如果你了解什么是超弦理论,你会感叹到它的框架是那样的迷人(也可以在最下方查看我的其它文章),但更吸引人的地方还在于超弦理论能缓和引力与量子力学之间的对立。我们都知道广义相对论和量子力学是不共戴天的,广义相对论讲述的是时间和空间体系,而量子力学却说世间万物都在被量子触摸。
对于量子力学来说,尺度距离越小,解释就越精妙。但这尺度到了普朗克尺度以下,也就是远小于原子核的尺度时,广义相对论直接“死机”了,这对它来说根本没办法解释。可超弦理论为什么能在其中如鱼得水,难道这就是超弦理论被称为“大一统”理论的原因吗?
总的来说,超弦理论用弦的尺度就可以解决很多问题。首先,假设普朗克尺度以下的空间是以粒子形式建立的。从这点思考这个世界的话,我们想象的所有物质都是被一个个点状粒子组成的,因为又都是点状的,但点又没有空间大小,我们只好走进了一个永远转不过来的弯道——点没有大小,但它们组成的物质却又有大小,这很矛盾。
超弦理论则告诉我们,遭遇这些问题只是因为我们没有懂得真正的游戏规则。超弦理论的新规则告诉我们,传统的距离概念在超微观世界中是无法应用的。点虽然小,但也一定有个极限,只是我们不知道那个极限,就只好在点粒子路线一直走下去,却不知道一直走在真理的边缘。
可能有人会感觉很奇怪,既然广义相对论和量子力学的矛盾这么容易被超弦理论解决,那为什么过了这么久人们才发现粒子是一种理想化的意义。事实上这些基本粒子确实是有空间大小的,不仅如此,它们还更加奇妙。提出纳米概念的费曼都曾说过大自然的基本组成可能不是一些点,而是一些更“零碎”的东西。
但这很难作为一个理论,大家可以想象一下,构成这个世界的基本元素不再是粒子,却还要满足最基本的物质原则,如量子力学中的守恒原则。如果非要把世界强加一个基本原理并从这里作为起点的话,广义相对论和量子力学也会遭到破坏。于是这一派的物理学家也只好放弃把这种粒子以外的事物作为基本的理论,直白告诉大家,这也是不可能的。
当然最终我们还要回到超弦理论和引力的关系,从上面看,超弦理论确实有动人的地方,即使它还很新,也有一些还要进步的空间。但它确实满足了任何一个合理的物理理论所要求的特性,并且最重要的一点,超弦理论能解释引力,这至少是量子力学没有做到的。
最后想告诉大家,在这里我不想讨论超弦理论是否完全的正确,关于这一点恐怕连爱因斯坦都无法保证自己的相对论是完全正确的理论,本文也只是想为大家传输超弦理论的迷人之处。当然,超弦理论带来的惊喜,远不止这一点!
被称为“大一统”的超弦理论是凭什么击败相对论和量子力学的?