第一一五章 想依靠量子力学穿越时空?那可能要搭车超弦理论!(2 / 3)

同事对克鲁扎的论文进行了改进,通过在原有的四维时空的基础上,引入新的一维空间,从而能够综合爱因斯坦的重力方程式与麦克斯韦的电磁学方程式;这个理论就称为克鲁扎克莱因理论,并且在该理论中,认为多出的一维空间只存在于微观结构之下,因此在现实世界中无法观察。然而由于当时的科学家对于这种无法观测的高维理论缺乏兴趣,同时适逢量子理论的诞生,因此科鲁兹克莱因理论无疾而终,但是这种高维卷曲的思想,却成为了后续弦理论的思想基础,颠覆了所有人的时空观。”

“弦理论……”梅丽尔摇了摇头,“这个理论的研究已经沉寂了好几年了,70年代还能偶尔听学校的那群数学教授对物理学教授们说起,近几年一点消息都没有了。”

“那主要是因为同期的量子色动力学的问世,能够完美的解释粒子的强相互作用,成就了弦理论的初衷,因此量子色动力学自然就逐渐抢了弦理论的风头,弦理论再次被大家扔到了旧纸堆中。而量子色动力学则逐渐完善,最终发展了标准模型理论,能够实现对电磁力、强相互作用力、弱相互作用力进行统一的解释,并且能够通过物理实验加以验证,成为在当前粒子理论物理学的主流理论。

有些扯远了还是回归到弦理论,真正弦理论的诞生要到大概接近半个世纪以后。1968年,为了解释当时发现的核间的强相互作用力,意大利的物理学家维亚那多ga

ieln)偶然发现了通过欧拉beta函数,可以非常完美的描述几乎所有的粒子间强相互作用的规律角动量与质量平方之间成正比的关系,即一条直线。根据维亚那多的模型,粒子可以视为粒子可以视为在某空间的延伸量,就是一条线段,或者一条弦。这些弦由两个反方向的力保持了微妙的平衡,一个是张力,使得弦的两端靠近;一个加速力,会使弦的两端分离。做一个近似的类比弦就类似于飞机的螺旋桨,随时随地都在转动;离心力使得弦的两端在分离,而向内的张力,则保持了弦的平衡。

弦理论的提出,给物理学家提出了一种崭新的物质观,以前我们都把物质的基点看做一个无限小的质点,而弦理论则将其看做一条一维足够细小的线段;并且根据早期的弦理论,基于数学推导的原因,为了实现理论的自洽,需要扩展到高达26维的空间上才行;这就让弦理论成为一种玄学,当时的物理学家对于这种如此高维的时空,根本毫无概念,也无法通过试验方法对这个理论进行证伪;一个无法证伪的理论,当然也无法认可为是一个有效的物理理论。

不过,虽然标准模型不论从理论上,还是实验上都能对物质有非常完美的解释,以及精确的语言,但是从数学的角度来讲,这却并不失为一个具有『美』感的理论;为了解释物质及其相互作用力,标准粒子模型构建了61种粒子模型,分为了费米子和波色子两类;如果再包括重力子,则总的粒子数达到了62种之多。各种物质,及其相互之间的作用力,都是由这62道食材拼凑的结果,所以这个理论也是名副其实的杂盘理论。

所以很多物理学家语言,标准粒子模型并非终极的物理理论,而极大可能是这个终极理论的中间态。

虽然弦论被大多数的物理学所鄙视,但是它本身所具备的数学美感,却仍然让少数的物理学家对它痴迷;在这个过程中,物理学家通过弦理论已经很好的解释了波色子,在1970年,史瓦兹john scharz 和他的同事南夫andre neveu发现可以描述费米子的弦论;但是这个描述费米子的弦理论却产生了一些实验上无法验证的粒子。这种粒子具有静态质量为零,但是拥有的自旋数为2。经过一段时间的研究,才发现这个粒子的描述,就是对量子重力场理论中假设的重力子的描述,从而发现了弦理论对重力场的微妙