物理（二） (4-2)

1990年代，爱德华·维顿提出了一个具有11 度空间的M理论，他和其他学者找到强力的证据，证明了当时许多不同版本的超弦理论其实是M理论的不同极限设定条件下的结果，这些发现带动了第二次超弦理论革新。

弦理论会吸引这么多注意，大部分的原因是因为它很有可能会成为终极理论。

目前，描述微观世界的量子力学与描述宏观引力的广义相对论在根本上有冲突，广义相对论的平滑时空与微观下时空剧烈的量子涨落相矛盾，这意味着二者不可能都正确，它们不能完整地描述世界。

而除了引力之外，量子力学很自然的成功描述了其他三种基本作用力：电磁力、强力和弱力。

弦理论也可能是量子引力的解决方案之一。

超弦理论还包含了组成物质的基本粒子之一的费米子。

至于弦理论能不能成功的解释基于目前物理界已知的所有作用力和物质所组成的宇宙以及应用到“黑洞”、“宇宙大爆炸”等需要同时用到量子力学与广义相对论的极端情况，这还是未知数。

由于超弦理论的时空维数为10维，所以很自然的可以认为有6个额外的维度需要被紧化。

当对闭弦紧化时，可以发现所谓的T-对偶；而对开弦紧化则可以发现开弦的端点是停留在这些超曲面上的，并且满足Dirichlet边界条件，所以这些超曲面一般被称为“D膜”。

研究员称D膜的动力学为“矩阵理论”（M理论)，是为“M”字之一来源。

最新一期的《环球科学》（2007.9）第10页题目为《我们身处十维空间？》中提到美国的费米国家加速器实验室在观察MiniBooNE探测器发射μ中微子束，看看到底有多少粒子在飞行途中转变成了电子中微子。

2007年4月，研究人员公布了首批结果，基本上与粒子物理标准模型吻合。

不过数据中也存在一个无法解释的异常现象。

科学家推测导致这一现象的原因在于世界上还存在另一种中微子，它能穿越弦理论所预言的额外维度，走出一条捷径。

这种粒子就是比其他三种中微子更诡异，它不像其他中微子那样受到微核力的作用，只能通过引力与其他物质发生相互作用。

他就是于20世纪90年代找到的惰性中微子（假定存在）。

弦理论确信至少需要十个维度才能建立一个理论框架，让引力与量子力学互相兼容。

弦理论科学家假定，宇宙中所有粒子都被局限在一个四维的膜宇宙（brane)中，而膜宇宙又漂浮在一个更高维度的体宇宙（bulk)里。

不过几种特殊的粒子可以从膜宇宙中穿入穿出，其中最出众的就是引力子和惰性中微子。

超弦理论是物理学家追求统一理论的最自然的结果。

爱因斯坦建立相对论之后自然地想到要统一当时公知的两种相互作用－－万有引力和电磁力。

他花费了后半生近40年的主要精力去寻求和建立一个统一理论，但没有成功。

现在回过头来看历史，爱因斯坦的失败并不奇怪。

实际上自然界还存在另外两种相互作用力－－弱力和强力。

现在已经知道，自然界中总共4种相互作用力除万有引力之外的3种都可有量子理论来描述，电磁、弱和强相互作用力的形成是用假设相互交换“量子”来解释的。

但是，引力的形成完全是另一回事，爱因斯坦的广义相对论是用物质影响空间的几何性质来解释引力的。

在这一图像中，弥漫在空间中的物质使空间弯曲了，而弯曲的空间决定粒子的运动。

人们也可以模仿解释电磁力的方法来解释引力，这时物质交换的“量子”称为引力子，但这一尝试却遇到了原则上的困难－－量子化后的广义相对论是不可重整的，因此，量子化和广义相对论是相互不自洽的。

数学联邦政治世界观提示您：看后求收藏（同人小说网http://tongren.me），接着再看更方便。