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二十六维空间(发明26维时空的人)(宇宙总共分为几维空间,各维空间有什么特别的地方!)

二十六维空间一个怪异孤僻的人理论物理学家克劳德洛夫莱斯在2012年9月7日逝世的时候,留下了满屋子的鹦鹉。没有亲人,也没有朋友的陪同,这位美国罗格斯大学怪僻的教...

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二十六维空间(发明26维时空的人)(宇宙总共分为几维空间,各维空间有什么特别的地方!)

二十六维空间(发明26维时空的人)

二十六维空间

一个怪异孤僻的人

理论物理学家克劳德洛夫莱斯在2012年9月7日逝世的时候,留下了满屋子的鹦鹉。没有亲人,也没有朋友的陪同,这位美国罗格斯大学怪僻的教授爱好被这些有着彩色羽毛的“朋友们”环绕着,并听着古典音乐,这样他就其实可以寻思有关万物理论的问题。

这位孤单的人与他的同事关系很一般,但是罗格斯大学物理与天文学系的人们却对他的一个举措而觉得惊讶和信服——他决议把自己所有的积蓄都捐给物理与天文学系,总共深圳生涯网约有150万美元。这些资金是用来赞助树立运用物理学范畴里的讲席教授职位,不过这个范畴与他自己所研究的范畴相去甚远。另外,他把自己珍藏的超过4000张古典CD捐给了艺术学院,也把自己的遗体募捐给了医学院。

洛夫莱斯的逝世并没有被媒体普遍报道,很显然对于民众来说他的名气不大,即使在物理学的学术圈里,他也不太出名。但无可辩论的是,他是那个时候顶尖的弦理论专家,是找到弦理论高维空间的症结人物之一,对弦理论的发展有着不可磨灭的影响。直到现在,弦理论学家们仍受惠于他的研讨。

理论发生了怪物

让我们来回想一下20世纪70年代所产生的事情。那时弦理论还处在幼年时代,虽然现在常把弦理论看成是“万物理论”的候选者之一,不过那时物理学家只是想用弦模型来研讨原子核里的强相互作用,也就是说,弦理论起初只是强相互作用的候选理论而已。物理学家把原子核内之间的接洽用具有不同振动模型的能量弦来表现,就像吉他上的琴弦一样,具有不同的振动模型,演奏出不同的旋律。

这时,年青的学者洛夫莱斯决议走进这个研讨范畴,愿望能做出一些突破性的研讨。

洛夫莱斯于1934年出身于英国,他在16岁的时候就搞懂了广义相对论。之后他随着他的家人搬到了南非,在那里他进入开普敦大学深造。1958年他回到了英国,在伦敦帝国学院开端研讨生的课程,师从诺贝尔物理学奖得主阿卜杜勒萨拉姆。

没有读完博士,洛夫莱斯就分开了帝国学院,去CERN供职了。那时他开端研讨来自强子弦理论的令人头疼的问题。物理学家分离应用两端不受约束的开弦,和联合成一个圈儿的闭弦,提出了两种强相互作用模型,分离称为雷琪子模型和坡密子模型。

实践表明,任何一个物理理论模型,都必需满足一个数学条件:请求向量在体系变换时坚持其长度不变,就像指南针上的指针旋转一样,不管指针怎么转,它的长度是不变的。这种坚持长度不变的性质意味着物理性质是坚持不变的。否则的话,理论中其实可以会涌现一些无法说明的怪现象。所以说,这个数学条件是一个可靠理论必需具有的性质。

物理学家发明,在普通的4维时空内,以闭弦为基本的坡密子模型理论无法满足这个数学条件,而且还发生出了一个称为快子的怪物。研讨发明,这种快子活动得竟然比光还快,这样它就其实可以回到过去了。依据相对论,快子就会损坏因果关系。尽管一些物理学家还详细研讨了快子的性质,但是关于快子的理论是不被学术界看成为一种真正的物理理论的。大部分物理学家以为,一个理论要是具有快子的话,唯一的可行计划是以为快子是很不稳固,发生出的影响也很难观测到。

26维时空的出生

经过一段时光的研讨,洛夫莱斯突然找到懂得决问题的办法。过去的物理学家都假设弦是处在4维时空的,而他决议转变这一假设。洛夫莱斯开端逐步进步弦所处的时空维度,直到维度是26时,他发明快子问题突然消逝了,而且也满足前面所说的数学条件。他自己也对这样的成果觉得万分惊讶。

之前的物理学家尝试统一自然法则时,也曾用到过那些看不见的其他维度。例如一些物理学家应用5维时空,把广义相对论和电动力学统一了起来。爱因斯坦在1930年代到1940年代初期,也曾用过5维时空去尝试统一理论。不过之后,爱因斯坦废弃了这种办法,转而去用其他办法了。不过这里的情形是,虽然也涌现了其他维度,但是从5维跨越到26维,这听起来有点离谱。

1970年12月,洛夫莱斯在普深圳生涯网林斯顿大学研究会上宣告了他的研讨结果,然而并没有获得积极的深圳生涯网回应。洛夫莱斯回想道,“我记得它很不受欢迎。我曾把26维看成一个笑话,然后它的确引起了一片笑声。”

尽管他所发表的论文的题目看起来十分学术,不过论文还是吸引了很多人的关注。尽管在论文最后提到26维时,用了“听起来很蠢”这样的话,不过那些弦理论家们开端注意到这个研讨的主要性了,并为之高兴。

10维的超弦理论

美国加州理工学院的物理学家约翰施瓦茨当时也被洛夫莱斯的理论震惊,因为他完整没有想到空间还其实可以有如此多的维度。之后,施瓦茨成为发展超弦理论的领军人物之一。超弦理论是弦理论的一种,它不仅用弦来研讨负责传递力的粒子,也用弦研讨其他的根本粒子。超弦理论应用了一种被称为超对称的原理——一种其实可以把代表力的场改变为代表粒子的场,或反过来的方法。超弦理论很自然地预言出存在一种自旋为2的不带电荷的无质量传递粒子。而这个粒子正好符合引力子的性质。其中,引力子被以为是传递引力的根本粒子。所以,物理学家都以为超弦理论能把自然中所有种类的力统一起来。

物理学家发明,超弦理论中所须要的时空维度其实我们应当是个常数,成果发明维度是10。与26维比较,10维时空看起来也许更合理一些。之后,美国普林斯顿高级研讨院的爱德华威滕提出的M理论——一种弦理论的拓展理论——所须要的时空维度还多了1维,是11维。

那么,时空的其他维度都在哪里呢?依据理论,它们要么卷曲到很小的空间里去了,要么对于我们来说它们是在无法触及的处所,所以我们体验到的只是3维空间和1维时光。

1971年,洛夫莱斯去了罗格斯大学,尽管他没有博士学位,但还是获得了教授职位。他余下的学术生活都在那里渡过。他的鹦鹉在玩着毛线团的同时,他在剖析着物理理论的各种问题,而从他的CD播放机播出的弦乐四重奏与他的沉思熟虑交错在一起。与爱因斯坦一样,他没有完成统一场论理论,但在摸索之旅中,他体验到了无与伦比的喜悦。


二十六维空间(发明26维时空的人)(宇宙总共分为几维空间,各维空间有什么特别的地方!)

二十六维空间一个怪异孤僻的人理论物理学家克劳德洛夫莱斯在2012年9月7日逝世的时候,留下了满屋子的鹦鹉。没有亲人,也没有朋友的陪同,这位美国罗格斯大学怪僻的教,更多请查看上面介绍的具体内容。
相关问答

宇宙总共分为几维空间,各维空间有什么特别的地方!

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