被称为万物至理解释宇宙间的一切 圆了爱因斯坦下半生的梦想
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-14
粒子物理学家称,如果将回溯宇宙历史到大爆炸发生的时刻,那时宇宙的温度比现在高出几兆度,媒介子产生的电磁力和弱作用力必定难以区分,就像在太阳照射下冰块会融化,实验证明,当我们回到大爆炸时期的超高温度下,弱作用力和电磁力将融为一体,形成一个单一的力,称为“弱电作用力”。
并且科学家们相信,如果将宇宙回溯到更早,弱电作用力将会和强作用力结合,形成一个巨大的“超级作用力”!
尽管这一假设还未被证实,量子力学却能解释这三种力如何在亚原子级别运作的。突然之间,科学家们有了一种基本粒子物理学的普适理论,我们能用它解释所有相互作用力,强作用力,弱作用力和电磁作用力,都能说得通,并且已经编入了课本。万事万物全部被已知的粒子和作用力简单表示,最终人们称之为“标准模型”!
标准模型这一名称和理论的创造者成了科学界的红人,他们获得了一个又一个诺贝尔奖。但有一个美中不足,那就是标准模型并不能解释引力是如何运作的,但当时没有谁在意这个缺陷,因为标准模型几乎完美的解释了微观世界。而被标准模型的光环遮蔽,弦理论如同物理界的一潭死水,多数人对弦理论完全失去了兴趣,学术界对它并不感兴趣,但弦理论的先驱者们却坚信真相就在眼前,并继续追随这一理论。
但那些顽固分子陷入弦理论越深,就发现越多问题。早期的弦理论存在很多问题。第一,它预言了一种不存在的粒子,被称为“快子”,是一种运动速度超过光速的粒子,但并不能在实验中被证明。还发现弦理论需要十个维度,这很让人费解,很多人认为这太疯狂了。
到了1973年,只有少数年轻物理学家还在纠缠弦理论难解的方程,包括神秘的无质量粒子,弦理论预言了其存在,现实中却难觅其行踪,同时还有其他不寻常先查过,比如数学上的不一致性。
几年来,少数弦理论的支持者不断试图征服那个不羁的方程,调整,改变,组合,重组,尝试各种方法,但都没有奏效。但假设弦要比一个原子小无数亿倍,弦理论的一个缺陷反而成了优势,支持者一直希望剔除的神秘粒子成了引力子,它也是人们一直寻找的在量子级传输引力的粒子,弦理论解开了这一标准模型理论遗漏的谜题。
弦理论的支持者之一,席瓦兹发表了他开创性的新理论,,描述引力在亚原子世界是如何作用的,他自认为自己的理论是正确的,但科学界却没有丝毫回音,弦理论再一次遭到忽视。
但席瓦兹并没有放弃,他已瞥见圣杯一角,如果弦能够描述量子级别的引力,那么它一定是整合四种力的关键(电磁力,强核力,弱核力和引力)。但是在20世纪80年代,弦理论还有一个数学上的致命瑕疵,被称为“反常”,顾名思义,就是一种奇怪或者错乱的东西,一种根本不存在的东西,这样的反常仅仅让人感到奇怪,而数学上的反常却能判一个物理理论死刑。
当时的人们一直认为,这些理论存在反常肯定就无法自圆其说。不过最终通过不断的改进,弦理论最终被简化为一个算式。相符的数字证明弦理论不存在反常,它同时从数理上整合了四种作用力,这也使得爱因斯坦晚年的梦想成真,用更睿智的基本理论统一不同的力,这个理论也被支持者们称为“万物至理”,能解释万物中的一切!
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