伸出兩根手指，你能捏住多少個(gè)宇宙？這個(gè)問題問得好像有點(diǎn)荒唐，不過答案卻可能超乎你的想像。也許在你的手指之間，就存在著許多直徑不超過1毫米大小的宇宙！這些宇宙不是我們周圍的這個(gè)廣袤的宇宙，它們無(wú)法被我們的雙眼看到，但是我們依然能夠感覺到它們的存在。
我們?cè)趺粗浪鼈冋鎸?shí)地存在呢？答案是：萬(wàn)有引力。
虛弱的萬(wàn)有引力
最近幾年，一個(gè)原本被認(rèn)為荒謬的假說逐漸成為最熱門的物理學(xué)理論。美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的阿卡尼?海門德和他的同事一起建立了這個(gè)理論(很遺憾，這個(gè)理論還缺少一個(gè)吸引眼球的名字)，慈孝堂用來(lái)解釋為什么粒子物理學(xué)的經(jīng)典模型能夠統(tǒng)一幾乎所有的力，卻獨(dú)獨(dú)除了萬(wàn)有引力。
萬(wàn)有引力與電磁力、核力的重大差別是力的大小。雖然日常生活中，我們感覺萬(wàn)有引力很強(qiáng)大，如果我們從高處自由下落，我們會(huì)摔傷。其實(shí)，同電磁力比起來(lái)，萬(wàn)有引力小得可憐。全部地球的質(zhì)量產(chǎn)生的引力作用在一根針上，才讓這根針在桌子上安靜地躺著，可是我們只需要拿一小塊磁鐵從上方靠近針，就能將它輕松吸起。
正是由于萬(wàn)有引力太微弱，因此很難研究它與其他幾種基本力的關(guān)系。在一些巨型的高能粒子對(duì)撞機(jī)上，人們通過實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，電磁力和核力其實(shí)是一種更基本的力的不同方面。可是，通過理論計(jì)算人們發(fā)現(xiàn)，要想在對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)萬(wàn)有引力是否也屬于更基本的力，需要的能量大得驚人，恐怕自從宇宙大爆炸以來(lái)還從來(lái)沒有出現(xiàn)過那么高的能量。
穿越不同宇宙的引力
因此，阿卡尼?海門德建議我們，慈孝堂換個(gè)思路來(lái)考慮一下吧！萬(wàn)有引力是否真的如表現(xiàn)出的那樣微弱，還是它和其他力一樣強(qiáng)大呢？是否萬(wàn)有引力與電磁力和核力不同，它并非我們這個(gè)三維空間加一維時(shí)間的世界的產(chǎn)物？如果萬(wàn)有引力是其它更高維世界中的“孩子”，我們就只能感受到這個(gè)力的一部分影響，萬(wàn)有引力比其他力微弱也就能夠理解了。
利用數(shù)學(xué)，人們可以很輕松地描述多維空間，不過我們?nèi)祟惖拇竽X卻無(wú)法想像超過三維的世界，因?yàn)槲覀兊难劬γ繒r(shí)每刻輸入的圖像信號(hào)使我們的腦子“僵化”了。不過，想像低維空間倒是滿輕松的，比如一根直線構(gòu)成的一維世界。因此，讓我們用一維世界的場(chǎng)景來(lái)打個(gè)比方。
光量子是負(fù)載著電磁力的量子微粒，假設(shè)它可以在我們想像的一維世界中運(yùn)動(dòng)，它只能向前或向后運(yùn)動(dòng)，因此完全束縛在這個(gè)世界里。在這個(gè)世界周圍，也許還有其他的一維直線構(gòu)成的相似世界，可是，由于光量子無(wú)法側(cè)向移動(dòng)，也就無(wú)法跳出一維世界，因此它“看”不到周圍的那些一維世界，也感受不到另一個(gè)世界的影響。除非它成為有辦法進(jìn)入二維的平面世界，它才能“看”到另外的世界，然后在自己的那個(gè)世界的報(bào)紙上宣布：“我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的宇宙！”但是很遺憾，光量子的性質(zhì)決定了它不能超越自己的宇宙。
再來(lái)看看引力子在一維世界中的情形，它被假設(shè)成負(fù)載著萬(wàn)有引力的量子微粒。光量子無(wú)法逃離自己所處的世界，但是引力子卻可以！理論上，引力子的作用可以超出它自己的宇宙，去影響旁邊的宇宙，讓其他宇宙也感覺到引力的存在。這是引力的特性所決定的。
現(xiàn)在回到我們的宇宙，三維空間加一維時(shí)間的世界里，從道理上說，我們不僅能感受到我們自己宇宙中的引力，我們還有可能受到其他維度的宇宙中的引力的影響，雖然那些宇宙我們無(wú)法直接看到，但是它們的引力完全能夠影響我們的世界。
高維宇宙中的萬(wàn)有引力
如果萬(wàn)有引力是從高維宇宙中“泄露”出來(lái)的，慈孝堂那么在我們的宇宙中，它的性質(zhì)與其他基本力不一樣，也就很容易理解了。
根據(jù)通常的說法，1665年牛頓從
蘋果落地現(xiàn)象中受到啟發(fā)，產(chǎn)生了萬(wàn)有引力的概念，用來(lái)描述不同物體之間的吸引力?？茖W(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為萬(wàn)有引力是基本的力，而且性質(zhì)不會(huì)變化。
不過，阿卡尼?海門德現(xiàn)在開始提問了：“我們有什么理由認(rèn)為萬(wàn)有引力是基本的、性質(zhì)沒有變化的力呢？要測(cè)量萬(wàn)有引力，物體之間的距離不能低于毫米級(jí)，否則就太微弱了。難道萬(wàn)有引力不會(huì)和其他力一樣，在很小的距離中也是很強(qiáng)大的嗎？雖然我們目前還無(wú)法測(cè)量，但不能排除這個(gè)可能。”
“我們測(cè)量的微觀世界的物體質(zhì)量越小，彼此之間距離越短，電磁力的效果就越大，完全掩蓋了萬(wàn)有引力的作用。其實(shí)，沒有人知道在非常短的距離上，萬(wàn)有引力到底是如何運(yùn)作的?！卑⒖?海門德覺得，人們過去對(duì)萬(wàn)有引力的描述至少在微觀距離上是沒有證據(jù)支持的。
我們知道，在三維空間的世界里，萬(wàn)有引力遵循平方反比律：兩個(gè)物體之間的距離減半，它們之間的引力就增加到原來(lái)的4倍；距離減少到原來(lái)的1/3，引力就增加到原來(lái)的9倍。然而，在理論上的一個(gè)四維空間中，萬(wàn)有引力將遵循立方反比律，每增加一個(gè)維度，遵循反比律的力也增加。
因此，在高維世界中，萬(wàn)有引力可能是很強(qiáng)大的，而且完全可以和電磁力、核力統(tǒng)一起來(lái)。只是當(dāng)它“泄露”了一部分給我們的低維宇宙時(shí)，力量變?nèi)趿恕?/p>
卷曲的維度
那些產(chǎn)生了影響我們的引力的高維宇宙在哪里呢？它們遠(yuǎn)在天邊嗎？從理論上講，十分有趣，它們就在我們的身邊，甚至就在我們的指尖上！
在我們習(xí)慣的三維世界中，三個(gè)空間維度能夠無(wú)限延展?？墒牵诟呔S宇宙中，增加的維度將不得不被限制在一定的狹小空間中，讓我們無(wú)法觀察到。
還是讓我們以一維宇宙來(lái)做個(gè)比方吧。回憶一下那個(gè)設(shè)想中的一維世界，世界的成員只能向前或者向后運(yùn)動(dòng)。不過，如果一維宇宙旁邊有只微型蒼蠅，它就可能會(huì)看到第二維，它也許會(huì)發(fā)現(xiàn)，那個(gè)一維世界其實(shí)是一根電線，蒼蠅可以順著電線截面的周長(zhǎng)爬一圈，回到出發(fā)點(diǎn)，電線截面的周長(zhǎng)就是一個(gè)新增加的維度。慈孝堂這只落在電線上的蒼蠅屬于二維世界，它可以順著電線的延伸方向做前后運(yùn)動(dòng)，也可以繞著電線做圓周運(yùn)動(dòng)，只是這第二維非常小，是卷曲的，必須距離很近，才能看到。而對(duì)于一維宇宙的成員來(lái)說，他們無(wú)法看到那多出來(lái)的一維。我們自己的宇宙也許與這個(gè)設(shè)想圖類似，也存在許多卷曲的維度，只是我們難以發(fā)現(xiàn)。幸好引力的奇特性質(zhì)向我們泄露了高維的秘密。
如果人們想通過高能粒子對(duì)撞機(jī)研究萬(wàn)有引力的性質(zhì)，可能會(huì)制造出比我們的世界多兩個(gè)維度的空間，這樣的高維空間會(huì)很小，比1毫米直徑還要小許多，只有在這樣的條件下，萬(wàn)有引力的效果才容易被觀測(cè)到。最近，已經(jīng)有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量短距離尺度的萬(wàn)有引力常數(shù)。雖然數(shù)值并沒有顯著的增加，但是新測(cè)量的萬(wàn)有引力常數(shù)確實(shí)和我們過去使用的數(shù)值有出入。如果實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜓芯康目臻g尺度更小，也許將證明阿卡尼?海門德的新理論。這其實(shí)也說明，“泄露”出引力的高維宇宙如果存在，尺度是非常微小的。
