单位文秘网 2021-09-01 09:01:30 点击: 次
每过10年左右,在弦理论上就会出现一个惊人的突破,在理论物理学界掀起一场轩然大波,使得人们一窝蜂地发表论文和开展各种活动。而这一次,当论文不断涌入美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的计算机公告板及其官方有关超弦论文的信息资源库时,整个国家实验室的网线都热得要燃烧起来了。加州理工学院的约翰·施瓦兹(美国理论物理学家,弦理论的奠基者之一)向世界各地的学术协会宣布“第二次超弦革命”已经到来。普林斯顿高等研究院的爱德华·威滕(美国
著名数学家),则发表了一个历时3小时的引人入胜的演讲,向人们描述“第二次超弦革命”。
这一突破带来的余震甚至撼动了其他学科,如数学领域。普林斯顿高等研究院主任、数学家菲利普·格里菲思说:“我能够感受到该领域的人们所感受到的那种兴奋,以及这股浪潮将给我所专注的数学领域带来的变革……真是十分不得了。我觉得,能够在此生亲自见证这一切,真是我的荣幸。”
思想”。尽管自伽利略以来的物理学家都知道这一点,爱因斯坦却能够从中提取出等效原理。这个看似简单的表述(物理定律在一个加速或引力框架中,是局部性无法察觉的)使得爱因斯坦将一个新的对称引入了物理学以进行总体协调转换,而这又反过来催生了广义相对论背后的作用原理——最美丽而且最令人信服的引力理论。直到现在,我们才试图使该理论量子化,以使该理论能够兼容其他力。因此,该理论的进化史可以概括为:牛顿定律→对称性原理→引力作用原理→威滕的量子理论。对于弦理论,我们需要发现其等效原理的拟合公式。一直以来,最根本的问题是,弦理论一直在“向后”进化,就像威滕说的,“弦理论本是21世纪的物理理论,却在不经意间又返回了20世纪”。我们从来也没有“表示”过,除非等到下个世纪,我们才能一睹这一理论。
这就是我们目光所能及之终点吗?
在向世人介绍他的另一个理论“元理论”时,瓦法又为这一理论增加了一个奇怪的扭曲,这一次是一个被称为F理论(F代表“father”)的12维理论,并用这一理论解释了Ⅱb型弦的自对偶。(不幸的是,这一12维理论相当怪异:它有两个时间坐标而不是一个,这实际上与1 2维相对论是相违背的。你能想象自己在同一个世界里的两个不同的时间维度上吗?哦!在这一理论面前,《暮光之城》中的剧情简直弱爆了。)那么,最终的理论是10维、11维还是12维的呢?
比方说,他们中的施瓦兹觉得,M理论的最终版本可能没有任何固定的维度。他认为,真正的理论可能是独立于任何时空维度的,只有当人们试图解开它时,才会出现11维。汤森似乎也同意这一观点,他是这样说的:“维度整个是一个近似的概念,只会在一些半经典的环境中出现。”那么,这是否意味着终点就在眼前,在不久的将来,我们就能从牛顿第一定律推导出标准模型呢?就这个问题,我问了此领域的一些学术领袖。虽然他们都是这场革命的狂热支持者,但他们在预测未来上仍持谨慎态度。汤森认为,我们目前所处的阶段类似于量子力学被完整阐明之前人们还在研究玻尔原子的旧量子时代。他说:“我们已经取得了一些类似于玻尔—索末菲量子化法则的、富有成果的图片和法则,但是有一点还是很清楚的,那就是,我们还没有一个完整的理论。”
达夫说:“M理论仅仅是一个需要进行一些非微扰量子化的超膜理论和超5膜理论(这一点至今还无人知道答案),还是像威滕相信的那样,是M理论的潜在自由度,至今还未被人们证实。在这一点上,我个人是一个不可知论者。”威滕当然相信我们追踪的这条线索是正确的,但我们需要更多的像这样的“革命”,来最终解决这个理论。“我认为,在将来至少还会有几次超弦革命。如果我们能在今后10年再搞出个超弦革命的话,我认为我们就会搞定它。”威滕说。而瓦法说:“我希望这一次我们看到的是‘隧道尽头之光’,但谁知道这条隧道有多长呢!”此外,关于M理论,施瓦兹曾经这样写道:“M理论是基于某些几何的东西(比如超膜),还是基于其他一些完全不同的东西,目前仍然不清楚。但是,不管怎样,M理论的发现在人类文明史中都将是一
个具有里程碑意义的事件。”就我个人而言,我持乐观的态度。这是我们第一次可以看到这头“狮子”的轮廓,以及它的雄浑壮丽。终有一天,我们会听到它咆哮。
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