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物理学家为什么认为弦论是万有理论可能的候选者?



弦理论的核心思想是,宇宙最基本的组成单元不是0维的点粒子,而是一维的弦。

弦论是物理学中未经证实的理论中最精妙、最具争议者之一。弦论的核心是贯穿物理学几个世纪的思想的主线,即在最基本层次上,各种力、粒子、相互作用和物理现象,都可由同一个理论描述,四种基本作用力——强力、电磁力、弱力和引力的——不再有区分,统一于一个理论。

从许多方面来看,弦论是引力量子理论的最佳候选理论,引力量子理论要恰好在最高能量尺度上将引力和量子物理统一起来。这一点,现在还没有实验证据,但在理论推理上有令人信服的理由。2015年,在世的著名的弦理论学家爱德华·威滕(Edward Witten)就写了一篇文章,讲关于弦论每个物理学家都应该了解些什么。本文就是向非专业人士转述其意。

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超弦大牛布莱恩·葛林与学生对话弦论


布莱恩·葛林(Brian Greene,1963——),美国宇宙学家,弦理论家,哥伦比亚大学教授,著有多部科普畅销书,如The Elegant Universe、The Fabric of the Cosmos, The Hidden Reality。

想象一个这样的世界,万事万物之运行统一于一个科学原则,这一个科学原则可以解释生活中最大困惑,如从时空起源到万有引力,还可以解释生活中的小事,如白日梦。

现在想象一下,以上疑惑都可由貌似无穷无尽的肉眼不可见的振动的弦来解释。这些无穷小的细丝可能存在于基本粒子夸克中,夸克组成质子和中子,质子和中子组成元素周期表上的原子,进而编织起整个宇宙。

哦,这个想象出的世界是11维的,不是我们的现实世界的4维,即前后、左右、上下三个空间维度再加上一个时间维度。

物理学家布莱恩·葛林论称,我们真实所处的世界正是这个假想的世界,而非我们感受的现实世界。

葛林是超弦理论领域的领军人物(也是一位小有名气的娱乐艺人),从事超弦理论研究已有几十年。他是大统一理论的前沿的少数物理学家之一,大统一理论是阿尔伯特·爱因斯坦在他生命的最后30年里所未竟的梦想。

2017年,葛林与美国创价大学学生对话,纵论宇宙奥秘。

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