是因为当时的物理学界普遍认为组成我们世界的最小的东西是一些“小球”,就是类似于原子、分子,以及更小的一些“小球”如夸克、胶子、中微子等。
目前科学家们已经发现,把质子继续拆分之后,我们就能得到夸克和胶子。目前,科学家们普遍认为:夸克是最小的单位,但是理论上是有比夸克更小的物质,不过这未被证实而已,因为以我们目前的技术是无法观测到这些比夸克还小的东西的,就如我们观测不到“弦”一样。而关于中微子,它虽然小,但它却能穿过物体,但是这却不是因为它小,而是因为它几乎不与任何物质发生作用。
此外,大多数科学家认为组成我们世界的最小粒子是这些“小球”其实还有一个很重要的原因。在欧洲有一个大型的粒子对撞机--CERN,人们在经过多次对撞实验后,发现得到的产物都是些“小球”,并未在粒子对撞中发现过“橡皮筋”。
除了伦纳德之外,还有一个人坚信组成我们这个世界的最小单位是像“橡皮筋”这样的能量,这个人就是美国的犹太裔物理学家约翰施瓦茨,他也是研究《超弦理论》相关人物中最重要的人之一,其实约翰施瓦茨一生都在研究超弦理论。
之所以施瓦茨认为超弦理论是绝对正确的,是因为超弦理论可以完美地融合《量子力学》和《相对论》。关于《量子力学》我们以后会专门在另一篇文章中重点探讨。而关于
爱因斯坦的《相对论》,感兴趣的朋友们可以查看本书的第一章到第三章。
《超弦理论》如果要成立,就需要满足以下几个条件:
1.这个世界必须是10维时空。也就是9维的空间加上1维时间,这是人们经过计算算出来的。
目前我们人类最多只能感觉到四维,其实我们对四维的理解还处于很初步的阶段,因为我们根本不知道“时间”究竟是个什么东西。(关于“时间”,我们接下来也会专门用一篇文章来进行探讨,感兴趣的小伙伴们可以关注和继续阅读。)那么剩下的6个维度在哪?
目前人们认为,这剩下的6个维度有可能在微观世界里面,大多数物理学家们认为:尺度越小,维度就越高。著名物理学家霍金就认为“虫洞”是存在的,但是只存在于微观世界之中,我们要想穿过虫洞到达另外一个时空,我们就只需要想办法在微观世界找到这种虫洞(这种虫洞在微观世界应该是普遍存在的),再想办法把它扩大,理论上就可以“穿越”,到达另一个时空......
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来源:feilu