彭古與姚今 9307 字 6個月前

林深探秘:超弦理論和宇宙的最終結構

(2 / 8)
⚡ 登入後報錯可獲 3天VIP 免廣告——立即登入

實可以被解釋為“一維弦”的散射振幅。他們提出,強子並非由點狀粒子組成,而是由一根振動的弦構成——弦的不同振動模式,對應著不同的強子。這就是弦理論的最初形態。

然而,這個早期的弦理論存在著諸多缺陷。它預言了一種質量為零、自旋為2的粒子,而在當時已知的強子中,並沒有這樣的粒子;它隻在26維時空中自洽,這與我們觀測到的4維時空(3維空間+1維時間)嚴重不符;此外,它無法解釋弱相互作用與電磁相互作用。

20世紀70年代,量子色動力學(QCD)的發展,成功地描述了強相互作用,弦理論在強相互作用領域的地位被取代,逐漸被物理學家們冷落。隻有少數執著的研究者,如謝克和施瓦茨,依然堅持著對弦理論的探索。

1971年,施瓦茨和謝克做出了一個顛覆性的判斷:弦理論中預言的自旋為2的零質量粒子,其實就是引力子——傳遞引力相互作用的粒子。他們指出,弦理論並非一個描述強相互作用的理論,而是一個潛在的量子引力理論。這個發現,為弦理論注入了新的生命力。

1974年,謝克和施瓦茨發表了一篇開創性的論文,提出了“超弦理論”的概念——在弦理論中引入超對稱,將玻色子(傳遞相互作用的粒子)與費米子(構成物質的粒子)統一起來。超對稱的引入,解決了早期弦理論的諸多問題:它將時空維度從26維降低到10維,消除了理論中的“快子”(超光速粒子),使得理論更加自洽。

這一時期的工作,被稱為“第一次超弦革命”。雖然超弦理論依然麵臨著實驗驗證的難題,但它已經展現出了作為大一統理論的巨大潛力——它不僅能夠描述引力,還能將電磁力、強核力、弱核力統一在弦的振動之中。

1.4第二次超弦革命:M理論的誕生與五大理論的統一

20世紀80年代,超弦理論迎來了一次爆發式的發展,被稱為“第一次超弦革命”的延續,但真正的革命性突破,發生在1995年。

1995年,在南加州大學舉行的弦理論會議上,美國物理學家愛德華·威滕(EdwardWitten)發表了一篇震撼物理學界的演講。他指出,當時已知的五種不同的超弦理論——I型超弦理論、IIA型超弦理論、IIB型超弦理論、雜化SO(32)超弦理論、雜化E8×E8超弦理論——並非相互獨立,而是存在著深層次的聯係。它們可以通過“對偶性”相互轉化,就像同一枚硬幣的不同側麵。

威滕提出,存在一個更深層次的、11維的理論,五種超弦理論都是這個理論在不同極限條件下的表現形式。他將這個理論命名為“M理論”,“M”可以代表“膜(Membrane)”“母(Mother)”“神秘(Mystery)”,暗示著這個理論的核心地位與未知性。

M理論的提出,是超弦理論發展史上的裡程碑事件,被稱為“第二次超弦革命”。M理論的核心是“膜”的概念——弦不再是宇宙的基本單元,一維的弦隻是更高維度的“膜”的特例。M理論中存在著從0維的點粒子到9維的膜的各種維度的物體,統稱為“p膜”(p表示膜的空間維度)。我們所處的4維時空,可能是一個嵌入在11維時空中的“3膜”。

M理論的誕生,將超弦理論從一個分散的理論體係,統一成一個更加完整、更加深刻的理論框架。它為解決超弦理論的諸多難題,如額外維度的緊致化、宇宙的起源等,提供了新的思路。

第二章超弦理論的基礎:弦、超對稱與額外維度

2.1宇宙的基本單元:一維振動的弦

請到𝐨𝐨𝐩.𝐭𝐰查看完整章節

超弦理論的核心假設,是將宇宙的基本構成單元,從“點狀粒子”替換為“一維的弦”。這裡的弦,並非我們日常生活中所見的琴弦或絲線,而是一種極其微小的、沒有粗細的、振動的能量絲,其長度約為普朗克長度(1.6×10-35米)——這是目前物理學所能探測的最小尺度。

。筋皮橡個一像就,形環呈,弦的點端有沒是則弦閉;弦琴的定固端兩根一像就,弦的點端個兩有是弦開。弦閉與弦開:態形本基種兩有弦

。子粒的旋自和量質同不著應對就,式模動振同不的弦,此因,價等量質與量能,2cm=E程方能質的坦斯因愛據根。量能和長波、率頻的定特有具都式模動振種每,的化子量是動振的弦。式模動振同不的弦著應對,子粒的同不,於在處之妙精的論理弦超

。大越就量質子粒的應對,雜複越式模動振的弦。子米費等子電、克誇的質物成構著應對,式模動振些一有還;子力引的力引遞傳著應對,式模動振種一另;子光的力磁電遞傳著應對,式模動振種一的弦,如例

。”章樂“的物萬了出奏演,動振同不的弦過通則,”器樂“的大巨把這宙宇。符音的率頻同不出發以可,式方動振變改過通,弦琴根一同,琴提小把一像就這

。題難化整重的論理力引子量了決解上本根從,題問大窮無的用作互相子粒狀點了免避,的上度長個整的弦在散彌是用作互相種這。弦閉根一成合融以可也弦閉根兩,弦閉根兩成裂分以可弦閉根一——”合融“與”裂分“的弦是,用作互相的弦而;大窮無的中算計致導會這,”撞碰“的上點個一在是,用作互相的子粒狀點。雅優加更用作互相的子粒狀點比遠也,用作互相的弦

姻聯的子米費與子色玻:稱對超2.2

?稱對超是麼什,麼那。素要心核的缺或可不論理弦超是稱對超,”論理弦稱對超“是稱全的論理弦超

同據占能不子米費個兩,理原容相不利泡守遵們它,)…2/\3、2/\1(數整半是旋自的子米費;)2旋自(子力引、)1旋自(子光如,用作互相遞傳責負要主,態子量個一同據占以可子色玻個多,計統坦斯因愛-色玻守遵們它,)…2、1、0(數整是旋自的子色玻。子米費和子色玻:類大兩為分以可子粒本基的有所,中論場子量在


✅ 付款功能已修復,現在可以正常購買了 — 支援信用卡 · Apple Pay · Google Pay · WebATM · ATM 轉帳
😤 廣告總在最入戲的時候跳出來?
月付 $5 USD,升級 VIP 後全站所有頁面廣告立即全關——
不是只有這本書,是整個 oop.tw 每一頁、每一章,從此一路讀到底不被打斷。 $5 USD ≈ 一杯珍奶的錢,換一整個月零廣告清爽閱讀 · 隨時可取消
✅ 全站廣告全關 ✅ 工口專區全本解鎖 ✅ 月卡 $5 USD · 季卡 $13 USD · 年卡 $45 USD
⭐ 登入 / 免費註冊後升級
加我 LINE 好友,分享好書不錯過
第一時間獲得新書推薦、書單更新通知
立即加入
上一頁 書頁/目錄
/ 8 頁
下一頁
為本書評分(每位讀者可評一次,提交後無法修改)
發表評論
以 匿名讀者 身份發表
讀者評論