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2煌����敲�降娜词峭�煌废蟆��徊还�扛鋈硕济�搅艘徊糠侄�眩「窳郑╞riangreene)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着喜欢水,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”。就像没人知道为啥007电影中的那个博士发明家叫做“q”(扮演他的老演员于1999年车祸去世了,在此纪念一下),也没人知道这个“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)。
有些中国人喜欢称其为“摸论”,意指“盲人摸象”!
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。我们的量子虽然是那样的古怪,但神赋予它无与伦比的力量,将整个宇宙都控制在它的光辉之下。
后记
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连载:量子史话出版