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问个四维空间的小问题
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为什么说四维空间没有时间??????四维空间和三维空间的具体定义是什么?????有什么不同 正确答案: [ Last edited by ftfget1 on 2006-7-1 at 11:56 ] |
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zzzwp917
木虫 (小有名气)
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脑筋急转弯。 随着物理学家们期待量子引力的心情越来越迫切，黑洞的研究也越 来越玄。广义相对论曾经是非常高贵的学问，文章不多，可是都很精彩， 后来水文是多了点，所以tHooft的哥们，跟他一起拿Nobel的Glashow就 毫不客气的跳出来痛斥这些黑洞专家们忘本了。 事情的转机发生在1995年，Witten引发了弦论的第二次革命，M（ 可以理解为Mother,Master,Magic......）-理论初露端倪。接着哈佛的 Strominger，Vafa利用M-理论和基本的统计力学计算了黑洞熵（在弦论里 认出黑洞不是件容易的事，实际上strominger他们的工作是在弱耦合极限 下完成的，但是正如线性化的广义相对论里没有黑洞解，弱耦合中的黑洞 是否具有通常的含义也是值得商榷的），现在黑洞熵回归了它最原始的含 义：（D-膜上）状态数的对数。这个结果极大的振奋了stringplayers， 甚至于Glashow都改口说：当他们在谈论黑洞的时候，他们几乎已经是在 谈论物理了。（这老家伙嘴巴真硬-_-b） 黑洞作为量子引力最自然的试验平台已经是Loop-Quantum-Gravity ，弦论研究者们时时放在嘴边的东西。在GR课程里你可以学到不少关于黑 洞的奇特性质，只不过大多数已经在70年代就完成。而在今日理论研究的 最前沿，你却可以切身的感受那包裹在视界里面的神秘，如何一点点展现 在我们面前。临渊羡鱼,不如退而结网。（为了骗到更多的ddmm加入 stringplayer的行列，强烈推荐Green写的一本书《宇宙的琴弦》，此时 正在签证官面前神侃的与我同居四年的恩恩mm就是读了这本书以后动了凡 心，打算去哥伦比亚跟着Green读弦，good luck,enen。另外，老板一直 在写弦论通俗演义，个人意见，这里的通俗不具有通常的含义^_^） （有个朋友写信说想去体验弦中的物理之美，却被数学挡在外面，在 这里列出两种不同的观点，一种是周坚老师的： 对Riemann几何、几何分析感兴趣的：Riemann几何，极小子流形，调和映 照， Hodge理论。 对表示论感兴趣的：Lie群及其表示，代数拓扑，代数几何。 对流形的拓扑感兴趣的：微分拓扑，代数拓扑，Morse理论，示性类理论 ，Lie群及其表示，联络理论，Chern-Weil理论，等变上同调理论。 对指标理论感兴趣的：代数拓扑，联络理论，Chern-Weil理论，指标理论 。 对可积系统感兴趣的：Riemann面, 联络理论, 辛几何，椭圆函数。 对动力系统感兴趣的：辛几何，Morse理论。 对复几何、代数几何、代数数论感兴趣的：Riemann面，复流形，形变理 论，复曲面， 代数拓扑， 联络理论，Chern-Weil理论，指标理论，椭圆 函数，模形式， Lie群及其表示。 对超弦理论感兴趣的：以上全部。 另一个说法是我老板的（当然也是我比较喜欢的^_^）： If you want to be a Witten, you must know more algebraic geometry than an average algebraic geometer. If you want to be a Vafa, know half as much as Witten. If you want to be a Strominger, know half as much as Vafa. If you want to be a Polchinski, know half as much as Strominger. If you want to be a Banks (or a Sen?), know half as much as Polchinski. If you want to be a Susskind, know zero amount of algebraic geometry. If you want to be a Polyakov, know negative amount of algebraic geometry 不知道这会不会让大家觉得弦论不那么遥远？) 二十 上文中所讲的黑洞,大部分是理论家们方寸之间的见识。对于另一 些人，像是泽尔多 维奇这样的天体物理学家们，他们关心的是气体在 黑洞附近被加速，越来越热时放出的X射线,黑洞伴星(如果有的话)的 奇异轨道,光在经过这么巨大的引力场时的偏折(引力透镜)等等。其实 在很多情况下，只需要牛顿定律加上一些必要的修正就行了。所以两 拨人曾经是井水不犯河水，谁都不鸟谁。（有几位脚踩两只船的大师 让人由衷钦佩，例如诺维科夫，还有钱德拉塞卡）比如我们前面提到 Kerr发现了旋转黑洞的解，1963年刚好有一个相对论专家和天体物理 学家的交流会，Kerr在那里做了一个10分钟的演讲，他一上台，天文 学家和天体物理学家们就没剩几个，即使是剩下的，也都在小声讨论 自己的话题，甚至睡觉（那个交流会共七天，每天从早上8：30到凌 晨2：00......汗ing），有个大相对论专家一等讲完就发言非常深 情地盛赞了Kerr的工作，因为那是他自己找了三十年却失败的一个 解，可是睡觉的依然睡，离开得也没回来。但是没几年，天文观测 显示在有一些星系中心放出了巨大的喷流，方向几乎恒定不变（所 以定向机制让人费解），这时候他们不得不学习Kerr的解，因为它 描述了黑洞作为一个定向陀螺如何带动周围的时空旋转。可惜这样 的事目前还没有再次发生。除非我们真的观察到了霍金辐射的证据， 就像他老人家自己说的：如果有一个黑洞靠近地球，我们将会发现 它并不像听起来那么可怕，黑洞将在霍金辐射的光芒中蒸发，人类 将会获救，而我将会得到诺贝尔奖。 可以说，自从1915年史瓦西得到了第一个黑洞解开始，理论家 们就至少有一件事走在了实验家的前面。我觉得黑洞让人心醉的地 方就在于，没有实验的指导——就像传统的物理学： 一个实验无法解释—〉提出一百个新理论加一万个新预言—〉实验验证排 除掉九十九个新理论—〉回到开头 ——我们仍然在几十年间发展了一整套关于黑洞的辉煌理论，对我来 说，这是一种纯粹理性的感动，是第一次看到从惯性质量等于引力质 量“推导”等效原理时的那种感动，是狄拉克发现了比他自己更聪明 的方程的感动。。。。。。这当然只是个人喜好，物理学不能没有实 验，正如Witten的老师Gross这样形容说： “我们像是在攀登大自然这座山，实验家们总是赶在前头，我们 这些懒散的理论家老是落后。他们偶尔踢下一块石头，砸在我们头上。 最终我们会觉悟，并沿着实验家们开辟的路往前走。当我们与实验家 走到一起时，我们会告诉他们，我们觉悟了什么，是如何觉悟的。这 是最传统也是最容易的地登山途径。我们都向往着能回到那些日子。 但是现在，我们理论家们可以赶到前头了，这是更加孤独的征程。 理论家们正在为他们的孤独痛苦不已，曾经显赫的高能物理学家 们很久没有发自内心的激动了，他们期待着新的加速器，不得不耗尽 心力和轻松拿出十几个加速器经费去侵略的政府周旋。而弦论家们也 热切的期盼着 能够在有生之年知道自己皓首穷经的心爱之物是否只 是个漂亮的洋娃娃。 就像Witten说得那样：没有什么比在望远镜里看到一根（宇宙创生的） 弦更激动人心的事。 不过实验家们从没止步，他们已经踢了几脚，有几块石头已经摇 摇欲坠。术业有专攻，我在这里列出几个黑洞的候选者，具体的细节 有心无力，请版上的高人不吝指教。 恒星质量的黑洞候选 质量（optical primary）/太阳质量 Cygnus X-1 24-42 LMC X-3 20 LMC X-1 4-8 V404 Cyg 0.6 A0620-00 0.2-0.7 GS 1124-68(Nova Musc) 0.5-0.8 GS 2000+25(Nova Vul 88) 0.7 GRO J 1655-40 1.2 H 1705-25(Nova Oph77) 0.4 J 04332+32 0.3-0.6 巨黑洞候选(星系核) 质量/太阳质量 M 106 4x10^7 M 87 3x10^9 M 84 3x10^8 NGC(游戏主机??)4261 5x10^8 M 31 3-10x10^7 M 32 3x10^6 M 104 5-10x10^8 NGC 3115 7-20x10^8 NGC 3377 8x10^7 NGC 3379 5x10^7 NGC 4486B 5x10^8 Milky Way(就在头顶哦) 2.5x10^6 （看起来好像也蛮多的,菟涤屑父鲆丫?0%以上的把握了,但愿 但愿。无论怎么说，理论家们至少需要一个诺贝尔奖振奋一下士气吧。） 无论理论，还是实验。黑洞毫无疑问的是物理学家们的焦点所在。 因为当他们仰望头顶的星空，当他们想到藏在那深蓝天幕后未知的神秘， 一个真正的物理学家一定会有无法抑制的冲动，作一只蝴蝶，毫不犹豫的 飞进灿烂的火焰。可惜我们只能看到那永远留在视界表面的一刻，他的幸 福的笑容，所以，黑洞的故事，还要继续。。。。。。 Back to top |
22楼2006-07-05 18:22:46
ying406
木虫 (知名作家)
顺心 神怡 临风 飞扬
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2楼2006-07-01 11:43:23
linshanhui
木虫 (小有名气)
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数学上的Ｎ维空间，只是将空间概念推广的抽象的Ｎ维空间． 四维时空是根据大量高速(其速度与光速相比,不可忽略)运动粒 子运动的客观规律而认识到的客观事实! 而经典力学只是其在3维空间的低速(其速度与光速相比,可以忽略) 近似. 并且由四维时空的矢量运算具体导出各种各有物理意义和实际内容 和确定维数的各种多维的高次线多线矢．它们都是客观存在的实际的多 维空间！是研究相应物质运动所必需的！ 四维空间是存在的,因为任何物质都不能脱离时空而单独存在,但是可以进入四维 空间所包含的非常空间中,从表面看它脱离了四维空间,实为四维空间内的非常空间。 如果人类能掌握四维空间内的非常空间，则我们就能任意地在时空内穿梭，但是现在 只能是四维空间控制着人类. |
3楼2006-07-01 11:47:50
4楼2006-07-01 11:49:25