弦理论

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弦,即是线,一维的能量线。

弦是构成原子的粒子的超微观组成元。弦存在于普朗克长度上,大约是米,比较一下,电子的半径是米,差了20个数量级,什么概念?若电子是太阳那么大,弦只有氢原子的大小。

①宏观物体②分子③原子④电子⑤夸克⑥弦

在弦的尺度上,也就是普朗克长度上,空间不再平坦,空间可能是这个样子的。

弦理论认为,空间有三个展开维,即长、宽、高,以及六个卷缩维,蜷缩在普朗克长度的空间上。弦则缠绕或依附在这样的空间维度上,在各个方向上振动,根据卷缩维的维度不同,弦的长度不同,形状不同,产生各种各样的缠绕能和振动能,从而形成各种性质的点状粒子与力,粒子拼合成不同的物质,在力的作用下,最后构成恢弘的宇宙。

六个卷缩维的空间结构是什么样子的?

先想象一下,远距离观察一根细长的水管,你会觉得它只是一条一维的线,离近一点,你发现它是二维的,有宽度,再离近一点,哟,是三维的,中空的管。同理,六个卷缩维纠缠在一起,离远了看,就像是一维的点,若放大了看,可能是这个样子的。

弦在这上面振动,再放大了看,可能是这个样子的。

弦有两种运动方式,非缠绕式的(a)以及缠绕式的(b)。

弦的能量有两个来源,振动和缠绕。

弦运动产生粒子与力,而各种粒子与力彼此之间的差异只是这弦线的长度、振动参数和形状的不同而已。

至于为什么是六个卷缩维,是因为六个刚刚好与目前人类实验观察到量子上的各种参数相符。另在超弦理论中,卷缩维补充到七维。这意味着我们有十维空间,十一维时空。在宇宙从奇点大爆炸开始的那一刻,三个空间维展开,其余的很不幸,被窝在普朗克长度的空间里,展开不了。至于为什么,解释不了。

我们用肉眼观察物体,取决于光的反射,借用先进的设备,如电子显微镜,我们可以观察到更小的物体,但当物体小到可见光的波长以下时,我们就无法直接观察到了。此时我们观察物体,取决于「探针」,如光子、电子,用探针去撞击观测物体,得到相应的实验数据。但若物体小到普朗克长度上,我们已知的探针相对于这样的尺度来说也是太大了,所以以目前人类的科技,「弦」是无法直接从实验中观测出来的。所以弦理论到目前为止还只是理论,还只是推测。弦理论仍属于哲学的范畴,不能完全算是物理学。

既然无法证实,弦理论为何还如此备受推崇?

那是因为弦理论提供了一个真正的统一理论,完美地融合了量子力学与广义相对论,简单来说,是因为所有物质和力都来自同一个基元:振动的弦。

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