《生活大爆炸》里的Sheldon同学是一位弦物理学家,研究弦理论的是当代最聪明的一批人,最为悖论的是,他们都不知道这个理论是不是正确,或许从一开始就走在了错误的方向上,但这并不妨碍物理学家们前仆后继的追逐这座“物理学的圣杯”,为了人类精神的荣耀。仔细想想个中情由也不难得知编剧们为啥将Sheldon设定为弦物理学家了。
(以上是废话,以下是类似于正文的废话)
据说爱因斯坦的后半生花了三十年的时间来致力于统一量子力学与相对论,只可惜他所处的时代还有两种力——弱核力与强核力尚未被发现,于是爱因斯坦这位伟大的物理学家在一个理想的方向上做了三十年的无用功。
几十年过去,量子力学在微观层面上发挥自己无与伦比的解释作用,相对论则从大的尺度上提供了认识宇宙的理论框架,两个理论在各自领域做出精确的预言,彼此却是水火不相容的,因为假如要认识的一个物体是即“小而重”(比如黑洞)时,就必须有一套令量子力学与相对论调和的理论。
自然界存在的四种力,量子力学统一了其中的三种——电磁力、弱核力与强核力,相对论则富于创造性的描述了引力(时空曲率产生引力),假如能将四种力统一到一个理论框架下,那么也就相当于统一了相对论和量子理论,这种理论也被认为是“终极理论(The Theory of Everything,有本叫《终极理论》的同名小说讲的是围绕爱因斯坦未发表的终极理论手稿展开的惊险故事,事实上这是不可能的,爱因斯坦并不具备完成这一理论的时代条件)”,成为无数物理学家孜孜以求的“物理学的圣杯”。
爱因斯坦的旧梦被埋入故纸堆几十年后又重见天日,在爱因斯坦生前有一位叫卡鲁查的人给他寄了一封信,信中将爱因斯坦的引力理论与麦克斯韦电磁方程统一在五维时空中,这成了后来超弦理论用十维时空统一相对论与量子力学的基础,我们人类能感知的维度只有长宽高的三维空间和第四维的时间轴,其他维度在大爆炸时期蜷缩成了一个普朗克常量大小,弦理论认为粒子的最小状态不是一个个的点,而是一根根震动的弦(能量),由于震动方式的差异导致了不同粒子的产生,是那些弦震动产生的美妙音符谱写了宇宙森罗万象的神奇。
B·格林在《宇宙的琴弦》中专门用了一章篇幅讲述在高维空间中可能存在大量空间扭曲和断裂,只要找到那些裂缝,便能从一个地方穿越到另一个地方(加来道雄在『超越时空』这本科普书里写到高维人可以随意出现和消失,是有如神明一般的存在),现今超弦理论的最新版本M-理论是现有五种超弦理论的结合,需要11个维度表述。
我们不知道超弦理论是否真的是一种大一统理论,或许在未来某一天它会被判为是完全错误的,只要一想到当代最有智慧的一批人正在前仆后继为这个理想而奋斗,一想到这个不可思议的猜想最终有可能是徒劳一场,总是不免感叹一番。目前的物理学已经从实验论证阶段进入哲学解释阶段,因为所有的结论都是不可能通过实验来检测的,所以有人说这是一个物理学迎来终结的时代。
倘若未来某天,四种自然力得到了完全的统一,终极理论成为现实,人们可以用一个简洁优美的公式描述上至天体运行,下至粒子波动的一切现象,万物的构造原理似乎失去了神秘。不过宇宙的神秘是无穷的,人类追逐未知的求知欲亦是永无止境的。即使人们将物理学的圣杯“终极理论”捧在手心,那也并非意味着“终极的结束”,而是一种“终极的开始”吧。
私人视角的终极理论简史
对“私人视角的终极理论简史”的回应
《宇宙的琴弦》热门书评
-
推荐英文原版
31有用 7无用 fmdou 2010-02-24
最初读这本书是为了练听力,从emule下了朗读录音.听了半天才恍然大悟:原来这就是那本<宇宙的琴弦>啊!不得不说,虽然第一推动丛书为中国的科普做了很大贡献,可是很多书的翻译实在差强人意.当然这也有点怪汉语本身,不那么适合表达严谨复杂的逻辑关系,而且很多科技名词还没有对应的汉语翻译.因为这...
-
谦卑地触弦
27有用 4无用 木一 2009-02-03
建议看之前可以先看看纪录片《优雅的宇宙(The Elegant Universe)》大致了解一下超弦理论。看得还算用心,但还是时常被一些名词弄得头昏脑胀。以及一些说到多维空间和模型的问题,还是要花点心思的。十维空间加上一维时间的模型,听起来真是让人又欣喜又头痛。但作者已经尽可能地把语句说得很明白。即...
-
文艺的科学
16有用 1无用 °Landy 2013-02-05
关于本书,豆瓣上已经有太多的大神级专业书评文章。作为一名业余读者,我只好发挥自己专业所长,结合所学的一点粗浅的哲学知识,来说说这本弦理论科普书中所蕴含的散发着哲学味道的文艺范。在近百年的历史中,众多的科学先驱已经为我们架构起一座科学而系统的宇宙认知体系,其中影响最为深远的就是宇宙的起源论——大爆炸理...
-
宇宙学的末日
13有用 1无用 王小楚 2008-07-31
《环球科学》4月刊讯,100年前《科学美国人》上刊登的一篇有关宇宙历史和大尺度结构(large-scale structure)的文章,几乎完全错了。 1908年,科学家们相信,我们身处的这个星系就是整个宇宙。他们认为宇宙就是被无尽的虚空包围着的一群孤独的恒星,因此宇宙又被称为“宇宙岛”(islan...
-
感受数学的美
13有用 0无用 凹凸有痣 2006-06-16
弦论是为了解释物质的本质而提出的概念和数学模型。质子和中子的质量似乎就是两个数值而已,但是在弦论的解释下,他们却和整数建立了完美的联系。弦论在数学上的美感是让我深深感到震撼的。我相信,一个成功的终极理论模型,必然是具有形式主义的美感,简洁而深刻。此书较深入的介绍了弦论,难度中上,需要读者具有较高的宇...