首页 > 时间简史 > 第26章 物理学的统一(1)

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1984年,因为两个较着的启事,人们对弦实际的兴趣俄然重生。一个启事是,在证明超引力是有限的以及解释我们察看到的粒子的种类方面,人们未能真正获得停顿。

但是,不肯定性道理仿佛还是我们糊口此中的宇宙的一个根基特性。是以,一个胜利的同一实际必须将这个道理连络出来。

固然这些题目,固然超引力实际中的粒子仿佛与察看到的粒子不相合适的这一究竟,大多数科学家仍然信赖,超引力能够是对于物理学同一题目的精确答案。看来它是将引力和其他力不异一起来的最好体例。但是,1984年人们的观点产生了明显的窜改,他们更喜好所谓的弦实际。在这些实际中,根基的工具不再是只占空间伶仃的点的粒子,而是只要长度而没有其他维,像是一根无穷细的弦如许的东西。这些弦能够有端点(所谓的开弦),或它们能够本身首尾相接成闭合的圈子(闭弦)。一个粒子在每一时候占有空间的一点。如许,它的汗青能够在时空顶用一根线代表(“世边界”)。另一方面,一根弦在每一时候占有空间的一根线。如许它在时空里的汗青是一个叫做天下片的二维面。(在这天下片上的任一点都可用两个数来描述:一个指明时候,另一个指明这一点在弦上的位置)。一根开弦的天下片是一条带子:它的边沿代表弦的端点通过期空的途径。一根闭弦的天下片是一个圆柱或一个管:一个管的截面是一个圈,它代表在一特定时候的弦的位置。

1974年,巴黎的朱勒・谢尔克和加州理工学院的约翰・施瓦兹颁发了一篇论文,指出弦实际能够描述引力,只不过其张力要大很多,约莫是1000万亿亿亿亿吨(1前面跟39个0)。在凡是标准下,弦实际和广义相对论的预言是不异的,但在非常小的标准下,比十亿亿亿亿分之一厘米(1厘米被1前面跟33个0除)更小时,它们就不一样了。

弦实际有一个古怪的汗青。它本来是60年代前期被发明出来,以试图找到一个描述强力的实际。其思惟是,诸如质子和中子如许的粒子可被以为是一根弦上的颠簸。这些粒子之间的强力对应于连接其他一些弦之间的弦的片短,正如在蜘蛛网中一样。这弦必须像具有约莫10吨拉力的橡皮带,才气使这实际给出粒子之间强力的察看值。

但是,中子和核力的发明对此又是当头一棒。固然讲到这些,仍然有来由谨慎地悲观,我们现在或许已经靠近摸索天然终究定律的序幕。

在试图将不肯定性道理连络到广义相对论时,人们只要两个能够调剂的量:引力强度和宇宙常数的值。但是调剂它们不敷以消弭统统的无穷大。是以,人们获得一个实际,它仿佛预言了诸如时空的曲率的某些量真的无穷大,但是察看和测量表白它们地隧道道是有限的!人们对这个连络广义相对论和不肯定性道理的题目思疑了好久,直到1972年才被细心地计算最后确证。4年以后,人们提出了一种叫做“超引力”的能够的解答。它的思惟是将照顾引力的自旋为2称为引力子的粒子和某些其他具有自旋为3/2、1、1/2和0的新粒子连络在一起。在某种意义上,统统这些粒子能够为是同一“超粒子”的分歧侧面。如许就将自旋为1/2和3/2的物质粒子和自旋为0、1和2的照顾力的粒子同一起来了。自旋1/2和3/2的虚的粒子反粒子对具有负能量,是以抵消了自旋为2、1和0的虚的粒子对的正能量。这就使得很多能够的无穷大被抵消掉,但是人们思疑,能够仍然保存了某些无穷大。人们需求找出是否还遗存下未被抵消的无穷大。但是,这计算是如此之烦复和困难,乃至于没人筹办动手去停止。即便利用一个计算机,预感起码要用4年工夫,并且犯起码一个或更多弊端的机遇是非常大的。如许,只要其别人反复计算,并获得一样的答案,人们才气判定已获得了精确的答案,但这仿佛是不太能够的!

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