解读神秘的弦理论，或许它真的就是最终的宇宙真理

发布者：横竖有理 2023-9-17 12:10

弦理论，你我可能都听说过，但未必能够理解弦理论。

事实上，不理解弦理论也正常，毕竟目前这个理论更多地只是一种假设，而且相对来讲比较深奥，更重要的是，弦理论还有不同的分支，它并不是像相对论那样只是一种特定的理论。


这里我尽可能地用最通俗的语言诠释弦理论，或许不太严谨，但作为科普来讲，通俗的语言更能让人接受。

弦理论认为，组成宇宙的万事万物，都是由振动的弦组成的，这些弦有不同的振动频率振动模式，正是这些不同形成了如今丰富多彩的世界。

振动的弦不仅仅组成了可见物质，还组成了我们肉眼看不见的一切，比如说能量，各种相互作用等等。


更加奇妙的是，弦不仅仅在我们的三维空间振动，还在高维空间里振动。这意味着一直以来我们固有的三维空间概念很可能是错误的，更高的维度一直存在着。

但是更高的维度，与高温度高能量一样，都非常不稳定，就像不断加气的气球一样很容易发生膨胀爆炸。宇宙大爆炸就是这样产生的。

大爆炸之后，温度，能量还有维度开始分散开了，形成了如今我们所在的三维空间还有一维时间，而其他维度（还有六个维度）存在于非常微小的量子世界，大小通常都会小于普朗克长度。

随着宇宙的冷却，引力与其他自然力分裂开来，成为长程力。之后其他自然力也分开了，形成了如今的四种基本作用力。

这里有必要说一下爱因斯坦广义相对论关于引力的诠释。

我们都知道，物体质量越大，引力就越强。但事实上引力相对其他力是非常微弱的。比如说两个人之间的引力是非常非常小的，只有大质量天体才有非常明显的引力。

这里就带来一个问题：如此微弱的引力为何能在宏观世界起作用呢？


广义相对论给出了答案。爱因斯坦认为，所谓的引力根本不存在，引力只是空间弯曲的表象，弯曲的空间让万事万物感受到了所谓的引力。由于小质量物体（比如说你我）的质量太小了，对空间的影响几乎为零，所以引力可以忽略不计。


广义相对论完美地诠释了引力的本质，但它并不能诠释其他三种自然力：电磁力，强力和弱力。


除引力之外的其他三种自然力需要用量子力学来诠释。量子力学告诉我们，宇宙万事万物都是由基本粒子以及它们之间的相互作用形成的，由此科学家们提出了粒子标准模型，但是引力好像被排除在粒子模型之外，因为直到今天科学家仍旧没有发现假设的引力子。

同时，广义相对论和一个核心思想就是：空间是平滑的，但是在量子世界，空间一点也不平滑，到处充斥着剧烈运动的粒子。

近百年来，科学家们一直试图统一广义相对论和量子力学，但直到今天都没有完成。


于是，弦理论应用而生，很好地解决了这个问题。不过任何理论都必须经得起考验，更重要的是经得起验证。遗憾的是，科学家很难通过实验或者其他手段验证弦理论正确与否！

宇宙 2019未来科学大奖 阿尔伯特·爱因斯坦 相对论

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