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【科研新闻】弦理论：一种欲描述一切现象的理论
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爱因斯坦在生命的最后30年里一直在寻找统一场论——一个能在单独的包罗万象的协和的数学框架下描写自然界所有力的理论。实际上，他是在寻找一个能描述一切现象的理论。然而，爱因斯坦未能实现他的梦。当今，相当一部分物理学家相信他们发现了一个框架，有可能把这些知识缝合成一个无缝的整体——一个单一的理论，这就是弦理论或称超弦理论。 那么，超弦理论到底是什么？理论物理专家用下列概念来定义、评论超弦理论： ——超弦理论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论； ——超弦理论认为弦是物质组成的最基本单元，所有的基本粒子如电子、光子、中微子和夸克都是弦的不同振动激发态； ——超弦理论第一次将20世纪的两大基础理论——广义相对论和量子力学结合到一个数学上自洽的框架里； ——超弦理论有可能解决长期困扰物理学家的难题如黑洞的本质和宇宙的起源；如果超弦理论为实验所证实，将从根本上改变人们对物质结构、空间和时间的认识。 据专家介绍，弦理论的一个基本观点就是认为自然界的基本单元不是像电子、光子、中微子和夸克等等这样的粒子，这些看起来像基本粒子的东西实际上都是很小很小的弦的闭合圈(称为闭合弦或闭弦)，闭弦的不同振动和运动就给出这些不同的基本粒子。因此弦理论从一些非常基本和简单的单元就能得到宇宙的无穷变化和复杂性。在弦理论中，人们自然地可以得到规范对称性、超对称性和引力，而这些原理在原有的标准模型中或者是强加进去的或者是与量子理论相冲突的，而在弦理论中它们都自然地出现并协和地统一起来了，也是彼此需要、独一无二的。 用格林的话来说，宇宙就仿佛是一个平滑而又弯曲的橡皮；量子力学则暗示空间结构是无法预测的，就像一壶沸腾的水，弦论可以把两者调和起来。 弦论指出，我们并不是像我们以为的那样生活在一个三维的世界里。相反，最微小的物质弦的振动是通过一些方程来描述的，而这些方程式只有在宇宙以十一维方式运行的条件下有意义。 该理论还说，在宇宙中可能存在另外的空间维度--就像水管的截面周围，它们紧紧地向上弯曲，而且在目前，任何精密的显微仪器也无法探测得到它们的存在。他说：“弦论认为在空间之处还有许多东西--即任何人都看不到的另外的维度。它提出了空间存在蛀洞或隧道的可能性。'' [ Last edited by mainpro on 2007-2-1 at 22:27 ] |
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