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颠覆认知的10维空间2:微观世界的高维生命能掌控宏观宇宙?

发布时间:2022-01-14

  弦理论第一次定义了宇宙中最基本的结构-弦,有开口的弦,也有闭合的弦,这些弦经过不间断的震荡就构成了物质的基本粒子,基本粒子继续构成原子,原子再通过化学反应形成了分子,从而构成了我们的大千世界。

  即使是我们的身体也是由无数条弦组成的,只是这些弦太小了,人类已知的科学手段根本无法发现它们,但是科学家们猜测,在一个极度微小空间的截面上,这些弦会整齐地排列在一起,因为它们是运动的,每个弦的振动方式又不一样,所以它们走过的路径也有很多不同的表现。

  在弦理论出现之前,根本没有人能够想到我们世界的最底层居然长成了这个样子,这是多么让人惊叹的一种科学推想,但是物理学家和数学家们很快就遇到了难题,在三维的空间里,方程的解产生了一种比光还要快的物质,称为快子,因为宇宙里根本没有比光更快的物质,所以这显然是毫无意义的,也就是说弦理论并没有一个坚实的数学支撑。

  就在人们手足无措的时候,有人突然想到,在60年前不是有一个名不见经传的德国学者叫卡鲁扎吗?卡鲁扎说过一句名言,把维度提高问题就解决了,绕了一圈儿人们又回到了维度的老思路上。

  时间来到了1970年代的末期,物理学家克劳德洛夫莱斯决定用逐步提高时空维度的办法,来自洽弦理论,他把维度从三维、四维、五维一直提高到26维的时候,他突然发现在方程里快子消失了,他对这样的结果也感到万分的惊讶,物理学家们顺着这个思路进行了大量的计算,最终人们发现有一种描述整数和半整数自旋的超弦。

  超弦可以存在在10维的空间里,而且是完全自洽的,这个方程的结果非常优美,所以人们开始称这种特殊的弦理论为超弦理论,但是很快问题又来了,前面讲过,单单提高到四维都变得极为的怪异,因为在宇宙中我们根本观测不到,那又何来来的10维空间呢?10维的世界在哪儿呢?

  时间进入到1995年的春天,著名的物理学家爱德华威腾在南加州大学做了一场弦理论的报告,他首次将5种不同的超弦理论结合在一起,他的报告震惊了物理界,被人们称为超弦理论的二次革命,这个叫爱德华威腾的人重新定义了我们的世界。在距今138.2亿年前宇宙大爆炸,原始的宇宙是一个10维的宇宙,由于10维宇宙的对称结构不稳定,在爆炸后的10^(-43)秒之后,分解为一个四维的宇宙和一个六维的宇宙。

  所谓四维宇宙就是我们宏观世界的宇宙,是指三维空间加上了一个时间的维度,所以如果单从数学上表示其实是三维宇宙,而六维宇宙则不断地坍塌,一直缩小到10^(-32)米大小,小到人类根本观测不到,但是宏观宇宙与微观宇宙一直都是在一起的,那些构成了基本粒子的弦也许同时构成了六维的宇宙,六维宇宙到底长成什么样子呢?这就又需要数学家来构建了。

  1977年著名的华裔数学家丘成桐独立创建了一个卡拉比-丘流形,物理学家们认为这个三维的卡拉比-丘流形正是六维宇宙在三维世界的投影。爱德华威腾将统一的超弦理论称为M理论,从数学上看超弦理论线世纪两个最伟大的理论,量子理论和广义相对论,这是人类历史上出现的第一个大统一理论。

  虽然超弦理论只是一种理论,但是它带给人们的思考却是震撼的,科学家们推测,高维宇宙生命的智慧很可能比人类高得多,就像电影《星际穿越》中表现的那样,高维生命不但可以创造黑洞作为连接空间的桥梁,也能操纵时间让过去感知到未来。

  这些微小的高维生命会尝试着去操控宏观宇宙吗?既然高维宇宙与宏观宇宙一样都是由弦构成的,当所有的弦产生共振的时候,宇宙会再次合体变成10维的吗?那里到底是宇宙的起点还是宇宙的终点?是盛大历史的开始,还是黑暗时代的降临呢?(以上内容源自网络,请理性看待)