團(tuán)結(jié)就是力量

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


在通常的3維宇宙空間生活是否有點(diǎn)乏味了?物理學(xué)家們提供了解煩之道:提出一個(gè)11維宇宙的理論,說我們的宇宙只不過是其中的一小部分。這下又有事可做了,這就是驗(yàn)證。過不了幾個(gè)月,也許就可以“看”到這種理論的“證據(jù)”

現(xiàn)實(shí)就好似一碗番茄面:我們可以吃面,看到番茄,聞到香菜的香味…但廚師可能在里面加了秘密的作料,它們躲過了我們的眼睛,就連我們的味覺也沒能將其識別出來。這一切就好像是宇宙。我們生活在一個(gè)3維的宇宙空間里:我們看著房間的墻角,會看到3個(gè)互不垂直的笛卡爾坐標(biāo)軸用它們可以編制出形象生動(dòng)的3維海戰(zhàn)游戲。然后,4維出來了,這就是時(shí)間。我們就這樣看著和觸摸著3維的物體,不過這里還有隱藏的“作料”:空間的另外7維,我們怎么也看不見,聽不到,或者感覺不到。直到不久前,只是在理論物理學(xué)家們?nèi)唛L而復(fù)雜的計(jì)算中才能顯示出它們的存在。現(xiàn)在,科學(xué)家們宣稱,由于粒子加速器的參與,人們能夠獲得所謂超宇宙空間存在的證據(jù)。他們堅(jiān)信這些維是存在的,否則,大統(tǒng)一這一重要的理論將不能成立。人們可能會問,要統(tǒng)一什么?答案是:統(tǒng)一宇宙中所有的力。

自1897年發(fā)現(xiàn)電子以來,一個(gè)粒子“動(dòng)物群”就在我們的宇宙中生兒育女“繁衍”昌盛起來了,它們包括質(zhì)子、中子、6種夸克,還有膠子、介子等等。這個(gè)“動(dòng)物園”是以粒子在所謂的標(biāo)淮模型中的特性和作用來分類的。這種標(biāo)準(zhǔn)模型以量子力學(xué)理論為支柱,就如同一個(gè)花園,所有的粒子在其中同狹義相對論和睦共處。但還有一點(diǎn)問題,就是在這座花園之外,好像立了一塊牌子,上面寫著“引力子不得入內(nèi)”(引力子即攜帶引力效應(yīng)的粒子)。


《麥比烏斯帶》和《向上與向下》
兩圖均由荷蘭畫家M?埃舍爾繪制。

事實(shí)上,引力子并不曾屬于大統(tǒng)一的理論。根據(jù)這一理論,對超高能量來說,存在一種統(tǒng)一的力。標(biāo)準(zhǔn)模型不能缺少這一理論。但讓我們向后退一步看。首先,什么是統(tǒng)一?很簡單,觀察兩個(gè)顯然是互不相同的現(xiàn)象,就會發(fā)現(xiàn)它們卻是一種現(xiàn)象的兩個(gè)方面。這就如同僅從下面看一個(gè)蛋糕,只會看到松糕,而后來在別的場臺又碰巧從上面看到一個(gè)草莓圓盤,就認(rèn)為是見到了一樣新東西。隨后的多次經(jīng)歷終于使人明白,松糕和草莓系同一物品不同的兩個(gè)面,這同一物品就是蛋糕。再舉一例,19世紀(jì)英國物理學(xué)家麥克斯韋(183-1879)發(fā)現(xiàn),描述電場的數(shù)學(xué)方程式也能夠用在磁場方面,它顯示出電和磁是一種現(xiàn)象的兩個(gè)方面,這同一現(xiàn)象就是電磁,F(xiàn)在電磁力與弱力統(tǒng)一起來了。弱力是質(zhì)子與中子相互轉(zhuǎn)換的力,在恒星的輻射過程中可以觀察到。現(xiàn)在,人們在思索如何將這兩種力同強(qiáng)力統(tǒng)一起來。強(qiáng)力就是連接質(zhì)子與中子的力量,而這種聯(lián)姻只有當(dāng)引力也摻和進(jìn)來時(shí)才能有效。這就是問題的關(guān)鍵所在。事實(shí)上,如果用數(shù)學(xué)語言來表達(dá),引力的出現(xiàn)可能得到難以接受的結(jié)果。比如,兩個(gè)引力子的力好像無窮大,這就是一個(gè)失去物理意義的結(jié)果。引力子的無規(guī)矩狀態(tài)迫使物理學(xué)家們?nèi)ソg盡腦汁地創(chuàng)立一種新的理論,去建立一座公園而不是花園,在那里,所有的粒子都可以進(jìn)入,引力子當(dāng)然也不例外。


上面的雕塑是雕刻家羅伯特?威爾遜弗米實(shí)驗(yàn)所做。


本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/509149.html

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