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終極理論簡(jiǎn)史

2016-04-13 eNet&Ciweek/東明

據(jù)說(shuō)愛(ài)因斯坦的后半生花了三十年的時(shí)間來(lái)致力于統(tǒng)一量子力學(xué)與相對(duì)論,只可惜他所處的時(shí)代還有兩種力——弱核力與強(qiáng)核力尚未被發(fā)現(xiàn),于是愛(ài)因斯坦這位偉大的物理學(xué)家在一個(gè)理想的方向上做了三十年的無(wú)用功。

幾十年過(guò)去,量子力學(xué)在微觀層面上發(fā)揮自己無(wú)與倫比的解釋作用,相對(duì)論則從大的尺度上提供了認(rèn)識(shí)宇宙的理論框架,兩個(gè)理論在各自領(lǐng)域做出精確的預(yù)言,彼此卻是水火不相容的,因?yàn)榧偃缫J(rèn)識(shí)的一個(gè)物體是即“小而重”(比如黑洞)時(shí),就必須有一套令量子力學(xué)與相對(duì)論調(diào)和的理論。

自然界存在的四種力,量子力學(xué)統(tǒng)一了其中的三種——電磁力、弱核力與強(qiáng)核力,相對(duì)論則富于創(chuàng)造性的描述了引力,假如能將四種力統(tǒng)一到一個(gè)理論框架下,那么也就相當(dāng)于統(tǒng)一了相對(duì)論和量子理論,這種理論也被認(rèn)為是終極理論。

B·格林在《宇宙的琴弦》中專門用了一章篇幅講述在高維空間中可能存在大量空間扭曲和斷裂,只要找到那些裂縫,便能從一個(gè)地方穿越到另一個(gè)地方,現(xiàn)今超弦理論的最新版本M-理論是現(xiàn)有五種超弦理論的結(jié)合,需要十一個(gè)維度表述。

弦理論認(rèn)為粒子的最小狀態(tài)不是一個(gè)個(gè)的點(diǎn),而是一根根震動(dòng)的弦,由于震動(dòng)方式的差異導(dǎo)致了不同粒子的產(chǎn)生,是那些弦震動(dòng)產(chǎn)生的美妙音符譜寫了宇宙森羅萬(wàn)象的神奇。

我們不知道超弦理論是否真的是一種大一統(tǒng)理論,或許在未來(lái)某一天它會(huì)被判為是完全錯(cuò)誤的,只要一想到當(dāng)代最有智慧的一批人正在前仆后繼為這個(gè)理想而奮斗,一想到這個(gè)不可思議的猜想最終有可能是徒勞一場(chǎng),總是不免感嘆一番。目前的物理學(xué)已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)論證階段進(jìn)入哲學(xué)解釋階段,因?yàn)樗械慕Y(jié)論都是不可能通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)的,所以有人說(shuō)這是一個(gè)物理學(xué)迎來(lái)終結(jié)的時(shí)代。

倘若未來(lái)某天,四種自然力得到了完全的統(tǒng)一,終極理論成為現(xiàn)實(shí),人們可以用一個(gè)簡(jiǎn)潔優(yōu)美的公式描述上至天體運(yùn)行,下至粒子波動(dòng)的一切現(xiàn)象,萬(wàn)物的構(gòu)造原理似乎失去了神秘。不過(guò)宇宙的神秘是無(wú)窮的,人類追逐未知的求知欲亦是永無(wú)止境的。即使人們將 “終極理論”捧在手心,那也并非意味著“終極的結(jié)束”,而是一種“終極的開(kāi)始”吧。

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