网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

弦理论是如何诞生的,为了每一次进步物理学家都进行着疯狂试验

0
分享至

有一个理论显然“疯狂”到了“足以”成为统一场理论的程度,这就是弦理 论,或M理论。在物理学的编年史中,弦理论的历史可能是最为怪诞的了。它 的发现相当偶然,又被应用于不该用它解决的问题上,于是被弃置一边默默无 闻。但它突然间又冒了出来,作为一种万有理论。而且到头来,由于只要对它做 一些微小的调整就会破坏这个理论,所以它不是成为一个“万有理论”,就是成 为一个“万无理论'

它之所以有这样一段奇怪的历史,是因为弦理论是倒着演进的。正常情况 下,在像相对论那样的理论中,人们首先从基本的物理原则着手,然后再把这些 原则打磨成一套基本的经典方程式,最后,人们计算对应于这些方程式的量子涨 落。弦理论是倒着展开的,是从它的量子理论被偶然发现开始的;对于什么样的 物理原理才能指导这个理论,物理学家们至今迷惑不解。

弦理论的起源要追溯到年,当时在日内瓦的欧洲原子核研究委员会 (CERN)原子核实验室的两名青年物理学家,加布里埃莱.韦内齐亚诺 (Gabriele Veneziano)和铃木真彦(Mahiko Suzuki )正自己翻阅一本数学书,偶然 发现了欧拉的贝塔函数。这是由莱昂哈德。欧拉(Leonhard Euler)在18世纪发 现的一个晦涩的数学表达式,它给人一种奇怪的感觉,似乎在描述亚原子世界。 他俩惊讶地发现,这个抽象的数学公式似乎是在描述两个介子在巨大的能量 下碰撞的情形。这个“韦内齐亚诺模型”很快在物理学界引起了不小的轰动,足 足出现了几百篇论文试图对它进行归纳概括,用以描述各种核作用力。

换句话说,这个理论纯粹是偶然发现的。普林斯顿大学高等学术研究所的 爱德华?威滕(Edward Witten)(许多人都相信,是他创造性地推进了这个理论 所取得的许多令人惊叹的突破)说过:“照理说,20世纪的物理学家本不应有研 究这一理论的殊荣。照理说,弦理论现在还不能够被发明出来……”

弦理论所造成的轰动我至今还历历在目。当时,我还是加利福尼亚大学伯 克利分校的一个物理学研究生。我记得看见物理学家们连连摇头,声称物理学 本不应是这个样子。过去,物理学的基础通常是要对自然现象进行极为烦琐细 致的观察,形成一些局部性的假说,比照着数据小心翼翼对所得出的想法进行测 试,然后不厌其烦地、一遍又一遍地重复这个过程。而弦理论则是个“灵机一 动”的方法,靠的仅仅是对答案进行猜测。如此简便快捷,到了令人心惊肉跳的 地步,怎么可能会是这样呢?!

由于即使动用我们最强大的仪器也看不见亚原子粒子,物理学家们就采用 了一种虽然粗暴却很有效的方法来对它们进行分析,用巨大的能量来把它们打 碎。耗费了几十亿美元来建立巨大的“原子击破器”或称粒子加速器,个个都有 好几英里长,能够产生互相迎头撞击的亚原子粒子束。然后物理学家对碰撞后 的碎块进行周详的分析。这个不胜其烦的痛苦过程的目的,是要建立一系列的 数据,称为“散射矩阵”,或“S矩阵”。这个数据采集过程有关键作用,因为它可 以把所有的亚原子物理信息编集起来,也就是说,一旦了解了 S矩阵,就可以推 论出基本粒子的所有特性。

基本粒子物理学的目标之一,就是要为强相互作用预测出S矩阵的数学结 构。这个目标极其艰巨,一些物理学家甚至认为它已超出了任何已知的物理学 范围。而韦内齐亚诺和铃木真彦只是翻看了一本数学书就猜到了 S矩阵,由此 造成的轰动可想而知。

这个模型与我们迄今为止所见到过的任何东西都完全不同。一般情况下, 当有人提出一个新理论的时候(例如夸克),物理学家就试图对这个理论进行一 些修修补补,改变一些简单的参数(例如粒子的质量或耦合强度)。但是韦内齐 亚诺模型编制得如此精致,哪怕稍稍改动一下它的基本对称关系,就会使整个公 式作废。就像一件制作精美的水晶工艺品,任何改变它的形状的努力都会使它 破碎。

那数百篇论文虽然都只是对它的参数做了一些微不足道的修改,却已经摧 毁了它本来的美,而且至今一个也没能经受住考验。为数不多的几篇现在还能 让人想得起来的论文,都是那些想要理解这个理论为什么居然有效的,也就是那 些试图揭示其对称性关系的论文。物理学家们最终认识到,原来这个理论根本 没有任何可调整的参数。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
中超争议判罚!吾米提江拉人送点,三人同时犯规,VAR介入

中超争议判罚!吾米提江拉人送点,三人同时犯规,VAR介入

林子说事
2026-05-23 20:59:30
祖国人演员晒"被铁棍爆头"妆:这道具组是来真的

祖国人演员晒"被铁棍爆头"妆:这道具组是来真的

菜但瘾大第一名
2026-05-23 17:55:39
蓉城刹车!从9连胜到2连败 3大王牌缺阵后全场0射正 队史首负英博

蓉城刹车!从9连胜到2连败 3大王牌缺阵后全场0射正 队史首负英博

我爱英超
2026-05-23 22:03:11
68岁钢筋大爷:每月给搭伙老伴3500,因吃不上一顿可口的饭菜散伙

68岁钢筋大爷:每月给搭伙老伴3500,因吃不上一顿可口的饭菜散伙

施工员小天哥
2026-05-22 21:38:58
上海市一套叠墅973万起拍卖,遭33人抬价608次后以1744.6万成交

上海市一套叠墅973万起拍卖,遭33人抬价608次后以1744.6万成交

天天话事
2026-05-23 14:43:18
富途证券美股期权疑现「抢跑交易」,精准做空获利或达4.5个亿!

富途证券美股期权疑现「抢跑交易」,精准做空获利或达4.5个亿!

闻号说经济
2026-05-23 10:57:32
地下党范纪曼被判死刑,行刑前借口上厕所,看守摆手说:早去早回

地下党范纪曼被判死刑,行刑前借口上厕所,看守摆手说:早去早回

云霄纪史观
2026-05-23 19:45:39
公务员都不敢这样喝!贫困生每天一杯瑞幸,被同学举报后崩溃了

公务员都不敢这样喝!贫困生每天一杯瑞幸,被同学举报后崩溃了

妍妍教育日记
2026-05-23 20:42:06
为啥一片紫苏叶,能把人骨头缝里的阴寒湿气逼出来?

为啥一片紫苏叶,能把人骨头缝里的阴寒湿气逼出来?

江江食研社
2026-05-21 20:30:05
奚梦瑶:我生完小孩之后,因为骨盆一直开着

奚梦瑶:我生完小孩之后,因为骨盆一直开着

岁月有情1314
2026-05-23 02:26:32
外媒:004型核动力超级航母取得重大突破,威胁印太海上力量平衡

外媒:004型核动力超级航母取得重大突破,威胁印太海上力量平衡

零度Military
2026-05-22 21:01:57
越南那边,可能要出大事了

越南那边,可能要出大事了

回京历史梦
2026-05-23 16:35:45
厄尔尼诺推升高温可能,今夏全国最高用电负荷或达16亿千瓦,较去年“相当于多出一个河南省”

厄尔尼诺推升高温可能,今夏全国最高用电负荷或达16亿千瓦,较去年“相当于多出一个河南省”

每日经济新闻
2026-05-23 16:09:43
19岁男孩花106万元买金条,坚持用对公账户付款,店员悄悄叫来警察:钱是诈骗受害人赃款,男孩已被刑拘

19岁男孩花106万元买金条,坚持用对公账户付款,店员悄悄叫来警察:钱是诈骗受害人赃款,男孩已被刑拘

环球网资讯
2026-05-23 15:04:47
何九华官宣当爸仅1周,王鸥出手“反击”,这下里子面子全丢了

何九华官宣当爸仅1周,王鸥出手“反击”,这下里子面子全丢了

星星没有你亮
2026-05-22 06:54:17
挥泪斩马谡!皇马正式决定,8000万出售“顶星”!2.1亿强援空降

挥泪斩马谡!皇马正式决定,8000万出售“顶星”!2.1亿强援空降

头狼追球
2026-05-23 13:38:57
豆包就是这么糊弄人类的?

豆包就是这么糊弄人类的?

Vista氢商业
2026-05-23 11:09:04
王博:深圳人员不整依然打得很拼,现在要考虑总决赛的比赛了

王博:深圳人员不整依然打得很拼,现在要考虑总决赛的比赛了

懂球帝
2026-05-23 21:55:31
28岁女歌星整容成瘾!缺钱整容自己动手:脸上注射香油和水泥!

28岁女歌星整容成瘾!缺钱整容自己动手:脸上注射香油和水泥!

莫地方
2026-05-22 01:45:03
突发!炸裂性利好!又要暴涨!

突发!炸裂性利好!又要暴涨!

价值事务所所长
2026-05-23 21:02:17
2026-05-23 23:08:49
探索最新奇
探索最新奇
介绍世界最新奇发现神奇的世界
895文章数 6833关注度
往期回顾 全部

科技要闻

爆炸声中又迈一步!拆解马斯克“十二飞”

头条要闻

煤矿事故致90死 专家:瓦斯爆炸几乎不存在黄金救援期

头条要闻

煤矿事故致90死 专家:瓦斯爆炸几乎不存在黄金救援期

体育要闻

少年意气,正在改变中国足球

娱乐要闻

《浪姐7》三公,王濛赢麻了,张月实惨

财经要闻

股价暴跌!富途老虎是什么来头?

汽车要闻

油耗降一半/HEV核心部件终身质保 长安蓝鲸超擎双车上市

态度原创

健康
数码
游戏
家居
公开课

外泌体 ≠ 生长因子!它们之间究竟有何区别?

数码要闻

小米米家冰箱法式400L新品开售,国补价2549.2元

没有代餐的动作爽游,战双要把自己做到极致

家居要闻

低调传承 温润沉静

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版