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第404章 对撞机的背景(2 / 3)

们性质的基本原理预言,存在着几种尺度较大的薄膜状物体,后者被简称为“膜”。直观的说,我们所处的宇宙空间可能是9+1维时空中的D3膜。弦论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论。

理论里的物理模型认为组成所有物质的最基本单位是一小段“能量弦线”,大至星际银河,小至电子,质子,夸克一类的基本粒子都是由这占有二维时空的“能量线”所组成。中文的翻译上,一般是译作“弦”。超弦理论还被认为是可以解决和黑洞相关的问题。

但是最难令人接受的是,这样的一个物理学的顶峰理论居然完全是一个数学推理得到的。

弦理论的雏形是在1968年由Gabriele Veneziano发现。他原本是要找能描述原子核内的强作用力的数学公式,然后在一本老旧的数学书里找到了有200年之久的欧拉公式(Euler's Function),这公式能够成功的描述他所要求解的强作用力。

然而进一步将这公式理解为一小段类似橡皮筋那样可扭曲抖动的有弹性的“线段”却是在不久后由Leonard Susskind(李奥纳特?苏士侃)所发现,这在日后则发展出“弦理论”。

在数学框架上,超弦有望统一量子力学与广义相对论,它认为世间万物都由一根振动的弦组成。

从最小的基本粒子,到最大的宇宙天体,无论是黑洞的本质,还是宇宙的起源,都要匍匐在超弦脚下。但是为了满足数学自洽,人类付出的代价是颠覆我们的宇宙观。

在超弦的设定中,我们的宇宙其实是一个11维时空,我们只能感受到三维空间与一维时间,另外7个空间维度不见了,超弦给出的解释是被紧化了,空间就像一张膜,紧化就是将其卷起来了, 卷到了极小不能被看到的尺度。

一共有10^500种紧化方式,每一种都对应一个宇宙,我们的宇宙只是其中的一个,这就是多重宇宙的由来。

10^500这个数字有多大?现代物理学认为我们的宇宙原子总数也就10^80个,相比隐藏的宇宙数量,连九牛一毛都不如。

而且最麻烦的是,这种超弦理论根本就无法被实验证实。

因为根据超弦的理论设定,要想撞出弦来统一四种力,需要环银河系长度的对撞机。这样的巨型的对撞机还真的不是正常人能够想得出来的。这只有在《封神榜》的神话世界里才可能出现的吧?

直接证实超弦理论不可为,就选择“曲线救国”,致力于验证超弦的\"超\",也就是超对称理论,它能将物质与力统一起来。

超对称理论是费米子和玻色子之间的一种对称性,该对称性至今在自然界中尚未被观测到。物理学家认为这种对称性是自发破缺的。LHC(欧洲大型强子对撞机)将会验证粒子是否有相对应的超对称粒子这个疑问。我们知道,基本粒子按照自旋的不同可以分为两大类:自旋为整数的粒子被称为玻色子(Boson),自旋为半整数的粒子被称为费米子(Fermion),这两类粒子的基本性质截然不同。超对称理论便是将这两类粒子联系起来的对称性,而且是能做到这一点的唯一的对称性的一种理论。

爱因斯坦的相对论,把质量与能量统一起来,搞出了原\/子\/弹氢弹。如果物质与力统一了,那还不知道能搞出什么吓人东西。超对称理论预言的超对称粒子没有超弦那么变态,理论上在TeV(万亿电子伏特)的能区就能撞出来,LHC的最大能级是13TeV。

虽然这是地球人可以做到的,但必须建立巨型对撞机,需要成百上千亿的经费,LHC前前后后就花了100亿美元。

1987年,温伯格主导U国SSC(超级

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