物理教学中的客观原型上,碰撞时间一般较短,这是客观事实,是不能被解释证明的吗?

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[转]最前沿物理学——宇宙是幻象收藏
&最前沿物理学——宇宙是幻象&&&作者:&dendavid&
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一个世纪以来,物理学家们一直在思考这个问题:支配着无限小的规律似乎难以理解。然而,如果我们承认量子现实只是一种错觉的话,那么一切就清楚了!这一认识将掀起一场全面的革命。&&&&
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&“我们应该修改物理学教材了!”2005年8月,在德国康斯坦茨湖畔一所大学的最高建筑的顶楼,美国物理学家克里斯托弗◎福熙(Christopher&Fuch)用这样一个大胆的提议作为其组织的系列研讨会的开场白。康斯坦茨大学出资邀请了50多位美国、加拿大、英国以及意大利、法国和澳大利亚的理论学家和哲学家来参加这一为期一周的会议。他们都是微观物质运动规律研究领域的顶尖专家。其中的一些学者极具威望,但他们也毫不犹豫的推翻了自己曾经持有的观点。作为门外汉,我们无法深入理解研讨会期间专家们彻夜争论的深奥的数学问题。不过,他们讨论都是围绕着这样一个观点展开的:物理学为我们描绘的世界也许并不是真实的物质世界,而很可能只是一个巨大的幻象!&&&&
&这让我们一下子坠入了云雾之中。在我们一贯的观念中,物理学的目的,正如字典里所清晰定义的那样,不就是“研究物质的属性”吗?物理学家们的确是通过对如同康斯坦茨湖畔的石头一般真实存在的物体的考察和研究,才得以提出了现有的物理学理论。那么凭什么说物理学描绘的只是一个幻象呢?很简单,这是因为物理学家们在抽丝剥茧般梳理“客观现实”这块织物的“纤维”时,令其支离破碎了。而物理学的本义,也因此突然变得支离破碎了。&&&&
&这种观点最早是在20世纪初提出的,当时物理学家们刚刚能够深入探寻我们这个物质世界的奥妙。他们为自己的发现感到惊奇。在此之前,人们已经习惯性的认为,物体要么是波动,就像海面上荡漾的波浪,要么是在时空中运动着的粒子,就像绿色球台上滚动着的台球。然而,物理学家们进行了更加深入的考察,他们发现光、原子或电子的运动似乎并非如此。比如,在某些条件下,通常被看作波动的光却会像粒子一样的运动;同样,通常被当作粒子的电子有时则会像波一样运动!&&&&
还物理学一个真相&&&&
&短短几年间,理论学家们在创造概念方面作出了史无前例的努力,他们以纯经验论的方式渐渐构造起了一个数学大厦,用以描绘那种种“令人难以置信”的物质运动。就这样,量子力学在1925年正式诞生了,从此不可动摇。但是,要承认量子力学,就意味着必须抛弃海浪和台球,而承认物体——包括电子、原子、分子以至石头——都是由一个极其复杂的代数概念(即“希尔伯特Hilbert空间的态矢量”)组成的。这也意味着还必须接受一套支配物体演化的新规则,使物体之间能以超越空间和时间的方式发生联系,并同时具有几种不同的态,而当人们对它们进行观察时又会根据某些非常精确的概率法则任意缩减为一个单一态。物理学家们不得不接受这些如此“离奇”的概念。因为,据说,这个奇异的量子世界正是我们所处的世界这一理论从来没有受到怀疑;而且这一理论确实也曾成功的预言了各种化学元素的属性、激光和电子芯片的特性、DNA的稳定性甚至核反应的“爆炸性”。尽管康斯坦茨湖中的鹅卵石看起来似乎并未表现出这些奇异的特性(这些特性只在微观系统能够观察到),但量子力学的使命的确就是描述围绕在我们身边以及构成我们的物质的内部运动。&&&&
&而在这里,我们显然看到了一个大问题!量子力学作为物理学领域中描述物质最深刻的理论,为什么它距离我们的传统观念如此遥远?为什么这一学说最基本的理论都如此难以理解?现实真的是如此超出我们的想象吗?30年来,每年都要举行一些大型的国际学术研讨会,目的是通过对目前掌握的十几条线索进行分析,再现能与当代物理学研究数据相一致的真实世界的面貌。然而问题的关键在于,每一种对于世界的“现实的”诠释看上去都那么超现实!最著名的一种诠释是1957年美国物理学家休◎艾福雷特(Hugh&Everett)提出的:针对“为什么量子物体能同时具备多态,但在人们对其加以测量时又缩减为单一态”这一问题,艾福雷特解释说,其他所有的态确实存在,只不过它们存在于平行世界中。&&&&
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而在克里斯托弗◎福熙看来,这些研究工作都误入了歧途:“我们的任务并不是要为了证明量子理论的意义,而是去额外的制造更多的结构、更多的定义和更多像科幻一般的假设。我们的任务恰恰是要将这一切统统抛弃、重新从零开始。然而,要做到这一点,我认为就必须把目光投向量子信息学理论的著作、技术和含义。”&&&&
一片肥沃的土壤&&&&
&信息:是的!信息在这里意味着什么?这个概念难以准确定义,但大家从直觉上都知道它到底是怎么一回事:在信息学上,信息就是对能够被按照0和1二进制数进行编码的事件的认知要素。乍一看来,它与量子力学好像没什么关系。不过,在20世纪80年代中期,物理学家们发现,量子法则使人们可以用一种全新的方式处理信息。量子法则实现了两个物体之间的长程关联,这实际上可以被看成一种新的联系渠道,使得人们能够实现信息在两地之间的遥距传输、保障机密信息的安全或同时进行大规模的并行计算。在这些美好前景的吸引下,理论学家和实验学家们便创立了一套新的语言,开拓了物理学的一片充满了活力的新领域——“量子信息学”。&&&&
&然而惊喜并不止这些。从20世纪80年代末开始,出现了这样一种思考:既然我们可以用量子力学来处理信息,那么可不可以反过来,用信息去理解量子力学呢?可不可以不把量子信息学当作量子力学理论的一种运用,而将其视为这一理论的基础呢?这正是科学家们在康斯坦茨大学会议上争论的核心问题:量子力学所揭示的到底是物体本身还是我们所知的关于物体的信息?也许“希尔伯特空间态矢量”所表现的并非光子、分子或石头这些物体本身,而是我们所拥有的关于这些物体的信息。如果确实如此,那不蒂于对物理学理论的一个彻底颠覆!&&&&
&粗看之下,这一观点似乎没什么特别,甚至还有些落后:显然,我们只能通过我们贫乏可怜的感知能力获得的信息去了解这个世界:从德莫可立特到康德,哲学家们早就告诉过我们,有一块看不到扯不破的纱幕将我们和现实世界隔开。但如果进一步参考尼尔斯◎玻尔、埃尔温◎薛定谔以及沃尔夫冈◎泡利等现代物理学奠基者的思想,我们就会发现这一观点极其适合诠释量子力学。这是因为,信息具有与物质完全不同的属性:与鹅卵石相反,信息没有空间和时间的位置,因而我们可以任意的复制它、分享它、总结它、删除它。那些离奇的量子现象,我们一直以为它们是物质的属性;但如果我们从信息的角度对这些现象逐一加以重新考察,就会发现它们再正常不过了。&&&&
&比如,为什么一个系统能同时存在于好几种状态之中?很简单,这是因为我们已知的信息尚不足以准确的告诉我们它到底处于何种状态。为什么对该系统进行测量,就能使其一下子缩减为单一态?这是因为这种测量使我们获得了新的信息,加深了对该系统的认识。为什么两个系统之间可以发生超时空的关联?这是因为这两个系统之间存在着共同点,我们从一个系统获得的信息可以立刻让我们了解另一个系统。量子世界里为什么会有偶然的存在?这是因为我们缺乏必要的信息,无法对一些问题作出回答,所以不得不将其划归偶然的范畴。为什么能量不是连续的而是量子化的?这是因为它和信息本身的量子化是对称的,量子化的信息缩减为一些二进制的答案:是或否、0或1。简而言之,正如奥地利物理学家安东◎柴林格在几年前曾解释过的那样:“如果我们遵循这样一个原则:即量子力学的基础概念就是信息,那么我们就能够很自然的理解量子现象。”这样一来,量子现象就变得合乎我们的常识了。&&&&
&两年来,这一思想不断的得到充分的发展。在那些聚集在康斯坦茨大学的物理学家们看来,现在已经到了从定律层面上用对量子力学的这种新解释来“改写物理学教材”的时候了。现在的目的,不再是对量子理论加以诠释,而是要重新创立量子理论;不再是被动的接受20世纪初物理学界以经验论方式拼凑出来的那些法则,而是要证明这些法则都是与信息获取、信息表达及信息传播相关并受到这些条件限制而得出的结果。这个领域是一片极其肥沃的土壤!杰弗里◎巴伯、阿列克谢◎格兰邦、吕希安◎哈代和克里斯托弗◎福熙认为,在我们这个世界中,信息是受到某些限制的。他们努力尝试搞清楚什么样的理论是不描述现实的本来面貌而是描述我们对现实信息的获取的。结果,他们的答案都指向量子理论!他们四人的研究似乎十分令人困惑,其实非常深刻非常理性,值得我们加以特别关注。他们的出发点各不相同:有的认为,信息是主观的,取决于提问的人;也有的认为,信息是客观的,就像是一种新的实体,不受观察者的主观因素影响。但他们都同意这样一点:从信息的概念出发,很容易导出量子理论。这恰恰说明,量子力学并不是一种描述波、粒子或场的运动属性的现实理论,而是一种描述信息属性的理论。&&&&
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&幕后的世界&&&&
&这完全推翻了我们对真实世界的观点。因为,这说明,我们原来所认为的真实世界,可能仅仅是我们的看法而已。这种情况,就好像是一个仅仅通过电脑屏幕来了解外部世界的人一样:他决不能因此断定,外部世界就是他电脑屏幕上的象素!克里斯托弗◎福熙认为,我们必须把信息和世界区分开来。我们必须将资料中属于电脑屏幕的因素去掉,这样才能保证剩下的资料反映的是世界的本来面貌。“通过蒸馏净化而保留下来的部分——相对于整套理论来说,它也许非常微小——才是量子力学试图向我们揭示的自然的本来面貌。”他补充到。同时他强调,现在要知道这种“蒸馏净化了的真实”到底是什么样的,为时尚早。&&&&
&杰弗里◎巴伯的看法则恰恰相反:“关键问题并不在于思考信息指涉的内容是什么。比如,你想把一条消息从你的电脑发到我的电脑中来,那么这条消息包含什么内容并不重要:也许是一幅图片,也许是一篇法语文章,抑或是一篇中文的小说。重要的是,对该消息进行压缩、传送和解码,而不必在乎它反映的是什么。描述信息的交换,在我看来,这才是基础物理学全新而唯一的任务。”&&&&
&阿列克谢◎格兰邦的立场看起来更为极端。他认为物理学根本不应该继续关注现实——那隐藏在屏幕背后的现实。因为既然我们必须通过屏幕去了解现实世界,那么奢谈幕后的现实又有何意义?“有关真实的存在的问题是物理学家们的一种信仰。然而科学并不取决于信仰,”他语气坚定的说,“物理学的任务就在于对事务进行描述,而不在于求证其描述的事务的真实性,也不必去管这种真实性是否存在。”&&&&
&尽管有人指责他们不承认自我以外的任何真实,是陷入了一种唯心论唯我论的泥沼;也有人指责他们把理论仅仅当成行动的工具,是坠入了工具主义的迷途,但这100余位宣布要推翻传统物理学的物理学家们还是引起了科学界的反响。巴黎科学技术历史和哲学研究所的基多◎巴恰加卢皮说:“虽然这些研究工作清楚的表明,信息的某些特性可以将我们直接导向量子结构,但目前看来,这些特性都还不具有决定意义。因为他们所使用的某些数学假设仍然缺乏确定性。”巴黎综合技术学院认识论研究中心的米歇尔◎让波尔则为“这曾经在20世纪70年代主宰物理学的现实主义浪潮的再次涨潮”而感到欣喜,他说:“这些研究工作证明和实践了埃玛纽尔◎康德首倡的超验论推论:即只有从认知局限的形式出发,才能实现认知。”&&&&
&无论如何,这一观点目前尚不成熟。因为,即使我们原本以为的真实完全是或部分是一种幻象,那还必须要解释,为什么真实会具有这样一种表象而不是别的表象。因此在信息的基本概念上重新建构时间、空间乃至物质的概念,将是这一全新的物理学艰巨的任务。&&&&
通向量子引力学?&&&&
&这些物理学家们用爱因斯坦在1905年至1915年间完成的事业为例激励自己。起初,爱因斯坦这位年轻的天才为了建立自己的狭义新相对论而对那些高深玄妙的经验方程(洛伦兹方程)进行了重新诠释。两年后,他在此基础上又创立了广义相对论,成了物理学的一根支柱。广义相对论描述的是空间和时间的对称以及万有引力。然而,就像克里斯托弗◎福熙所强调的那样:“很难想象一个人——即便他是爱因斯坦——能够实现从洛伦兹变换这样一个抽象结构到广义相对论的直接飞跃。”&&&&
&爱因斯坦创立相对论是一个充满吸引力的记录:对于量子力学的重新诠释会不会在将来的某一天超越这一记录?信息的概念能否协调量子力学与相对论的矛盾,并最终实现朝向“量子引力理论”的飞跃?这可是物理学家们的最高梦想。吕希安◎哈代已经走上这条道路。他在康斯坦茨大学首次介绍了他的“通往量子引力学的新途径”。如果他能够坚持到底,那将是对这一观点的真正的确认。尽管这必将会让物理学家们头痛不已,但物理学教材将因此而彻底改变。&&&&
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我们曾经以为的客观现实已经被打破,在这片废墟上渐渐诞生了一门“新物理学”:这是一种以信息概念为出发点研究万物的学科。它雄心勃勃的想要重新定义时间、空间和物质。它的最终目标,就是探索一个新的世界——我们的世界。&&&&
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&&“欢迎来到世界的源头。”物理学家们孜孜不倦的研究着在微观层次上主宰着我们世界的法则,他们为我们带来了这样一条令人晕眩的消息。他们承认,量子力学远远不能描述物质的属性,它告诉我们的只是“信息”。结论就是:虽然我们一直以为只要伸手出去就能触及到世界的真实基础,但就在我们伸出手去的那一瞬,这些真实的基础便突然消失了,留在我们眼前的只是一种集体的幻觉、一种由我们自己的研究模式所造成的伪迹。&&&&
&这一切不由得让人联想到几年前由沃卓夫斯基兄弟编导的三部曲电影《黑客帝国》(Matrix)。在这部影片中,无处不在的电脑程序控制了人类,让他们以为自己生活在一个安详的世界之中,然而那个世界却是虚拟的。英国剑桥大学的数学家约翰◎巴劳在去年发表的一篇文章,就描绘了一个“仅仅比我们的文明先进一点点”的文明世界。在那个文明世界中,人们“能够模拟星辰的升落和星系的形成;通过整合生物化学法则,还能观察生命和意识的进化、见证不同文明的成长并与他们沟通;人们努力的进行研究和探索,想要知道天空中是否存在着一个创造了他们的宇宙的凌驾于一切之上的超级程序员。”简单的说,他提出了一种观点,即我们可能只是一个巨大的电子游戏里的虚拟存在而已,这种观点并不荒谬。只不过,在目前看来,这种观点还谈不上是科学的,而更多的是一种科学幻想,因为我们无法通过实验来证明或驳斥它。和《黑客帝国》中的主人翁们相反,我们可没有什么红色药丸可以让我们穿透电脑屏幕!既然如此,那么构建这样一个可能永远只是假设的“超宇宙”又有什么意义呢?&&&&
&不过,几年来信息学的汹涌澎湃对物理学造成了巨大的冲击,这使一些人对该影片剧本的立意产生了浓厚的兴趣。这是因为,如果我们能够恰当把握其表达的思想,就有可能获益良多:我们完全没有必要像这些科幻作品中所描写的那样,为了寻求那超越表象的真实或为了揭开某个虚无飘渺的“超级程序员”的真面目而无畏的耗费我们的精力;相反,我们可以循着这一思路,重新定义我们与世界的物理关系,以便寻找一条与世界和谐相处的途径。&&&&
&我们应该记住这样一个道理,尽管这个道理好像是一句罗嗦的废话:我们只能通过我们所掌握的关于现实世界的信息去了解这个现实世界。“信息是物质与抽象、真实与理想之间的中介,”美国物理学家汉斯◎克里斯蒂安◎拜耶强调,“真实的物体,不管是一个原子、一个DNA分子,还是一本书或一架钢琴,都是从信息这种奇特的可压缩的实体中迸发出来的,而信息,在进行了一系列复杂的转换后产生了意义,扎根在我们的大脑、我们的理智之中。”&&&&
19世纪的一场公开辩论&&&&
&要想理解世界,物理学家们的客观性就首先是与信息密切相关的。物理学不只是一种研究本质的本体论,它首先应该是一种方法论——它首先应该研究的是,我们是以什么方式去了解我们所了解的东西,并且应该研究与我们的认知相关的局限。汉斯认为:“如果我们能够理解信息的本质,并将其涵容于我们的物理世界模型之中,那将是我们朝着真正理解客观现实这一目标迈出的第一步。”“一切皆源自信息?”(It&from&Bit?)这是美国物理学家在1989年提出的一个口号,巧妙的归纳了物理学家们的雄心壮志。也许我们周遭的一切真的只是一个由0和1构成的巨大漩涡的表现?也许我们真的应该用纯信息学的术语去重新定义物理学的法则、重新定义空间、时间以及物质的概念?这一思想看上去如此离奇,但其实,早在19世纪下半叶热力学奠基之时,就已经激起了一场纷纷嚷嚷的公开辩论。热力学研究的是蒸气机内部的热流,当时建立这一学科的坚实基础就是一些可测量的物理概念(比如能量、热、温度和熵),以及一些简单明确的定律(比如能量守恒定律或熵增加原理),还有就是经过证明的能够提高机械效率的一种有效系数。&&&&
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&热力学的例子&&&&
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&&当时在物理学界一石激起千层浪的问题就是,这些主宰着宏观物质的法则与分子的微观属性到底有何联系。奥地利物理学家路德维希◎玻尔兹曼是第一个通过提倡方法论的态度为解答这个问题扫清了障碍的人:他借助统计学研究,在1875年证明熵的概念——热力学的中心概念——能够被解释为对混乱程度的测量、对一个系统中每个分子位置和速度等未知信息的量的测量。然而,正如苏格兰人詹姆士◎麦克斯韦所强调的那样,“混乱,和与其对应的秩序一样,并非物质本身的属性,而是取决于观察它们的人的精神因素”。也许那些具有天赋的感知力、记忆力和计算能力的超人才有可能了解分子的所有奥秘并为熵赋予一个虚空的值。这些物理学家可谓是信息时代先驱,他们不顾当时那些现实主义定义的捍卫者的尖叫和惊呼,大胆的断言热力学概念是“与我们所认知的外延相关的”,这些概念只存在于“仅具有中等认知水平的人的头脑中,这些人能够发现某些形式的能量,同时却忽略了其他形式的能量”。&&&&
&这场辩论一直没有定论。几十年后,同样的“本体论”和“方法论”之争又随着量子力学的诞生而展开了。在物质最深处发现的奇异性将物理学家们逼进了死胡同,他们中的许多人早早的就预感到有必要换一个角度进行思考。不过,这要一直等到20世纪50年代初洛德◎香农提出信息数学理论以及20世纪80年代中期该理论与量子理论发生碰撞之时,这种“信息学的态度”才渐渐成为了科学研究的一个计划。这个计划之所以如此吸引人,是因为香农的理论和物理学都有一个共同的目的:最大限度的对信息进行压缩。事实上,在香农看来,这种压缩是估算一条消息中所包含的信息量的唯一方法;而在物理学家们眼中,这种压缩就要求我们要找到能够归纳尽可能多的现象的、具有足够普遍性的法则和概念。尽管信息的概念依然很难定义,但今天新一代的物理学家们已经准备好了要重新继承麦克斯韦和玻尔兹曼的渎圣的勇气。&&&&
“时间,就是无知”&&&&
&只不过,如今,他们要用信息术语重新诠释的是物理学用来描述世界的所有概念:空间、时间、物质、定律。要实现这个计划,就不可避免的要对爱因斯坦用来描述物质、时间和空间之间关系的广义相对论进行重新诠释。进行这样的重新诠释,人们还没有什么把握。最困难的并不是空间概念。传统上认为,空间一词指的是物体在其中运动的几何环境。但在卡尔洛◎罗维利看来,“空间就是关系”。这位任职于马赛地中海大学的意大利理论学家证明了从基础的互动网络——即信息交换网络——出发,就能建构一个拥有一切空间属性的实体。这就有点像是古代军人穿的锁子甲,凑近一些观察,就会发现它并不是一个平面,而是交织在一起的许多小球。为了得出这一结论,罗维利运用了源自“球体量子引力学”(这门正在兴起的学科的目的是将量子理论和相对论统一起来)的一些方法。因此,一直被当作运动的范畴的空间,可以从信息学的角度,被重新定义为无数数据本地传送的结果。&&&&
&“至于时间。人们已经有了一些奇思妙想,不过仍然很模糊”,罗维利进一步解释道。尽管如此,他还是和法国数学家阿兰◎科纳一起,揭示出时间流并不存在于微观层次,而是产生于宏观层次上我们的那种对信息进行压缩的必然需要。更确切的说,只有忽略各种基本态之间的信息差别,我们才有可能观察到参数t,这个参数不隶属于任何态,并且具有时间的所有特性。就像熵一样,如果戴上信息学的眼镜去考察时间这个概念,就会发现它也取决于观察者的信息处理能力,它也是只存在于像我们这样“仅具有中等认知水平的人的头脑中”。可能时间并不是一个用来标记事件进度的独立的流,而是我们没有深入了解事件细节的能力的标志!年轻的俄罗斯哲学家阿列克谢◎格兰邦在其论文中也花了一部分篇幅来探讨这个问题,他就此提出了一句令人惊骇的格言:“时间,就是无知。”&&&&
&那么,对于物质和能量的概念又该如何重新诠释?目前,人们暂未找到任何明确的途径。但是,就像阿列克谢◎格兰邦锁强调的那样:“电子或原子,它们首先是一些词语,是普通语言中的一些词汇;有了这些词,我们就可以不去考虑这些物体到底是由什么构成的。”而在方法论的浩大计划中,就必须使用信息术语对这些词加以重新定义。也许有一天,会有一种新的理论能够通过信息概念将量子力学和广义相对论统一起来,到那时我们就能找到答案了。而这正是英国物理学家吕希安◎哈代所接受的挑战,为此他提出了一个全新的概念:“原因曲线”,也就是理解我们所具有的为涌入大脑的信息提供逻辑解释的意愿。尽管目前我们还无法判断这种“通向量子引力学的新途径”是否正确,但这种“原因曲线”可以被看作是那些方法论新概念的范型,它们的使命就是全面主导物理学。在人类进入到“信息时代”的今天,物理学的目的不再只是描述世界的本来面貌,而更多的应该是描述我们那被困在颅骨之中的大脑为了理解世界所进行的顽强努力。物理学要作的,不再是通过方程式去对在时间和空间中运动的物质进行计算,而是要以我们为了掌握数据浪潮而做的有限然而勇敢的努力为出发点,使这些概念显现出来。说到底,物理学正在重新定义的,不仅是外部世界,而更多的是我们人类的境遇。&&
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&是的,从某种意义上说,我们的确是被关在一个类似《黑客帝国》所展示的虚拟世界之中!但和影片所表现的不一样,这个世界并不是一个普普通通的电脑程序:在与这个世界共处时,我们所得到的,就是我们自己对信息进行计算的结果。这个结果不仅不能奴役我们,相反还能使得我们得到解放,防止我们被那汹涌澎湃于我们周围的信息巨浪所淹没。而且,今天,新一代的物理学家们已经下定决心要解开这个结果的密码。&&&&
“也许有一天,会有一种新的理论能够通过信息概念将量子力学和广义相对论统一起来,到那时我们就能找到答案了。”&&
超弦理论有此希望:&&
  超弦理论认为,不存在粒子,只有弦在空间运动,各种不同的粒子只不过是弦的不同振动模式而已。自然界中所发生的一切相互作用,所有的物质和能量,都可以用弦的分裂和结合来解释。&&
  最为奇特的是,弦并不是在平常的三维空间运动,而是在我们无法想象的高维空间运动。我们过去关于空间的观念都是错误的,空间正在以一种陌生得令人惊讶的方式活动着。&&
  粒子的下面是什么?&&
  众所周知,物质是由原子组成,而原子由原子核和电子组成,原子核又由质子和中子组成,质子和中子又由夸克组成。那么,夸克和电子又是由什么构成的呢?科学家发现,夸克和电子都不可再分了,似乎是没有内部结构的点粒子,因此把它们称为基本粒子。基本粒子是一切物质的基本单元,就像英语里的“字母”一样。&&
  但是,已知的基本粒子并不仅仅是夸克和电子两种,而是多达数百种,而且,每一种基本粒子都有它们的反粒子。我们现在把所有的基本粒子分为三大类,通常称为&“族”:轻子族,包括电子、中微子等;夸克族,包括上夸克、下夸克、粲夸克、奇异夸克、顶夸克和底夸克这六种夸克和各自的反夸克;媒介粒子族,包括光子、胶子等。非常奇怪的是,除了夸克和电子外,大部分基本粒子都不组成更大的物质结构,例如,中微子总是在宇宙中独来独往,不与其它物质发生相互作用;媒介粒子则只在其它粒子间传递力的作用;还有很多粒子像介子、超子等都极不稳定,通常在极短时间内衰变成其它粒子。&&
  我们知道,电子能像地球绕太阳旋转那样绕着原子核运动,但电子能不能也像地球那样进行自转呢?按理说,这是不可能的,因为物体在自转时,其转轴上有一个固定不动的中心点,电子既然是一个点状粒子,那它就不会有什么多余的“中心点”,它的自旋也就无从谈起。但科学家证实,电子仍然像地球那样,既公转,也自转,而且永远地以固定不变的速率旋转,这是电子自身固有的性质,称为“内禀自旋”。而且,所有的基本粒子都有与电子相同的自旋。&&
  然而粒子的自旋与地球自转是不一样的,地球的自转是连续的,粒子的自旋则是间隔性的,也就是说,它的自旋是一跳一跳着进行的。&&
  每一种粒子的所有成员都是相同的,我们不可能把两个电子或者中微子区别开来。而不同种类的粒子则有着明显的不同,其主要区别就在于它们的质量、电荷以及内禀自旋都各不相同。&&
  这些基本粒子性质各不相同的原因是什么?它们为什么在不停地自旋?这些不同的粒子还能不能找到更深层的、统一的内部结构?这些问题长期以来都在困绕着科学家们。&&
  为何有四种力?&&
  进一步的问题就是,这么多不同种类的粒子是如何联系在一起的?假如宇宙是由很多微小的、相互间没有关系的物质微粒组成的,它们中的任何一个都是像被“隔离”的,那么,在这样的一个宇宙中,就会既无恒星,又无行星和生命,只是一个寂寞的、完全没有事件发生的微粒集合。&&
  幸运的是,事实并非如此,宇宙中存在着各种类型的力,是它们把散沙般的基本粒子结合在一起,组成了各种各样的物质,并安排了宇宙间的秩序。这些力从本质上都可归结为四种基本力:引力、电磁力、强力和弱力。&&
  这四种力的来源是不一样的。引力源于物体质量的相互吸引,两个有质量的物体间就存在引力,物体的质量越大,引力就越大。电磁力是由粒子的电荷产生的,一个粒子可以带正电荷,或者带负电荷,同性电荷相斥,异性电荷相吸。如果一个粒子不带电荷,则不受电磁力的影响,不会感受到排斥力和吸引力。强力主要是把夸克结合在一起的力,所以也叫核力。像电磁力一样,也起源于电荷,不过只是夸克间的电荷,物理学家称之为“颜色电荷”。弱力的作用是改变粒子而不对粒子产生推和拉的效应,像核聚变和核裂变这两个过程都是受弱力支配的。&&
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&&  四种力的相对强度以及作用范围都有着巨大的区别。从相对强度上来说,假定以电磁力的强度为一个单位强度,则强力要比这个单位大出100倍,弱力只有&1/1000,引力小到几乎是可以忽略不计的:在微观世界中,它只有电磁力的1040分之一!从作用范围上来说,引力的作用范围是宇宙范围的;电磁力的作用范围在理论上可以达到无限远,但实际上,大多数物体正负电荷相互抵消,其外部都呈电中性;而强力和弱力的作用范围则极小,只能在粒子范围内发生作用&&
  这四种强弱悬殊、性质各异的基本力,完全控制了我们的宇宙。&&
  现在问题又来了:为什么有四种基本力?为什么不是五种、三种或者一种?这四种力为什么如此不同?为什么强力和弱力只能在微观尺度上发挥作用,而引力和电磁力却具有无限的作用范围?还有,为什么这些力的固有强度会有那么大的差别?&&
  最后的问题是,所有这些力有没有一个共同的根基?如果有,它们为何又分裂了?&&
  相对论与量子理论的矛盾&&
  四种基本作用力的不同还导致了现代物理学两大支柱——相对论和量子理论——根深蒂固的矛盾。&&
  爱因斯坦的广义相对论是关于引力的理论。我们前面说过,引力源于物体质量的相互吸引,物体的质量越大,引力越大。但为什么物体的质量会产生引力呢?引力为什么很微弱却又能在宏观范围内起作用呢?比如说,两个人、两块大石头之间的引力几乎就是零,只有像太阳、地球、月亮这样宇宙中的星体,才有明显的引力作用。&&
  爱因斯坦把这个疑惑给解开了,他给出了一个出人意料却又合乎情理的解答:空间本身是有形状的,当没有任何物质或能量存在时,空间应该是平直光滑的,当一个大质量物体进入空间后,平直的空间就发生了弯曲凹陷,这就像一条拉得很平很直的床单上,当放进一个保龄球时,床单就凹陷下去,所谓引力就是因为这样的空间弯曲而导致的。地球在绕着太阳的轨道上运行,是因为地球滚入了太阳周边弯曲空间的一道“沟谷”,这就是我们通常所说的太阳对地球的引力作用。两个人、两块大石头之间的引力几乎不存在的原因就是,这么小的质量使空间的弯曲几乎为零。因此,普通物体之间的引力作用是可以忽略不计的。&&
  在这里,引力变成了漂亮的几何图景,引力本身并不存在,它只是空间的几何形变所引起的明显结果。引力的本质就这样被广义相对论圆满地解释了&&
  但空间的几何形变却解释不了其它三种力,电磁力、强力和弱力似乎都无法通过空间的褶皱来实现。爱因斯坦曾设想,所有的物质都是空间扭结和振动而形成,换句话说,我们看到的周围的一切,从树和云到天上的星星,都可能是一个幻觉,是某种形式的空间褶皱。若这种思想是正确的,另外三种力也必定与引力一样,是空间的几何形变所引起的必然结果,这样,四种力就统一到空间弯曲的几何学中了,空间弯曲的不同方式会造就不同的力。然而,在微观世界里,空间根本就不是平滑的,而是有无数的粒子在剧烈且永不停息地喧嚣,广义相对论的核心原理——光滑的空间几何概念,在这里被破坏殆尽。&&
  对另外三种力的解释需要量子理论来完成。量子理论研究微观世界里基本粒子的行为,在这个理论体系中,宇宙中所有的物质最终由数百种不同的基本粒子组成,由于质量小到几近于零,这些粒子的运动轨迹变化莫测,毫无规律可循。在这里,力是由粒子的交换而来的,电磁力是由光子交换而来,弱力是由弱规范玻色子交换而来,强力是由胶子交换而来。例如,两个带电粒子间的相互作用实际上是光子在两个粒子间往来“出没”的结果,两个带电粒子通过交换小小的光子而相互影响,这个过程有点儿像两个溜冰的人在传球,通过传球,两个人的运动状态都在受到影响。其它两种力的相互作用也是如此。&&
  但是,因空间弯曲所导致的引力是无法通过粒子交换而来的,而且,在微观世界里,粒子的自身质量不仅小到几乎没有,还总是在杂乱无章地运动,它们之间的引力从何谈起?因此,量子理论无法涵盖引力。&&
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&  广义相对论与量子理论不能统一,成为现代物理学最核心的灾难。人们很难相信,在宇宙的微观层面和宏观层面,居然不是一个统一连贯的整体,我们对宇宙最深处的认识居然是由两个分裂的理论拼接起来的。为了能让两个理论协调起来,物理学家做过大量的尝试,他们以这样那样的方法,要么修正广义相对论,要么修正量子理论。虽然一次次的努力都胆识惊人,但结果却一个跟着一个失败。&&
  终于,超弦理论来了。&&
  粒子怎样变成弦?&&
  一连串的疑惑不得不使科学家认真考虑:也许在基本粒子内部存在一种更深层的结构,这种结构尚未被我们所理解。自20世纪60年代以来,在科学家孜孜不倦地努力下,一个新的理论逐渐浮出水面,这就是超弦理论。超弦理论认为,在每一个基本粒子内部,都有一根细细的线在振动,就像小提琴琴弦的振动一样,因此这根细细的线就被科学家形象地称为“弦”。&&
  拨动吉他一根弦,你会听到一个音。拨动另一根弦,你会听到另一个不同的音调,因为不同的弦振动的模式不同。一个音乐家通过一个吉他的六弦合奏,使这些弦在不同频率振动,便可创造出无数美妙的音乐。像琴弦的不同振动模式弹出不同的乐音那样,粒子内部的弦也有不同的振动模式,只不过这种弦的振动不是产生什么音乐,而是产生一个个粒子。不同粒子的性质由弦的不同振动行为来决定,电子是以某种方式振动的弦,上夸克又是以另一种方式振动的弦,如此等等。&&
  弦与粒子质量的关联是很容易理解的。弦的振动越剧烈,粒子的能量就越大;振动越轻柔,粒子的能量就越小。这也是我们熟悉的现象:当我们用力拨动琴弦时,振动会很剧烈;轻轻拨动它时,振动会很轻柔。而依据爱因斯坦的质能原理,能量和质量像一枚硬币的两面,是同一事物的不同表现:大能量意味着大质量,小能量意味着小质量。因此,振动较剧烈的粒子质量较大,反之,振动较轻柔的粒子则质量较小。&&
  依照弦理论,每种基本粒子所表现的性质都源自它内部弦的不同的振动模式。每个基本粒子都由一根弦组成,而所有的弦都是绝对相同的。不同的基本粒子实际上是在相同的弦上弹奏着不同的“音调”。由无数这样振动着的弦组成的宇宙,就像一支伟大的交响曲。&&
  在量子理论中,每一个粒子还具有波的特性,这就是波粒二象性。现在我们明白了,粒子的波动性就是由弦的振动产生的。&&
  以前,我们想象所有的物质粒子都是点状的东西,没有空间大小。但现在我们明白了,那一个个点粒子其实并不是一个个实体的点,而是包含有一片片更微小的空间结构,这样的空间结构的振动乍看起来像是一个个点,是因为我们目前还没有更精微的探测技术&&
  物理学家还发现,弦的振动模式与粒子的引力作用之间存在着直接的联系。同样的关联也存于弦振动模式与其它力的性质之间,一根弦所携带的电磁力、弱力和强力也完全由它的振动模式决定。&&
  弦如何运动?&&
  弦本身很简单,只是一根极微小的线,弦可以闭合成圈(闭弦),也可以打开像头发(开弦)。一根弦还能分解成更细小的弦,也能与别的弦碰撞构成更长的弦。例如,一根开弦可以分裂成两根小的开弦;也可以形成一根开弦和一根闭弦;一根闭弦可以分裂成两个小的闭弦;两根弦碰撞可以产生两个新的弦。&&
  但是当一根弦在时空中移动时,它就没那么简单了。弦的运动是如此的复杂,以至于三维空间已经无法容纳它的运动轨迹,必须有高达十维的空间才能满足它的运动(十维空间是数学方程计算的结果)。就像人的运动复杂到无法在二维平面中完成,而必须在三维空间中完成一样。&&
  点粒子内部的空间不是三维的,可能还有很多维,这似乎非常不可思议,不过,认真想起来,高维空间的存在完全是合理的。为了看清这一点,我们可以举一个水管的例子。我们知道,水管的表面是二维的,但是当我们从远处看它时,它却像是一维的直线。这是为什么呢?原来,水管的那两维很不一样,沿着管子伸展方向的一维很长,容易看到;而容易绕着管子的那一个圆圈维很短,“卷缩起来了”,不容易发现。你必须走近水管,才能看清绕着圆圈的那一维。&&
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  这个例子表明了空间维度的一个微妙而又重要的特征:空间维有两种。它可能很大延伸得很远,能直接显露出来;它也可能很小,卷缩了,很难看出来。水管比较粗大,绕着管子的那一维很容易就看到。假如管子很细——像一根头发丝或毛细管那样细,要看那卷缩的维可就不那么容易了。&&
  在最微小的尺度上,科学家业已证明,我们宇宙的空间结构既有延展的维,也有卷缩的维。就是说,我们的宇宙有像水管在水平方向延伸的、大的、容易看到的维&——我们寻常经历的三维,也有像水管在横向上的圆圈那样的卷缩的维——这些多余的维紧紧卷缩在一个微小的空间,即使用我们最精密的仪器也根本不能探测它们。&&
  那些看不见的维可能会有多小呢?我们最先进的仪器能探测到百亿亿分之一米的结构,如果那些维度卷缩得比这个尺度还小,我们就看不见了。科学家的计算表明,卷缩的维可能小到普朗克长度(即10-33厘米),是目前的实验远远不可能达到的。&&
  为什么需要多维空间?&&
  理解了宇宙的空间有更多维存在,再回过来看相对论与量子理论是如何产生矛盾的,我们就很容易理解了:这两个理论在日常的三维空间里是不可能统一的,它们的矛盾是必然的,只有在高维空间里才能得到统一。&&
  为了更好地理解这一点,我们可以举一个三维世界和二维世界的例子。我们首先假设有一些生活在二维平面世界的生命,它们的世界里只有长和宽,根本无法理解第三维——“高”这一维。因此,它们对三维世界的感知只限于三维物体在平面世界的投影,或者三维物体与平面世界的接触面,试想一想,一个平面生命怎么能够通过投影来想象三维物体的丰富性和完整性呢?当三维物体与平面世界接触时,三维物体在平面世界上的零碎片段,比如一张桌子的四根脚柱、人印在地面上的两双鞋印,更让平面生命摸不着头脑——这些拼不到一起的碎片究竟意味着什么呢?它们不能想象,四片互不相连的印迹怎么会构成一张完整的桌子呢?那断断续续的鞋印上怎么会有一双完整的鞋呢?而且,鞋的上面竟然还有一个更加完整的人!用二维的眼光来打量这些碎片,你永远不可能将它们拼成一个整体。&&
  于是有一天,一个足智多谋的平面生命偶然想出一个绝妙的主意。它宣布,平面世界之外还有一个“向上”的第三维,如果顺着这些碎片“向上”看,其实碎片是一个完整的整体!这真是个惊人的见解,大多数平面生命都困惑不解。&&
  相对论和量子理论的遭遇与这种情况非常相似,在我们的三维空间里,它们就像两块互不相干的碎片,永远也拼合不到一起。但把空间“向上”抬一抬,把宇宙变为十维空间,相对论和量子理论这两块看似互不相干的碎片就会令人震惊地结合得天衣无缝,成为一个更完整的理论大厦的两根互相依存的支柱!虽然我们在三维空间中无法想象和描述一个多维的空间,但我们却能通过复杂的数学方程推导出它的存在。&&
  多维空间如何裂开?&&
  在宇宙的极早期,它诞生的10-43秒内,它的直径仅有10-33厘米,含有丰富的十维空间,所有的空间维都平等地卷缩在一起。在那样的空间中,宇宙的能量极高、温度极高,所有四种力都融为一体,相对论和量子理论可以归结为一个理论。&&
  但是,这样高维度、高能量、高温度的空间是极不稳定的,就像胀气太多的气球,于是大爆炸发生了。维度被解散、能量发散、温度降低。三维的空间和一维的时间无限延伸开来,逐渐形成了我们今天可感知的宇宙;而另外六维的空间则仍然卷缩在普朗克尺度(即10-33厘米)以内。&&
  当宇宙处在1032K这样极高的温度(这温度比我们得到的太阳的温度高1026倍)时,引力与其他大统一力分离开来,引力随着宇宙的膨胀而不断延伸成长程力,。随着宇宙进一步胀大和冷却,其它三种力也开始破裂,强相互作用力和弱—电力剥离开来。&&
  当宇宙产生10-9秒之后,它的温度降低到了1015K,这时弱—电力破缺为电磁力和弱相互作用力。在这一温度,所有四种力都已相互分离,宇宙成了由自由夸克、轻子和光子组成的一锅“汤”。稍后,随着宇宙进一步冷却,夸克组合成质子和中子。它们最终形成原子核。在宇宙产生3分钟后,稳定的原子核开始形成。&&
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  当大爆炸发生30万年后,最早的原子问世。宇宙的温度降至3000K,氢原子可以形成,其不至于由碰撞而破裂。此时,宇宙终于变得透明,光可以传播数光年而不被吸收。&&
  在大爆炸发生100至200亿年后的今天,宇宙惊人的不对称,破缺致使四种力彼此间有惊人的差异。原来火球的温度现在已被冷却至3K,这已接近绝对零度。&&
  这就是宇宙的演变史,随着宇宙的渐渐冷却,力将解除相互的纠缠,逐步分离出来。首先引力破裂出来,然后强相互作用力,接着弱力,最后只有电磁力保持不破缺。&&
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  空间中的裂缝&&
  超弦理论还给我们带来一个更加令人震惊的结果:我们的空间结构居然是离散的,而不是连续的!在我们的日常经验中,空间和时间总是无限可分的,但事实却大谬不然。空间和时间都有自己的最小值:空间的最小尺度为10-33厘米,时间的最小值是10-43秒。因为当空间小到10-33厘米后,时间和空间就会融为一体,空间维度就会高达十维,在这样的情况下,即使空间还能分割,那也是我们目前所不能了解的了。&&
  事实上,量子理论就是关于“离散的量”理论,“量子”一词的含意就是“一个量”或“一个离散的量”。早在1900年,量子理论刚诞生时,科学家们就发现,在微小的粒子世界,能量是一份一份发出的,而不是连续发出的。就像人民币的最小单位是“分”,乒乓球只能一个一个地买,而不能半个半个地买,这些都是日常生活中关于事物不可无限分割的例子。&&
  虽然当时科学家已经知道了粒子能量的不连续性,但他们却不知道为何有这种不连续性,只是被迫接受而已。但现在我们都知道了,这与空间的不连续性密切相关。正是由于空间有最小的、不可分割的单位,才会影响到基本粒子的能量发射方式。&&
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  现在,我们基于时间和空间是连续的旧理论必须被抛弃,在普朗克尺度下,弦是一段一段的,开弦就是一段线,闭弦就是一个圆圈,每一个弦片携带的都是一份一份的动量和能量。&&
  空间具有一个最小的、不可分割的值,这个不可思议的现象会导致什么样的结果呢?我们很容易想到:我们宏观的空间结构是由一份份最小的空间包组合起来,在这一份份的空间包中间,极有可能存在着我们无法探测的空间裂缝!所谓“虫洞理论”中在空间中凿开一个洞口的设想,从理论上来说真的是可行的,这就是寻找相邻空间包之间的裂缝,然后用难以想象的高能量轰开这个裂缝,一个虫洞就出现了!可以说,小小的十维空间包以及它们之间的裂缝存在于我们空间的每一个角落,只要我们有足够的能量,我们可以在任何地方凿开一个虫洞。&&
  大统一的宇宙&&
  今天,我们深深知道,浩瀚宇宙中所有纷繁复杂的现象都可以追溯到同一个源头,人类发现的大大小小的规律最终都可以被一个根本的规律所囊括。为了理解这一点,我们以地球生命的发展为例,我们人类不同的人种都可以追溯到同一个起源,以此类推,生命只有一个源头。&&
  宇宙中所有星系的起源也同样能够追溯到同一个源头,太阳系中的星体都起源于同一个星云,所有的星云都起源于相同的分子,所有的分子都由那几百种基本粒子演变而来。这样,顺着时间之流一直向上溯源,我们终于来到了大爆炸开始的时刻,在这里,空间、时间和物质都是融为一体的,一切都归结为一点。&&
  宇宙从同一点出发,经过了100多亿年的漫长岁月,进化出一个复杂多变的世界,但不管这个世界是如何千变万化,在所有现象的背后,都有一个最根本的规律在运行,这就是宇宙起点时的源头规律。这个规律就是一个包罗万象的规律。&&
  这就是超弦理论,它建构了宇宙开始时刻的十维空间图象,随着十维空间的崩裂,超弦理论也分裂成两个理论——相对论和量子理论,此后,随着物质丰富性的增加,它们又分裂成更多的理论。今天,我们不断向上回溯,终于描绘出了宇宙大统一的图景:一个极具玄秘色彩的十维宇宙。&&&
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  人们自然而然地问,为什么有6个维度是蜷缩起来的?这6个维度有何不同之处?为什么不是5个或者8个维度蜷缩?这种蜷缩的拓扑性质是怎样的?有没有办法证明它?因为弦的尺度是如此之小(普朗克空间),所以人们缺乏必要的技术手段用实验去直接认识它,而且弦论的计算是如此繁难,不用说解方程,就连方程本身我们都无法确定,而只有采用近似法!更糟糕的是,当第一次革命过去后,人们虽然大浪淘沙,筛除掉了大量的可能的对称,却仍有5种超弦理论被保留了下来,每一种理论都采用10维时空,也都能自圆其说。这5种理论究竟哪一种才是正确的?人们一鼓作气冲到这里,却发现自己被困住了。弦论的热潮很快消退,许多人又回到自己的本职领域中去,第一次革命尘埃落定。&&&
  一直要到90年代中期,超弦才再次从沉睡中苏醒过来,完成一次绝地反攻。这次唤醒它的是爱德华威顿。在1995年南加州大学召开的超弦年会上,威顿让所有的人都吃惊不小,他证明了,不同耦合常数的弦论在本质上其实是相同的!我们只能用微扰法处理弱耦合的理论,也就是说,耦合常数很小,在这样的情况下5种弦论看起来相当不同。但是,假如我们逐渐放大耦合常数,它们应当是一个大理论的5个不同的变种!特别是,当耦合常数被放大时,出现了一个新的维度--第11维!这就像一张纸只有2维,但你把许多纸叠在一起,就出现了一个新的维度--高度!&&&
  换句话说,存在着一个更为基本的理论,现有的5种超弦理论都是它在不同情况的极限,它们是互相包容的!这就像那个著名的寓言--盲人摸象。有人摸到鼻子,有人摸到耳朵,有人摸到尾巴,虽然这些人的感觉非常不同,但他们摸到的却是同一头象--只不过每个人都摸到了一部分而已!格林(Brian&Greene)在1999年的《优雅的宇宙》中举了一个相当搞笑的例子,我们把它发挥一下:想象一个热带雨林中的土著喜欢水,却从未见过冰,与此相反,一个爱斯基摩人喜欢冰,但因为他生活的地方太寒冷,从未见过液态的水的样子(无疑现实中的爱斯基摩人见过水,但我们可以进一步想象他生活在土星的光环上,那就不错了),两人某天在沙漠中见面,为各自的爱好吵得不可开交。但奇妙的事情发生了:在沙漠炎热的白天,爱斯基摩人的冰融化成了水!而在寒冷的夜晚,水又重新冻结成了冰!两人终于意识到,原来他们喜欢的其实是同一样东西,只不过在不同的条件下形态不同罢了。&&&
  这样一来,5种超弦就都被包容在一个统一的图像中,物理学家们终于可以松一口气。这个统一的理论被称为&M理论&。没人知道这个&M&确切代表什么意思,或许发明者的本意是指&母亲&(Mother),说明它是5种超弦的母理论,但也有人认为是&神秘&(Mystery),或者&矩阵&(Matrix),或者&膜&(Membrane)。&&&
  在M理论中,时空变成了11维,由此可以衍生出所有5种10维的超弦论来。事实上,由于多了一维,我们另有一个超引力的变种,因此一共是6个衍生品!这时候我们再考察时空的基本结构,会发现它并非只能是1维的弦,而同样可能是0维的点,2维的膜,或者3维的泡泡,或者4维的…我想不出4维的名头。实际上,这个基本结构可能是任意维数的:从0维一直到9维都有可能!M理论的古怪,比起超弦还要有过之而无不及。&&&
  不管超弦还是M理论,它们都刚刚起步,还有更长的路要走。虽然异常复杂,但是超弦/M理论仍然取得了一定的成功,甚至它得以解释黑洞熵的问题--1996年,施特罗明格(Strominger)和瓦法(Vafa)的论文为此开辟了道路。在那之前不久的一次讲演中,霍金还挖苦说:&弦理论迄今为止的表现相当悲惨:它甚至不能描述太阳结构,更不用说黑洞了。&不过他最终还是改变了看法而加入弦论的潮流中来。M理论是&第二次超弦革命&的一部分,如今这次革命的硝烟也已经散尽,超弦又进入一个蛰伏期。PBS后来在格林的书的基础上做了有关超弦的电视节目,在公众中引起了相当的热潮。或许不久就会有第三次第四次超弦革命,从而最终完成物理学的统一,我们谁也无法预见。&&&
  值得注意的是,自弦论以来,我们开始注意到,似乎量子论的结构才是更为基本的。以往人们喜欢先用经典手段确定理论的大框架,然后在细节上做量子论的修正,这可以称为&自大而小&的方法。但在弦论里,必须首先引进量子论,然后才导出大尺度上的时空结构!人们开始认识到,也许&自小而大&才是根本的解释宇宙的方法。如今大多数弦论家都认为,量子论在其中扮演了关键的角色,量子结构不用被改正。而广义相对论的路子却很可能是错误的,虽然它的几何结构极为美妙,但只能委屈它退到推论的地位--而不是基本的基础假设!许多人相信,只有更进一步地依赖量子的力量,超弦才会有一个比较光明的未来。&&&
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1楼:宇宙是意识的全息投影&&
5楼:《黑客帝国》的宗教启示&&&
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好长啊,我差点就看晕倒了~
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我没看完,学物理的就是不一样,无法用语言表达。
不过没有量子理论就没有计算机是事实,难理解,那我们看到的是啥子嘛
我的天啊,看完这贴帖子,就要花不少功夫了
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