超弦理论:探究时间空间及宇宙的本原
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《超弦理论》
——大栗博司
大栗博司,生于1962年,美 国加州理工学院(the California Institute of Technology)数学系 领衔教授理论,物理讲席教授, 理论物理研究所所长,日本东京 大学数学物理学联合宇宙研究机 构研究主任,理学博士。是国际 弦理论领域著名学者,在弦理论 的相关形式理论发展方面做出了 国际领先性的工作,是拓扑弦理 论四位创始人之一。
何为弦理论?
自然界的基本单元不 是电子、光子、中微 子和夸克之类的点状 粒子,而是很小很小 的线状的“弦” , 弦的不同振动和运动 就产生出各种不同的 基本粒子。
点振成线,线振成面,面振成体,体振成……我们的宇宙不 仅仅存在着一维、二维和三维空间……它存在着更高的维度! 人类生活在长、宽、高的三维世界里……
超弦理论
超弦理论(Superstring)属于弦理论的一种,也指狭义的 弦理论。是一种引进了超对称的弦论,它指出物质的基石为 十维空间(九维空间加一维时间)中的弦。为了将玻色子和费 米子统一,科学家预言了这种粒子,由于实验条件的限制, 很难找到这种能证明弦理论的粒子。超弦理论作为最为艰深 的理论之一,吸引着理论研究者对它进行研究,是万有理论 的候选者之一,可用来解释我们所知的一切作用力、乃至于 解释宇宙。
弦理论几乎可以解释任何一种自然或超自然现象,但弦理论 并非是完全正确的,因为科学不断在发展,总有新的理论诞 生来代替旧的不符合规律的理论,但我们对于未知的追求是 永恒的!
结束语:
宇宙很大,而人类却很渺 小,我们没有那么大的能 力去改变宇宙什么,只能 是不断的去探索和发现宇 宙的未知,但我们可以最 小的事情做起,改变自己, 影响环境,说不定在哪一 天,宇宙真的因为我们这 些渺小个体的合作力量而 发生改变。
攻破这一矛盾并建立统一两者的理论, 成为现代物理学的重大课题。
弦理论的提出
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”。
据科学调查,我们所处的宇宙空间可能是9+1维时空中的D3 膜。
玻色弦理论
最早期的ห้องสมุดไป่ตู้论叫做玻色弦理论.玻色弦理论是最简单的 一个弦论的模型,它最重要的物理图像是认为物理粒子不 是单纯的点粒子,而是由于弦的振动产生的激发态。显然 它有很大的缺点,其一它只简单描述标量玻色子,没有将 费米子引入框架内;其二它没有包含一般量子场论中的规 范对称性;其三当研究它的质量谱时发现,它的真空态是 一组质量平方小于零的不稳定快子。
但是我们发现,广义相对论与量 子力学之间存在严重的矛盾!!
1.相对论认为:偶然不存在,一切现象都是决定性 的。这从上面粒子轨迹中例子就可以看出。量子力 学认为偶然无处不在。根据现在所有的信息也不能 推出绝对的未来(注意这个未来并不单纯的人类的 行为未来) 2.时空的结构。相对论认为时空是活跃的,可以 曲的,程度由物质的分布决定。但量子力学认为时 空是静止和平坦的,不受物质的影响。 3.引力。相对论认为,引力是有时空弯曲造成的效 应,但量子力学认为引力是时空中的粒子交换。 4.真空的能量。相对论认为真空中没有能量,但量 子力学认为真空中充满了巨大乃至无限的能量。
现代科学最大的创意
迄今为止最完美的理论
在单独的包罗万象的协和的数学框架下
描写自然界所有力的理论
弦理论的出现
20世纪的物理学有两次大的革命:一次是狭义 相对论和广义相对论,它几乎是爱因斯坦一人完成 的。大约在爱因斯坦发表广义相对论10年后,微观 物理的法则——量子力学得以确立。 广义相对论和量子理论在各自的领域内都经受了无 数的实验检验,迄今为止,还没有任何确切的实验观 测与这两者之一矛盾。
谢谢
——大栗博司
大栗博司,生于1962年,美 国加州理工学院(the California Institute of Technology)数学系 领衔教授理论,物理讲席教授, 理论物理研究所所长,日本东京 大学数学物理学联合宇宙研究机 构研究主任,理学博士。是国际 弦理论领域著名学者,在弦理论 的相关形式理论发展方面做出了 国际领先性的工作,是拓扑弦理 论四位创始人之一。
何为弦理论?
自然界的基本单元不 是电子、光子、中微 子和夸克之类的点状 粒子,而是很小很小 的线状的“弦” , 弦的不同振动和运动 就产生出各种不同的 基本粒子。
点振成线,线振成面,面振成体,体振成……我们的宇宙不 仅仅存在着一维、二维和三维空间……它存在着更高的维度! 人类生活在长、宽、高的三维世界里……
超弦理论
超弦理论(Superstring)属于弦理论的一种,也指狭义的 弦理论。是一种引进了超对称的弦论,它指出物质的基石为 十维空间(九维空间加一维时间)中的弦。为了将玻色子和费 米子统一,科学家预言了这种粒子,由于实验条件的限制, 很难找到这种能证明弦理论的粒子。超弦理论作为最为艰深 的理论之一,吸引着理论研究者对它进行研究,是万有理论 的候选者之一,可用来解释我们所知的一切作用力、乃至于 解释宇宙。
弦理论几乎可以解释任何一种自然或超自然现象,但弦理论 并非是完全正确的,因为科学不断在发展,总有新的理论诞 生来代替旧的不符合规律的理论,但我们对于未知的追求是 永恒的!
结束语:
宇宙很大,而人类却很渺 小,我们没有那么大的能 力去改变宇宙什么,只能 是不断的去探索和发现宇 宙的未知,但我们可以最 小的事情做起,改变自己, 影响环境,说不定在哪一 天,宇宙真的因为我们这 些渺小个体的合作力量而 发生改变。
攻破这一矛盾并建立统一两者的理论, 成为现代物理学的重大课题。
弦理论的提出
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”。
据科学调查,我们所处的宇宙空间可能是9+1维时空中的D3 膜。
玻色弦理论
最早期的ห้องสมุดไป่ตู้论叫做玻色弦理论.玻色弦理论是最简单的 一个弦论的模型,它最重要的物理图像是认为物理粒子不 是单纯的点粒子,而是由于弦的振动产生的激发态。显然 它有很大的缺点,其一它只简单描述标量玻色子,没有将 费米子引入框架内;其二它没有包含一般量子场论中的规 范对称性;其三当研究它的质量谱时发现,它的真空态是 一组质量平方小于零的不稳定快子。
但是我们发现,广义相对论与量 子力学之间存在严重的矛盾!!
1.相对论认为:偶然不存在,一切现象都是决定性 的。这从上面粒子轨迹中例子就可以看出。量子力 学认为偶然无处不在。根据现在所有的信息也不能 推出绝对的未来(注意这个未来并不单纯的人类的 行为未来) 2.时空的结构。相对论认为时空是活跃的,可以 曲的,程度由物质的分布决定。但量子力学认为时 空是静止和平坦的,不受物质的影响。 3.引力。相对论认为,引力是有时空弯曲造成的效 应,但量子力学认为引力是时空中的粒子交换。 4.真空的能量。相对论认为真空中没有能量,但量 子力学认为真空中充满了巨大乃至无限的能量。
现代科学最大的创意
迄今为止最完美的理论
在单独的包罗万象的协和的数学框架下
描写自然界所有力的理论
弦理论的出现
20世纪的物理学有两次大的革命:一次是狭义 相对论和广义相对论,它几乎是爱因斯坦一人完成 的。大约在爱因斯坦发表广义相对论10年后,微观 物理的法则——量子力学得以确立。 广义相对论和量子理论在各自的领域内都经受了无 数的实验检验,迄今为止,还没有任何确切的实验观 测与这两者之一矛盾。
谢谢