一直對(duì)大自然、生命、宇宙這些存在感到震撼、好奇、敬仰又不可思議。沒有科學(xué)家的專業(yè)技能,想要認(rèn)識(shí)它們,我們除了靠生活去摸索感受之外,還可以借助專業(yè)人士的研究結(jié)果去開闊眼界,發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)它們,讓各個(gè)領(lǐng)域的先鋒帶著我們?nèi)ァ裎镏轮?/span>
這本書是物理學(xué)家寫的一本科普讀物。讀到大量專業(yè)詞匯和不認(rèn)識(shí)的公式會(huì)稍感吃力,但是書中一句“就想我們想象自己浸在三維空間一樣”,盡管這句不是書中的重點(diǎn),但是給我開了腦洞,我們理所當(dāng)然地以為自己處在三維空間,想象有一天我們理所當(dāng)然地以為自己處在四維、五維......或者更多維的空間。好奇心驅(qū)使,而且相信這本科普書一定不是只寫給資深研究人員看的,所以作者一定會(huì)用大家能理解的方式和言辭帶領(lǐng)讀者去格物“弦理論”。
該書一開始介紹了一些理解弦理論的基本資料和弦理論怎么發(fā)展來(lái)的:
一、牛頓提出了萬(wàn)有引力定律和定律公式,這個(gè)作用力和公式幾乎解釋了一切宇宙間星球、物體的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。但是致命的第一缺點(diǎn)是:定律能高度精確的計(jì)算出物體在作用力下做什么運(yùn)動(dòng),但牛頓無(wú)法解釋這個(gè)作用力到底是什么。
二、愛因斯坦提出的狹義相對(duì)論的一個(gè)重要特征:沒有東西能比光速更快。但是根據(jù)牛頓定律,假如太陽(yáng)消失,地球瞬間飛離,所以“力”會(huì)先于“太陽(yáng)光”消失,居然比光的速度還快,這是牛頓定律的第二缺點(diǎn)。愛因斯坦證明了,在所有的加速運(yùn)動(dòng)中,空間都是彎曲的,后來(lái)發(fā)現(xiàn)時(shí)間也是彎曲的,加速度越大,時(shí)間彎曲越劇烈,所以按照愛因斯坦的觀點(diǎn),他解釋了牛頓所說(shuō)的引力就是時(shí)間和空間的彎曲——解釋了引力。愛因斯坦新理論解釋了引力與狹義相對(duì)論矛盾:這個(gè)引力對(duì)時(shí)空進(jìn)行彎曲擾動(dòng),且與光同步?!吕碚摚簭V義相對(duì)論。
三、后來(lái)從麥克斯韋發(fā)現(xiàn)新的力:電磁力——到由烤爐電磁波的能量這一例子得出的普朗克常數(shù)(波的能量是非常小的點(diǎn)一點(diǎn)跟著一點(diǎn)傳播的,仿佛是光滑連續(xù)流動(dòng)的)——再到后來(lái)通過實(shí)驗(yàn)證明光(光子流)是一種波,也是粒子(適用于光,也適用于物質(zhì)),最后發(fā)展成量子力學(xué)。
四、很多證據(jù)說(shuō)明,量子力學(xué)和廣義相對(duì)論,沒有到格物的最高層,沒達(dá)到最深層認(rèn)識(shí)。兩者是相互抵觸的,但是認(rèn)識(shí)質(zhì)量大尺度小的事物(eg:大爆炸時(shí)刻的宇宙)需要兩個(gè)理論結(jié)合。但是結(jié)合兩者的實(shí)驗(yàn)失敗了,于是出現(xiàn)了弦理論。
隨著物理的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)支配宇宙的只有四種力:強(qiáng)核力、弱核力、電磁力、引力。量子力學(xué)可以解釋前三種 ,廣義相對(duì)論解釋引力。弦理論嘗試著重新構(gòu)造一個(gè)世界,以和諧地容納這四種力。
弦理論認(rèn)為,物質(zhì)是由一種被稱作弦的東西構(gòu)成。不同的弦有不同的 震動(dòng)形式,不用的震動(dòng)形式?jīng)Q定了該物質(zhì)的質(zhì)量和 力荷。弦理論構(gòu)造了一個(gè)10維的宇宙,來(lái)解釋宇宙的四種力。弦理論不止一個(gè),但是超弦理論的到的M理論用10維的空間加上一維的時(shí)間成功概況了全部弦理論。M理論提出我們可以感知的三維空間只是十一維空間的一個(gè)膜。而其他的維度都蜷曲在普朗克常數(shù)的尺度范圍內(nèi),時(shí)間也算作是一個(gè)維度,但是它是一個(gè)帶有方向的維度,在普朗克尺度下與空間融合。
這之前,一直以為時(shí)間和空間只是個(gè)概念、名詞,現(xiàn)在想象著他們是物質(zhì)形態(tài)存在著,還會(huì)發(fā)生各種彎曲。
書中說(shuō)弦理論很有可能是終極理論,只是很有可能,相信浩瀚的宇宙還會(huì)有更多的驚喜。現(xiàn)在的理論看似合理了,隨著科學(xué)發(fā)展和進(jìn)步,新的矛盾漸漸浮出水面,像之前不同階段各種理論的形成、被證實(shí)一樣,還會(huì)有新發(fā)現(xiàn),會(huì)有深層認(rèn)知,會(huì)有一場(chǎng)有一場(chǎng)場(chǎng)科學(xué)的變革。人類認(rèn)識(shí)事物,格物到極致的能力還是有限的。誰(shuí)擔(dān)當(dāng)?shù)仄稹敖K極理論”這個(gè)稱號(hào),還未成定數(shù)。