
關(guān)于作者作者:布賴恩·格林,世界頂尖的物理學(xué)家,牛津大學(xué)物理學(xué)博士,哥倫比亞大學(xué)數(shù)學(xué)和物理學(xué)博士。
一、’關(guān)于宇宙的弦理論,源于解決廣義相對(duì)論和量子力學(xué)之間的沖突的需要。
廣義相對(duì)論和量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱理論,但在普朗克尺度以下,二者產(chǎn)生了不可避免的矛盾。
1. 廣義相對(duì)論認(rèn)為,物質(zhì)告訴空間如何彎曲,空間告訴物質(zhì)如何運(yùn)動(dòng),宇宙像是一張巨大無比的,平滑的膜。
2. 量子力學(xué)的“不確定性”原理認(rèn)為,空間在微觀層面上,即使在視覺上看似一無所有的空間里,也存在大量的活動(dòng),是瘋狂漲落運(yùn)動(dòng)的。
二、弦理論認(rèn)為物質(zhì)的基本構(gòu)成元素是“弦”
1. 弦理論認(rèn)為,如果把基本粒子放大,可以看到它們是由一個(gè)個(gè)小環(huán)構(gòu)成的。每個(gè)粒子都像是一根無限細(xì)的、一維的橡皮筋?!跋摇钡牟煌饎?dòng)方式產(chǎn)生了不同的粒子。
2. 量子力學(xué)和廣義相對(duì)論的沖突,只有在比普朗克尺度更小的范圍內(nèi)才會(huì)展現(xiàn)出來。由于物質(zhì)的基本構(gòu)成元素是弦,而弦的平均長度大約是普朗克尺度,所以弦理論中,空間并不是可以無限切割的。因此在普朗克尺度以下的空間里所發(fā)生的事是無法影響到任何事物的。也就是說,量子力學(xué)和廣義相對(duì)論的沖突在弦理論中其實(shí)是不存在的。
三、弦理論重新定義了我們對(duì)宇宙的認(rèn)知
1. 科學(xué)家通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)發(fā)現(xiàn),弦理論中的宇宙應(yīng)該有10個(gè)空間維度和1個(gè)時(shí)間維度,一共11維。10個(gè)空間維中,有3個(gè)維度是展開的,也就是我們所感受到的三維世界,而其余的7個(gè)維度是蜷曲起來的,目前還觀測(cè)不到。
2.任何兩個(gè)黑洞如果有相同的質(zhì)量、力荷和自轉(zhuǎn),那它們就是完全相同的,這跟基本粒子的性質(zhì)是一樣的。利用弦理論,科學(xué)家們?cè)诤诙春突玖W又g建立了無懈可擊的聯(lián)系。