第一百七十七章 超弦理論
更新時間:2019-10-19 作者:幸運的球球
學霸的科幻世界 第一百七十七章 超弦理論
龐學林和凱瑟琳·墨菲聊了一下午。 這女人不愧是時代周刊的高級記者，很會掌控聊天的節奏。 從數學聊到生活，從生活聊到事業，一直到下午四點半，才結束了這場持續了三個多小時的訪談。 隨后，龐學林又配合時代周刊的攝影師擺了半個多小時的Pose，完成擺拍。 “龐老師，非常感謝您今天的配合，晚上可否有幸請您吃個飯？” 墨菲起身和龐學林握了握手，小指尖不著痕跡地在龐學林的手心撓了一下，似笑非笑地看著龐學林。 龐學林不動聲色地將手收回，剛要出聲拒絕，咖啡廳門口，愛德華·威滕匆匆走了進來。 “龐先生，抱歉沒打攪到你吧？” 愛德華·威滕看起來一副急切的樣子。 “威滕教授，沒事，我剛剛結束訪談，怎么了？” 龐學林疑惑道。 威滕道：“關于龐氏幾何，我想和你聊一聊，不知道你現在方不方便？” 龐學林朝凱瑟琳·墨菲聳了聳肩，露出一個抱歉的笑容道：“墨菲女士，很遺憾，看來晚上沒辦法和你一同吃晚餐了。” 墨菲挑了挑眉，刷刷刷在筆記本上寫下一串數字，將那一頁紙撕下來遞給龐學林，笑道：“這是我的移動電話號碼，我還會普林斯頓待上幾天，有時間的話，歡迎來找我！” 說罷，墨菲拿起錄音筆和背包，朝龐學林眨了眨眼，又對愛德華·威滕道：“威滕教授，我就不打攪您和龐老師了。” 這女人…… 龐學林搖頭笑了笑，對威滕道：“威滕教授，找我有什么事嗎？” 愛德華·威滕看了下四周，說道：“龐老師，我們找個安靜的地方聊一聊。” 龐學林道：“行，去我房間吧！” 來到龐學林居住的行政套房，兩人在辦公區坐下。 耿歡給兩人各送上一杯咖啡，然后悄無聲息地退出了房間。 威滕從隨身攜帶的小包中取出一疊寫滿公式的稿紙，說道：“龐老師，你知道超弦理論嗎？” 龐學林微微一愣，眼睛微微瞇了起來。 愛德華·威滕之所以能在理論物理學界有著如此響亮的名頭，最重要的原因便是他于1995年在超弦理論的基礎上，提出了M理論，將五種超弦理論以及十一維空間的超引力理論統一到一個單一的數學結構中。 這一工作掀起了第二次超弦革命，在后世，M理論被認為是最有希望解決物質與能量之間本質交互關系的終極理論。 但在這個時候，愛德華·威滕應該還沒有完成M理論的研究工作，難道自己的龐氏幾何給了他什么靈感不成？ 龐學林道：“大概知道一些，在物理學中，有待解決的基本問題之一是如何實現引力的量子化，并將引力和自然界中的其他三種基本相互作用（電磁力，強相互作用，弱相互作用）統一起來，超弦理論是目前唯一能夠實現上述要求的理論。” 威滕有些驚喜道：“太好了，龐，想必你也知道，超弦理論雖然貌似已經可以描述自然界相互作用之間的終極統一，但也存在幾個問題。第一，目前物理學界存在五種量子力學意義下自洽的微擾弦理論，它們分別是兩個IIA和IIB，一個規范為Apin(32)/Z2的雜化弦理論，一個規范群為E8×E8的雜化弦理論和一個規范為SO（32）的I型弦理論。它們在物理學意義上是等價的，我們沒辦法在理論上選擇其中一種，而排除其余四種超弦理論的存在。” “第二，五種微擾弦的自洽性都要求十維時空和時空超對稱性，其自然標能為1019GeV，在可預見的將來，我們不可能制造出一個如此高能的加速器對弦理論進行直接檢驗。因此，最小的檢驗要求便是某種微擾弦理論能給出四維時空下可觀察的物理，如粒子物理的標準模型……” “第三個問題，對一個描述自然界所有物理規律的終極理論而言，除了一些可能的基本常數如光速、普朗克常數和弦張力加上可能的初始值或者邊界條件外，其他的量應該由該理論的動力學決定的。特別是，該理論的真空態應該由其動力學決定。” “但是微擾弦理論從一開始就假定時空是平坦的，并要求弦的相互作用很小，以使得弦微擾展開有效。這些假定與終極理論要求是相悖的。因此，目前存在的五種微擾弦理論都屬于極限理論，因而不太可能成為終極理論。” “第四，從微擾弦理論來看，十一維超引力理論似乎與描述現實世界無關，我們知道，五種微擾弦理論的低能極限給出相應的超引力理論，而更低維的超引力理論，則對應于緊致化的超弦低能理論。如果微擾弦理論真的是終極理論，那么我們就沒辦法對十一維超引力子的存在給出解釋。” “但是如果我們將十一維時空的一維空間維數看成一個極小的圓圈，十一維超引力這時就給出其中一種超弦的低能有效理論。而此小圓圈的半徑與此弦理論的相互作用強度成正比。由此我們可以看出，十一維超引力應該與這種弦的非微擾理論的低能理論有關。換句話說，我們只有了解弦理論的非微擾性質才能解釋十一維超引力。” 龐學林饒有興致道：“威滕教授，那您的意思是……？” 愛德華·威滕的眼睛閃閃發光，說道：“我這幾年一直在尋求一種全新的理論，將五種超弦理論和十一維超引力理論統一起來，但始終找不到合適的數學工具去描述它，但這兩天通過對龐氏幾何的研究，我隱約感覺到了新理論的曙光。但是我對龐氏幾何的研究目前還相當淺顯，我需要你的幫助，或者，我們合作研究，去共同尋找一個全新的終極理論，你覺得怎么樣？” 龐學林看著愛德華·威滕的眼睛，沉吟了片刻，伸出手笑道：“合作愉快！” 學霸的科幻世界 第一百七十七章 超弦理論
龐學林和凱瑟琳·墨菲聊了一下午。 這女人不愧是時代周刊的高級記者，很會掌控聊天的節奏。 從數學聊到生活，從生活聊到事業，一直到下午四點半，才結束了這場持續了三個多小時的訪談。 隨后，龐學林又配合時代周刊的攝影師擺了半個多小時的Pose，完成擺拍。 “龐老師，非常感謝您今天的配合，晚上可否有幸請您吃個飯？” 墨菲起身和龐學林握了握手，小指尖不著痕跡地在龐學林的手心撓了一下，似笑非笑地看著龐學林。 龐學林不動聲色地將手收回，剛要出聲拒絕，咖啡廳門口，愛德華·威滕匆匆走了進來。 “龐先生，抱歉沒打攪到你吧？” 愛德華·威滕看起來一副急切的樣子。 “威滕教授，沒事，我剛剛結束訪談，怎么了？” 龐學林疑惑道。 威滕道：“關于龐氏幾何，我想和你聊一聊，不知道你現在方不方便？” 龐學林朝凱瑟琳·墨菲聳了聳肩，露出一個抱歉的笑容道：“墨菲女士，很遺憾，看來晚上沒辦法和你一同吃晚餐了。” 墨菲挑了挑眉，刷刷刷在筆記本上寫下一串數字，將那一頁紙撕下來遞給龐學林，笑道：“這是我的移動電話號碼，我還會普林斯頓待上幾天，有時間的話，歡迎來找我！” 說罷，墨菲拿起錄音筆和背包，朝龐學林眨了眨眼，又對愛德華·威滕道：“威滕教授，我就不打攪您和龐老師了。” 這女人…… 龐學林搖頭笑了笑，對威滕道：“威滕教授，找我有什么事嗎？” 愛德華·威滕看了下四周，說道：“龐老師，我們找個安靜的地方聊一聊。” 龐學林道：“行，去我房間吧！” 來到龐學林居住的行政套房，兩人在辦公區坐下。 耿歡給兩人各送上一杯咖啡，然后悄無聲息地退出了房間。 威滕從隨身攜帶的小包中取出一疊寫滿公式的稿紙，說道：“龐老師，你知道超弦理論嗎？” 龐學林微微一愣，眼睛微微瞇了起來。 愛德華·威滕之所以能在理論物理學界有著如此響亮的名頭，最重要的原因便是他于1995年在超弦理論的基礎上，提出了M理論，將五種超弦理論以及十一維空間的超引力理論統一到一個單一的數學結構中。 這一工作掀起了第二次超弦革命，在后世，M理論被認為是最有希望解決物質與能量之間本質交互關系的終極理論。 但在這個時候，愛德華·威滕應該還沒有完成M理論的研究工作，難道自己的龐氏幾何給了他什么靈感不成？ 龐學林道：“大概知道一些，在物理學中，有待解決的基本問題之一是如何實現引力的量子化，并將引力和自然界中的其他三種基本相互作用（電磁力，強相互作用，弱相互作用）統一起來，超弦理論是目前唯一能夠實現上述要求的理論。” 威滕有些驚喜道：“太好了，龐，想必你也知道，超弦理論雖然貌似已經可以描述自然界相互作用之間的終極統一，但也存在幾個問題。第一，目前物理學界存在五種量子力學意義下自洽的微擾弦理論，它們分別是兩個IIA和IIB，一個規范為Apin(32)/Z2的雜化弦理論，一個規范群為E8×E8的雜化弦理論和一個規范為SO（32）的I型弦理論。它們在物理學意義上是等價的，我們沒辦法在理論上選擇其中一種，而排除其余四種超弦理論的存在。” “第二，五種微擾弦的自洽性都要求十維時空和時空超對稱性，其自然標能為1019GeV，在可預見的將來，我們不可能制造出一個如此高能的加速器對弦理論進行直接檢驗。因此，最小的檢驗要求便是某種微擾弦理論能給出四維時空下可觀察的物理，如粒子物理的標準模型……” “第三個問題，對一個描述自然界所有物理規律的終極理論而言，除了一些可能的基本常數如光速、普朗克常數和弦張力加上可能的初始值或者邊界條件外，其他的量應該由該理論的動力學決定的。特別是，該理論的真空態應該由其動力學決定。” “但是微擾弦理論從一開始就假定時空是平坦的，并要求弦的相互作用很小，以使得弦微擾展開有效。這些假定與終極理論要求是相悖的。因此，目前存在的五種微擾弦理論都屬于極限理論，因而不太可能成為終極理論。” “第四，從微擾弦理論來看，十一維超引力理論似乎與描述現實世界無關，我們知道，五種微擾弦理論的低能極限給出相應的超引力理論，而更低維的超引力理論，則對應于緊致化的超弦低能理論。如果微擾弦理論真的是終極理論，那么我們就沒辦法對十一維超引力子的存在給出解釋。” “但是如果我們將十一維時空的一維空間維數看成一個極小的圓圈，十一維超引力這時就給出其中一種超弦的低能有效理論。而此小圓圈的半徑與此弦理論的相互作用強度成正比。由此我們可以看出，十一維超引力應該與這種弦的非微擾理論的低能理論有關。換句話說，我們只有了解弦理論的非微擾性質才能解釋十一維超引力。” 龐學林饒有興致道：“威滕教授，那您的意思是……？” 愛德華·威滕的眼睛閃閃發光，說道：“我這幾年一直在尋求一種全新的理論，將五種超弦理論和十一維超引力理論統一起來，但始終找不到合適的數學工具去描述它，但這兩天通過對龐氏幾何的研究，我隱約感覺到了新理論的曙光。但是我對龐氏幾何的研究目前還相當淺顯，我需要你的幫助，或者，我們合作研究，去共同尋找一個全新的終極理論，你覺得怎么樣？” 龐學林看著愛德華·威滕的眼睛，沉吟了片刻，伸出手笑道：“合作愉快！” 學霸的科幻世界 第一百七十七章 超弦理論
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