从5维到26维的飞跃——​一个无名小卒是如何使弦理论成为可能的

摘要:北京时间20200329关于【从5维到26维的飞跃——​一个无名小卒是如何使弦理论成为可能的】的具体情况和说明,让www.wjyzu.cn新闻频道的以图文形式为您慢慢道来。

一个你从未听说过的科学家是如何使弦理论成为可能的。

2012年9月7日,理论物理学家克劳德·洛夫莱斯去世。这位古怪的罗格斯大学教授既没有家人,也没有亲密的伙伴,他喜欢一边听古典音乐,一边思考统一场论的细微差别。作为一个与同事关系不是特别亲密的独来独往者,当他将自己全部150万美元的财富遗赠给同事时,物理和天文系的成员们都感到震惊和欣喜。这些资金被用来帮助在物理学的实际领域中确立自己的位置。他还将自己收藏的4000多张古典音乐CD捐给了罗格斯大学艺术学院,并将自己的遗体捐给了医学院。

虽然媒体很少提及洛夫莱斯的去世,但可以说,他关于弦理论一致性所需的高维数的一项重要发现,对该领域的历史产生了至关重要的影响。这一惊人的结果使他成为20世纪70年代初最有影响力的理论家之一。弦理论家仍在与它的影响作斗争。

让我们回到1970年,那时弦理论还处于初级阶段。虽然这些天我们把弦和“万物理论”联系在一起,但那时候它们被用来(作为弦模型)描述强核力的特性。今天我们知道,把夸克凝聚成质子和中子,而这些质子和中子又转变成原子核的强相互作用,是由一种叫做胶子的交换粒子来传递的。夸克与胶子的相互作用产生了一种被称为“约束”的情况,它能防止核粒子飞离:如果没有QCD的约束,原子核就会不稳定,我们也就不会在这里。

然而,在夸克和胶子被发现之前,日本物理学家南部洋一郎等人提出了弦理论,作为一种解释质子、核子和其他受强子作用的粒子之间的强大化学键的方法。(该理论从几何上呈现了加布里埃莱·维纳齐亚诺较早提出的一种方法,称为“双重共振”)研究人员将这种键建模为以不同模式振动的高能弦,就像以不同方式拨动的吉他弦,产生不同的和声。就在那时,洛夫莱斯以一个年轻研究者的身份进入了人们的视野,希望取得突破。

连接两个粒子的强子弦

洛夫莱斯1934年出生于英国,16岁时就学会了广义相对论。那时,他和家人已经搬到了南非,并在那里上了开普敦大学。1958年,他回到英国,在巴基斯坦物理学家阿卜杜斯·萨拉姆的指导下,在伦敦大学帝国理工学院完成了自己的研究生工作。

洛夫莱斯在2003年7月接受我的电子邮件采访时回忆道,我是个早熟的孩子。我在16-17岁时读过爱因斯坦和狄拉克的著作,并做了一些非常业余的尝试来构建统一的场论。这可能会让我以后对他们产生反感。萨拉姆后来因将弱相互作用和电磁相互作用结合起来而获得诺贝尔奖,他是我的论文导师,但我对他更大胆的推测不太感兴趣。”

没有完成他的博士学位,洛夫莱斯去了欧洲核子研究中心,在那里他开始探索一个关于强子弦理论的问题。研究人员已经开始使用两端松散的开放弦和闭合弦,以一个循环的方式连接,来模拟两种类型的相互作用,这两种相互作用在当时分别被称为雷格子和波美隆。要构建一个真实的波美子场论,需要一个统一性的性质:一个数学条件,通过这个条件,在转换过程中矢量的长度得以保留。一元算子使矢量在抽象空间中旋转,就像针在罗盘上旋转一样。当针转动时,它保持同样的长度。

类似地,酉算子可能改变矢量的分量,但其大小不变。在量子理论中保持大小通常意味着保持相同的总体概率,从而显示出相似的物理性质。否则,奇怪的现象就会在没有物理依据的情况下凭空出现。因此,统一性是理论的基本要求。

理论家们曾试图设计一个在时空四维空间中是单一的波美隆闭弦理论,但没有成功。相反,这个理论产生了一种叫做速子的怪物,它无视因果法则。速子是一种粒子或场,它的速度比光还快,并且在时间上向后运动。虽然一些研究人员,如格雷戈里·本福德已经推测了它们的性质,但它们从未被现实物理理论所接受。大多数物理学家认为,拥有一个具有速子的物理理论的唯一可行的方法是它们与该理论分离,这意味着它们不会影响由该理论产生的可观察到的现象,如截面和散射振幅。

科学哲学家约翰·诺顿在这张图中描述了速子的矛盾本质

恍然大悟的那一刻,洛芙莱斯突然意识到解决问题的办法就在眼前。假设人们放松了弦存在于四维世界的假设。他把他们周围环境的维度越调越高,发现恰好在D = 26时,速子问题消失了,统一性恢复了。他几乎不相信这样一个奇怪的结果。

他知道,早期的统一自然法则的尝试有时会利用一个看不见的额外维度。西奥多·卡鲁扎和奥斯卡·克莱因的工作独立地利用第五维度,在广义相对论的延伸中,努力将引力与电结合起来。甚至爱因斯坦在20世纪30年代和40年代早期也尝试过五维统一,但后来他放弃了这一想法,转而采用其他统一方法。然而,这是一个相当大的飞跃,从5维到26维;后者似乎高得离谱。

1970年12月,拉夫莱斯在普林斯顿的一次研讨会上做了一次关于他的工作的报告。事情进展并不顺利。“我记得它的信号很差,”洛夫莱斯说。“我把这26个维度当成了一个笑话,它确实能带来笑声。”

尽管如此,他还是将他的研究结果发表在了一篇题为《波美隆形式因素与双重雷吉削减》的论文中。它出现在1971年的《物理评论快报》上。虽然“认为这很愚蠢”他把D = 26的结果埋在了论文的最后,但弦理论家注意到了这一点,他们都惊呆了。

“洛夫莱斯的论文让所有人都大吃一惊,”当时在普林斯顿的加州理工学院物理学家约翰·施瓦茨在2000年的一次演讲中回忆道,“因为在那之前,没有人考虑过让时空的维度不为4。”毕竟,我们在做强子物理,4肯定是正确答案。”

施瓦茨成为超弦理论的主要开发者之一。超弦理论是弦理论的一个版本,它不仅用弦来模拟载体,也用粒子来模拟载体。超弦利用了超对称性——一种将代表力的场转换成代表粒子的场的假设方法,反之亦然。该理论的一个好处是,它自然地预言了带有自旋为2的量子性质的力载体的存在。自旋两个场符合引力子的特征,引力子是引力相互作用的载体。因为这个原因,超弦被视为一种可能的途径,来统一所有的自然力:重力、电磁力、强力和弱力。

研究人员得出了超弦理论一致的量纲。结果是D = 10。也许,如果洛夫莱斯没有得出他早期的结论,那么观察如此之多的维度的想法就会显得很荒谬。然而,以26为比较,10似乎更合理。m理论后来又增加了一个维度,将11作为标准。除了4个维度外,其他维度都是卷曲的或无法进入的;这就是为什么我们不能直接体验它们。

拉芙莱斯于1971年搬到罗格斯大学,尽管没有博士学位,她还是获得了一个教授职位。在他的整个职业生涯中,他一直呆在那里,努力研究各种不同版本的弦理论的细微差别,而他的长尾小鹦鹉则用它们自己的一种线来玩。他的CD播放机里播放着弦乐四重奏的旋律,充满了他沉思的空间。虽然和爱因斯坦一样,他从未实现过统一,但他在这个过程中找到了巨大的乐趣。

想了解更多精彩内容,快来关注老胡说科学


查看更多
《金瓶梅2之爱的奴隶》HD高清-免费完整版手机在线观看|《长沙保卫战》电视剧_《长沙保卫战》全集完整版在线播放_小7|《霹雳十杰》-情欲片免费观看|《风流大夫》BD高清_完整版高清版免费手机在线观看_剧情片 - 去|《鬼灭之刃》第19集-手机在线观看-比比奇|《黑暗圣经》特别版第01集完整版未删减免费在线观看|一串骊珠午夜日本大胆裸艺术陈桂鑫--mm131美女图片|一级做人爱c黑人免费一说说破女朋友处的感觉|三盲鼠下载观看-三盲鼠/桃色惊魂全集完整版喜剧片|不完美的她剧情介绍,不完美的她完整版在线观看,不完美的她好看吗?|丝袜诱惑美女-性感丝袜诱惑美女图-美女专区-美女图片|中文字幕 人妻熟女-成年轻人电影直接看|久久爱电影网-免费电影-迅雷电影下载|九州电影网_成年轻人电影直接看_午夜男女爽爽影院|五十度黑[2017]_BD720P官方中文字幕_在线观看_爱下|亚洲AV国产AV手机在线-狠狠色丁香婷婷综合久久|亚洲男人皇宫2019_亚洲第一大网站最懂男人心_亚洲第一|亲胸揉胸膜下刺激视频|人猿泰山_BD高清中字_在线观看_爱下电影网|伊人久久大香线蕉综合-女性私身体|

实时推荐

春晖微行动“六一”圆梦搬迁儿童
推荐 2020-06-02 02:01 684 2254
【六一特辑】东山检察公益诉讼护航未成年人成长
推荐 2020-06-02 02:01 837 8941
社区“乐龄乐童屋”助力社区管理共建
推荐 2020-06-02 02:01 811 5080
最高检白皮书:侵害未成年人犯罪高发,强奸犯罪居首位
推荐 2020-06-02 02:01 948 2049
帮180多家企业和个体户申报1.5亿元贷款资金,这个街一对一上门为企业纾困解难
推荐 2020-06-02 02:01 721 5272
裙子没人穿了,瞧新出的“妈妈套装”,宽松舒适,优雅大气显年轻
推荐 2020-06-02 02:01 147 5303
风大雨急!雷雨突至北京 乌云滚滚犹如电影大片
推荐 2020-06-02 02:01 523 9851
明星童年照:林志颖留蘑菇头,林心如摆脸,陈若仪超级可爱软糯
推荐 2020-06-02 02:00 879 952
金海岸社区举行庆“六·一”活动
推荐 2020-06-02 02:00 931 9792
贷款平台“刷脸”注册照片被用于注册企业 邹平打工仔莫名成企业法人
推荐 2020-06-02 02:00 478 9257
笔芯——“点亮微心愿,照亮大梦想”活动现场你来了吗?
推荐 2020-06-02 02:00 327 1288
今天起,这种垃圾在舟山不能随便丢了,即将开始收费!最近还有人被罚款……
推荐 2020-06-02 02:00 414 5609
六一儿童节长春朝阳区普庆社区党建联盟单位捐赠图书传爱心
推荐 2020-06-02 02:00 939 1891
大连百家餐饮企业承诺
推荐 2020-06-02 02:00 643 2353
泰安市立医院:神经内科启动“患者服务”主题月
推荐 2020-06-02 02:00 614 1518
她从不和我对视,却对手机里的动画片目不转睛!这位5岁女孩的妈妈,很崩溃
推荐 2020-06-02 02:00 255 9989
厦门这个12岁女孩有能量 热心公益 还是写作小能手,超级后浪”儿童节系列报道
推荐 2020-06-02 02:00 958 7405
莫拉蒂:罗纳尔多当老板的成就能超过我,他与代理人脱离关系就好
推荐 2020-06-02 02:00 539 3517
乌鲁木齐:夜经济恢复生机,人气旺起来
推荐 2020-06-02 02:00 355 4388
表现低于期望,鲁能这位小将需要努力了,不要让机会溜走
推荐 2020-06-02 02:00 741 4350
盘点火影手游中的毒瘤忍者,不仅技能机制恶心,奥义图也嘲讽拉满
推荐 2020-06-02 01:59 729 5950
光明高新技术产业园东片区规划调整
推荐 2020-06-02 01:59 687 6990
火影手游:这些忍者在上架前期待值拉满,上架后被各种吐槽
推荐 2020-06-02 01:59 672 6272
鲁能青训总监:打造国际最优秀足校之一 为国家队输送顶尖球员
推荐 2020-06-02 01:59 445 5559
杨李林到独山县第五小学开展“六一”慰问
推荐 2020-06-02 01:59 372 4613
为向阳小花点赞!创建无烟家园 绘出健康人生
推荐 2020-06-02 01:59 227 1582
几道简单菜又方便的家常菜给你,容易上手又超下饭
推荐 2020-06-02 01:59 163 756
丙村中学彻查宿舍危险违禁物品
推荐 2020-06-02 01:59 533 9616
女明星淡黄的长裙大比拼,谭松韵甜美如初恋,倪妮优雅似天鹅
推荐 2020-06-02 01:59 836 4992
【诚信清镇 志愿湖城】安全“童”行庆六一 文明实践暖苗乡
推荐 2020-06-02 01:59 999 4300
佩总给老詹找个替补?阿根廷新星就不错!湖人应相信科比看人眼光
推荐 2020-06-02 01:58 721 756
“稳就业,惠民生 促发展”吉首市2020年中式烹调班正式开班
推荐 2020-06-02 01:58 608 7202
何超莲号称赌王最美千金,穿红色连体裤同框郑秀文,气质不输明星
推荐 2020-06-02 01:58 102 7534
李石松与翠林投资集团座谈时强调:明确方向强谋划 务实合作抓推进
推荐 2020-06-02 01:58 922 8946
武陵源区:风里雨里,普法宣传走进您
推荐 2020-06-02 01:58 613 8352
兴火源“新基建”助力智慧社区建设,建立全场景运营服务体系
推荐 2020-06-02 01:58 129 9593
十大专项整治|西峰公安交警持续开展道路交通安全整治工作
推荐 2020-06-02 01:58 969 7056
豆瓣9.0,首部工人主题爆款台剧即将刷屏,展现底层小人物的生活
推荐 2020-06-02 01:58 641 5032
近期最好“磕”的爱豆私服来了,女明星的穿搭公式
推荐 2020-06-02 01:58 491 9044
白银高新区召开工程项目管理培训会
推荐 2020-06-02 01:57 692 4744
别样“六一” 飘扬的红领巾——塔河二小举行“争做新时代好队员”网络入队仪式
推荐 2020-06-02 01:57 928 4493
【大排查大整治】零陵:约谈农贸市场经营户
推荐 2020-06-02 01:57 521 9162
构建市场监管新模式 织密疫情防控大网络
推荐 2020-06-02 01:57 422 2111
创3:继陈卓璇触碰宋茜底线后,又一位学员也触碰,教练太难了
推荐 2020-06-02 01:57 938 860
看看王菲早年拍的电视剧,你能认识几部?都能秒杀现在很多艺人啊
推荐 2020-06-02 01:57 91 6028
科大讯飞第一季净亏损1.31亿元,同比下降229.02%
推荐 2020-06-02 01:57 847 7519
赛季独造33球!德甲1.2亿天才献世界级表演,姆巴佩的压力来了
推荐 2020-06-02 01:57 177 4831
10年NBA场均得分前6名,詹姆斯29.7分仅第二,球迷:杜兰特太厉害
推荐 2020-06-02 01:57 187 9516
赵薇扮“贵气”成功,穿孔雀绿长裙,又艳又高级
推荐 2020-06-02 01:57 381 2824
郭珍霓古装,白冰古装,佟丽娅古装,贾青古装,谁更美?
推荐 2020-06-02 01:57 273 5964
青州市检察院开展“同舟共济,检护明天”检察开放日活动
推荐 2020-06-02 01:56 982 6666
萍乡一超市仓库门被砸坏,被盗一百余条中高档香烟,价值10万元
推荐 2020-06-02 01:56 835 7795
六一特辑 | 农村法治宣传教育月之送法进校园篇
推荐 2020-06-02 01:56 263 6669
近期鸡蛋价格大跌,是什么原因造成的?
推荐 2020-06-02 01:56 575 517
新宝马M420i实车信息泄露!看看这双肾吧,这才叫放飞自我
推荐 2020-06-02 01:56 105 1334
蹉跎莫遣韶光老,人生唯有读书好
推荐 2020-06-02 01:56 307 5533
今夏很火的紫色,明星都在穿,你喜欢吗?
推荐 2020-06-02 01:56 455 8181
商丘市锦绣路小学举行“迎接少代会 争做好队员”入队仪式
推荐 2020-06-02 01:56 580 6043
苹果官方打折背后,iPhone面子形象不重要,有销量才是王道
推荐 2020-06-02 01:56 465 4228
重拳整治马路市场,怀化这里集中拆违开始了
推荐 2020-06-02 01:56 928 7781
推荐几款家常快手菜,食材简单还不贵,开胃又下饭
推荐 2020-06-02 01:56 299 8364
假如A股实现T+0后就取消涨跌停,保留10%涨跌停不行吗?
推荐 2020-06-02 01:56 908 8989
满城区司法局开展“法律进社区”宣传活动
推荐 2020-06-02 01:56 878 5867
烟台牟平:实战演练 提升应急处置能力
推荐 2020-06-02 01:56 192 5105
【儿童节特辑】长成路上 与法同行
推荐 2020-06-02 01:56 646 5811
新疆最甜攻略
推荐 2020-06-02 01:55 973 6306
宏远已“签下”第三外援?曾是小卡专属训练师,朱芳雨眼光太毒辣
推荐 2020-06-02 01:55 786 2601
NBA刺头球星,他又惹事了,街头胖揍白人小孩!这回却做得对?
推荐 2020-06-02 01:55 648 3137
刘翔一生夺37枚金牌,有人却谴责他2次奥运伤退,对手们赞其伟大
推荐 2020-06-02 01:55 768 2587
明尼阿波利斯黑人警察局长:我炒了四名涉事白警,因为他们反人类
推荐 2020-06-02 01:55 485 1796
赵露思选秀,丁禹兮选秀,吕小雨选秀,看到最后:还是大厂男孩儿
推荐 2020-06-02 01:55 740 9700
至今没有结局的电视剧,哪一部有望出续集
推荐 2020-06-02 01:55 679 9347
说法|校园欺凌、家庭暴力...检察官以案说法开展“在线”法治教育
推荐 2020-06-02 01:55 688 3292
【大排查大整治】东安:开展“护老行动”暨保健食品宣传活动
推荐 2020-06-02 01:55 416 5157
「新时代文明实践」登塘志愿者进村入户服务计生困难对象
推荐 2020-06-02 01:55 870 7839
6月起,这些新规标准开始实施!
推荐 2020-06-02 01:55 397 1760
朝阳市中级人民法院院领导 莅临双塔法院调研工作
推荐 2020-06-02 01:55 983 9509
今天起,江阴水上治超又有新动作了
推荐 2020-06-02 01:55 459 535
联合执法为孩子健康成长撑起“安全伞”
推荐 2020-06-02 01:55 465 7717
河北张家口高中开学啦!学生们家长们大箱小箱,有序进校报到
推荐 2020-06-02 01:55 687 8409
经区法院十年助学情不断 法官妈妈“六一”送爱进校园
推荐 2020-06-02 01:55 899 3174
再行动,再动员,将扫黑除恶专项斗争进行到底
推荐 2020-06-02 01:55 255 7839
新款马自达6,日系操控还是马自达强
推荐 2020-06-02 01:55 195 8936
【学校】南安市英都镇中心幼儿园开展第二次“新冠肺炎疫情防控开学应急演练”
推荐 2020-06-02 01:55 388 8592
38秒|智能测温手环上线!聊城这家幼儿园的孩子们收到特殊儿童节礼物
推荐 2020-06-02 01:55 587 1565
南湖新区长檀社区举办“书香陪伴 关爱留守儿童”活动庆“六一”
推荐 2020-06-02 01:54 761 1698
枣庄市第十五西校开展防溺水“六个一”活动
推荐 2020-06-02 01:54 262 5164
新田思源:关心留守儿童 关爱贫困学生
推荐 2020-06-02 01:54 706 5822
以点连线,绘制乡村振兴新蓝图
推荐 2020-06-02 01:53 637 2737
双槐树遗址的9个陶罐 可能记录了一次超新星爆发
推荐 2020-06-02 01:53 241 723
关晓彤也太受宠了吧!别人婚纱都是裙子,只有她的婚纱特别
推荐 2020-06-02 01:53 698 4664
果还没熟,丹东这个地儿的大地蓝莓已被预订收购
推荐 2020-06-02 01:53 489 1540
儿童节的儿科医院里,孩子们用绘画获得战胜疾病的勇气
推荐 2020-06-02 01:53 553 4691
跑男家族考听力题一脸懵,关晓彤的话却让人意外,学霸人设立住了
推荐 2020-06-02 01:53 366 1681
Chris Evans不会再次出演美国队长 自曝这一角色曾经拯救了他
推荐 2020-06-02 01:53 222 1272
贵气逼人!赵丽颖新造型不输豪门女星,把2万6的包背出百万奢华感
推荐 2020-06-02 01:53 866 4092
7岁甜馨近照被曝,与贾乃亮长得越来越像,浓妆艳抹出镜引争议
推荐 2020-06-02 01:52 681 8925
《燃烧》开始烧脑:三谜团待解,杨衡是许家骨血,男主愿望永落空
推荐 2020-06-02 01:52 728 5648
年过40的周昀美到窒息,再看看陈红,果然导演都很会挑老婆
推荐 2020-06-02 01:52 401 9034
澧县城建投公司为贫困儿童庆“六一”
推荐 2020-06-02 01:52 210 5919