量子力学|弦理论:宇宙只能是26维度,这样才能兼容广义相对论和量子力学( 二 )


所以在弦理论中 , 基本粒子只是一个近似值 , 如果放大这些粒子 , 就会发现它们都是由一根小弦构成的 , 这些弦有时打开 , 有时闭合 。 这些弦就像皮筋一样 , 也存在张力 , 也可以振动 。
就和吉他弦一样 , 不同的振动方式可以产生不同的波 。
如果振动方式不同 , 那么就会产生第一种波 , 第二种波 , 第三种波依次类推 , 不同振动的波在量子尺度上就会表现成不同类型的粒子 。
通过弦理论的计算 , 有些弦振动出的结果像光子 , 有些弦振动像引力子 。
如果我们相信 , 所有的基本粒子都是由更小尺度的弦构成 , 我们自然可以相信引力子也是由弦构成的 。
但是弦理论是一种饱受诟病 , 因为它不符合了“如无必要 , 勿增实体”的观念 。
有了弦理论 , 引力子是可以和标准模型融洽了 , 但是又产生了更多的问题暂时无法解决 。
第一个问题 , 所有弦的振动都表现得像是玻色子 , 比如光子和引力子!
但是我们的世界却真实存在着像电子这样的费米子 , 按照弦理论 , 所有振动模式的弦都无法生成费米子 , 这与客观事实违背!
第二个问题 , 在弦理论的预测中 , 会产生质量会虚的超光速粒子-快子 。 “快子”的质量是一个负数的平方根 。
第三个问题 , 我们感知到的宇宙是四维时空 , 是三个维度的空间加上第四维度的时间 。 但是弦理论却只能适用于26维度的宇宙 。 弦理论适用的宇宙和我们真实的宇宙相差甚远 。
这种离谱程度甚至已经让很多物理学家对弦理论望而却步 。
为了解决第一个和第二个问题 , 也就是费米子不存在和虚质量快子的问题 , 弦理论又额外引入新的理论 。
比如向闭弦上增加一个微调机制 。 这样不仅可以解决费米子不存在的问题 , 也可以将费米子和玻色子之间对称起来 。 并且预测费米子和玻色子的数量一样多 , 这就是超对称性 。 这样一来 , 弦理论又进化成了超弦理论 。
在超弦理论中 , 不再需要26维度的宇宙了 , 而是降成了10个维度 , 但额外多出的六个维度依旧是无法解决的问题 。
现在回头来看 , 弦理论本来就是为了解决引力和量子力学不兼容的问题而额外引入的理论 。 弦理论目前没有任何强有力的实验基础 , 基本上都是猜想 。 但是把弦理论引入后 , 又出现了新的问题 , 为了解决这些问题 , 又引入超弦理论 。 但是超弦理论也面临难以解决的多维度问题 。
所以为了解决10维度的问题 , 又得引入新的理论 。
如果宇宙真是超弦理论预测的10维度(9维空间和时间) , 于是令人震撼的事情就发生了
我们的三维空间就是9维空间的一个切片 。 宇宙空间是9+1维时空中的D3膜 , 我们还无法感知到四维时空以外的其余六个维度 。
超弦理论发展到这一步 , 甚至很多物理学家都不忍直视了 , 于是出现了十分牵强附会的解释 , 有物理学家认为 , 虽然宇宙有10个维度 , 但是其他六个维度都特别小 , 所以我们不能感知到这六个维度 。
这样回头看一下 , 超弦理论或许正是“如无必要 , 勿增实体”的体现!