M理論——作為「物理的終極理論」被提出,希望通過一個理論來解釋所有物質與能源的本質與交互關係。
雖然我們有限的技術水平把我們限制在腳步剛剛邁出地球,但依靠更深層的理論和實驗,我們也在盡力探索著外太空。特別是在物理的更高層次,很多深藏的秘密都被揭示出來了。而這些揭示但凡打開了局面,就會像泥土深層的春筍,為我們自以為了解的世界頂開一片新的景象,這樣的景象甚至是我們從來不曾想過的。
理論的深淺
一般衡量物理理論的深淺,要看它改變了以前哪種程度上的世界觀,以及最終達到了什麼樣的效果。按這個標準看,相對論和量子力學的深刻性確實超乎了我們任何人的想像。僅時空和維度就讓我們變得暈暈乎乎的,誰能想到這個狹小且平凡的世界背後還藏著一個令人興奮的新世界。
最前面引用的M理論就是一個例子,當然要先告訴大家一個前提,M理論還沒有得到很多人的認可,它的真假也沒有得到更充沛的驗證。只是按照標準來看,緊靠一個理論就來解釋所有的物質,這確實能改變大多數人的世界觀。如果它真的被證實,那它的層次恐怕深得不能再深了。
M理論是什麼
簡單介紹一下今天的主角——M理論。首先我們得承認廣義相對論和量子力學是不相容的,這兩種尺度上的理論就是行走的兩個極端。M理論的最終目標,是要用一條規律來描述已知的所有物質。
在M理論體系中,時間分兩種。
意義上的時間:即有初始意義的時間,如宇宙大爆炸之後,時間開始計時。虛時間:虛時間沒有所謂的開端和結束,它一直存在,可以看作一條數學意義上無矢量的坐標軸。對廣義相對論來說,時空維度沒有上限,但M理論卻規定了一個上限,只有11個維度。而且M理論認為能量在自身維度下不是守恆的,其中的引力子會逃散到更高維度中,所以又稱它是11維度空間的超引力理論。
過小的世界
M理論所代表的範疇畢竟太小了,如果熟悉量子力學就會清楚,普朗克尺度之下隱藏著一個新奇的世界,那裡可能沒有時間和空間的定義。這樣過小的世界將給我們迎頭一棒——極難驗證。目前為止,還沒有能探測普朗克尺度之下事物的儀器,對謹慎的人類來說,又實在不願意用猜測一詞來驗證理論,這也是M理論一直沒被大部分人接受的重要原因之一。
以上,我們只是用「如果」來討論M理論的已有認知。沒有一個理論是完美無瑕的,在這裡我們也不是探討M理論是否正確,只是將這樣一個理論帶給屏幕前的你,至於對與錯,由你來評判!這樣一個融合量子力學、廣義相對論以及四大基本力的框架算是出現了,至於能給人們以前的世界觀帶來多大衝擊,這就是另一件事了。
最後借用愛因斯坦的一句話來結束:那是在黑暗中焦慮摸索的歲月,滿懷著強烈的渴望,有過信心,也有過動搖和疲憊,但終於看見了光明。