逍遥学能 2016-08-29 18:25
在通常的3维宇宙空间生活是否有点乏味了？物理学家们提供了解烦之道：提出一个11维宇宙的理论，说我们的宇宙只不过是其中的一小部分。这下又有事可做了，这就是验证。过不了几个月，也许就可以“看”到这种理论的“证据”
现实就好似一碗番茄面：我们可以吃面，看到番茄，闻到香菜的香味…但厨师可能在里面加了秘密的作料，它们躲过了我们的眼睛，就连我们的味觉也没能将其识别出来。这一切就好像是宇宙。我们生活在一个3维的宇宙空间里：我们看着房间的墙角，会看到3个互不垂直的笛卡尔坐标轴用它们可以编制出形象生动的3维海战游戏。然后，4维出来了，这就是时间。我们就这样看着和触摸着3维的物体，不过这里还有隐藏的“作料”：空间的另外7维，我们怎么也看不见，听不到，或者感觉不到。直到不久前，只是在理论物理学家们冗长而复杂的计算中才能显示出它们的存在。现在，科学家们宣称，由于粒子加速器的参与，人们能够获得所谓超宇宙空间存在的证据。他们坚信这些维是存在的，否则，大统一这一重要的理论将不能成立。人们可能会问，要统一什么？答案是：统一宇宙中所有的力。
自1897年发现电子以来，一个粒子“动物群”就在我们的宇宙中生儿育女“繁衍”昌盛起来了，它们包括质子、中子、6种夸克，还有胶子、介子等等。这个“动物园”是以粒子在所谓的标淮模型中的特性和作用来分类的。这种标准模型以量子力学理论为支柱，就如同一个花园，所有的粒子在其中同狭义相对论和睦共处。但还有一点问题，就是在这座花园之外，好像立了一块牌子，上面写着“引力子不得入内”（引力子即携带引力效应的粒子）。
《麦比乌斯带》和《向上与向下》
两图均由荷兰画家M?埃舍尔绘制。
事实上，引力子并不曾属于大统一的理论。根据这一理论，对超高能量来说，存在一种统一的力。标准模型不能缺少这一理论。但让我们向后退一步看。首先，什么是统一？很简单，观察两个显然是互不相同的现象，就会发现它们却是一种现象的两个方面。这就如同仅从下面看一个蛋糕，只会看到松糕，而后来在别的场台又碰巧从上面看到一个草莓圆盘，就认为是见到了一样新东西。随后的多次经历终于使人明白，松糕和草莓系同一物品不同的两个面，这同一物品就是蛋糕。再举一例，19世纪英国物理学家麦克斯韦（183－1879）发现，描述电场的数学方程式也能够用在磁场方面，它显示出电和磁是一种现象的两个方面，这同一现象就是电磁。现在电磁力与弱力统一起来了。弱力是质子与中子相互转换的力，在恒星的辐射过程中可以观察到。现在，人们在思索如何将这两种力同强力统一起来。强力就是连接质子与中子的力量，而这种联姻只有当引力也掺和进来时才能有效。这就是问题的关键所在。事实上，如果用数学语言来表达，引力的出现可能得到难以接受的结果。比如，两个引力子的力好像无穷大，这就是一个失去物理意义的结果。引力子的无规矩状态迫使物理学家们去绞尽脑汁地创立一种新的理论，去建立一座公园而不是花园，在那里，所有的粒子都可以进入，引力子当然也不例外。
上面的雕塑是雕刻家罗伯特?威尔逊弗米实验所做。