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三分钟看懂“超弦理论”
作者:科罗科普 发布时间:2017-12-7 浏览次数:233 

       在很多人眼里超弦理论非常高深莫测,晦涩难懂,理解每一个问题都涉及到很多分支,这里小编用最通俗易懂的语言,给大家科普下超弦理论,其实主旨大意非常简单。

三分钟看懂“超弦理论”,万物的本质只是振动的能量而已

       在超弦理论还没被提出之前,物理学界诞生了两大重要的理论,一是爱因斯坦提出的相对论,二是量子力学的建立,虽然两者当时并未被证实,但两者的理论在各自领域对说明很多物理问题都取得了成效,看似双方都正确的情况下却出现了一点小问题。量子力学描述的是微观世界(例如原子量级大小的物质)的现象和规律,在量子力学中的万有引力小到完全可以忽略,而广义相对论涉及到宏观大尺度的物体运动包括了空间的扭曲产生了“引力”这种现象。

三分钟看懂“超弦理论”,万物的本质只是振动的能量而已

      当科学家讨论到宇宙大爆炸的时候(宇宙大爆炸的奇点和爆炸的瞬间),这一现象既属于微观尺度又属于宏观尺度,量子力学和广义相对论的矛盾就出现了,两者把物理定律搞的一团糟,开始有点自相矛盾。

三分钟看懂“超弦理论”,万物的本质只是振动的能量而已

       这个时候超弦理论就登场了,试图统一量子力学和广义相对论的矛盾,也试图将世间万物的存在都统一到“弦”上,当然这根弦不是我们能够观察到的,超弦理论认为组成我们世界的物质包括原子,电子,夸克等都不是由实体物质构成的,而是由万物的基本单位“弦”的振动所构成,弦的不同振动方式会形成不同的粒子。

      假设弦以A方式振动那么会出现顶夸克,以B方式振动会出现底夸克,以C方式振动会出现光子等。弦的振动产生了微观粒子,微观粒子又构成了世界,并且弦的振动是一种能量到实体物质的转化,我们无法捕捉到弦,就像我们无法实际捕捉到“能量”。在超弦理论中,万物的本质只是振动的能量而已。

三分钟看懂“超弦理论”,万物的本质只是振动的能量而已

      在超弦理论还没出来之前人类对于维度的探索止步四维,超弦理论诞生后的一个重点就是人类认知的维度变成了十维空间加上一维时间即十一维时空,人类生活在三维空间中,在三维空间中的人是无法感知高维度的存在,就像人类是无法听到超声波也看不见红外线的,需要借助仪器才可以。

      而超弦理论之所以搞那么多维度出来是为了实现大统一。科学家试图在三维空间内解释,但是发现低维度根本无法诠释,所以就开始提高维度,直到提高到了十一维空间才统一了四种基本的相互作用力(万有引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用),这才解决了量子力学和相对论之间的不恰,完成了大统一。

       虽然超弦理论目前也是尚未被证实的理论,但它所构建出来的框架可以将矛盾点所融合,或许将来有一天的科学家可以将超弦理论的版图拼凑整齐,为物理学翻开一页新的篇章。

 
 
 

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