物理老师没讲过的物理
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第31章 弦理论与多维空间

前面我们讲到,为了统一量子力学和广义相对论,科学家们创造了超引力理论。然而其中各种无限大因子却使得理论出现了各种各样的疑窦。

因而,人们从超引力理论之中抽离出来,聚焦于看起来更加完备的弦理论。

在弦理论之前,我们研究的基本粒子都被我们认为是存在于空间之中的一个独立的点。而在弦理论里面,基本的研究对象不再是点粒子,而是一个有着具体长度但是不具有其他维度的弦。

那么,一个占有空间中一点的粒子,它的历史可以用一条时空之中的线来表示,被称为“世界线”,而一根弦在时空之中的历史,可以用时空之中的一个二维曲面来表示,被称之为“世界面”。

那么,如果弦是宇宙的基本对象,我们日常观测的点粒子又是什么呢?在弦理论之中,这些原本被认为的点粒子,被描绘成了弦上的各种波。就如同振动在风筝线上的波。这种波在微观上,会被观测者观察到无规则甚至弦的形状,但是在宏观上,则表现为一个无特征的点。这一点,和物质波理论之中的波粒二象性达成了契合。

事实上,在常见尺度范围内,弦理论和广义相对论的某些预言是完全一致的。但是,在微观距离上(小于10的负三十三次方)上,两者之间的差别很大。

而让人无奈的地方在于,虽然弦理论一定程度上解决了超引力理论出现的局限性,但是其本身也会出现无限大的现象。更让人难以接受的是,弦理论似乎只有在时空是十维或者二十六维空间才能够协调,而不是我们通常理解的四维空间!

多维空间

零维空间:只存在于人们思想中的一个没有存在的点;

一维空间:存在于虚空中的一个真实的点,它的历史是一个顺着时间维度的延长线;

二维空间:一个时空之中的二维曲面,它的历史是顺着时间维度的一个柱体;

三维空间:我们日常生活的三维球形空间,历史则是我们所已知的世界的历史和未知的发散的未来历史长河;

四维空间:将一维时间拆分,出现不同时间维度的影世界,附着在主世界上向前流动。它的历史,就是不同的影世界和主世界相互干涉的历史长河。

五维空间:加入因果线,在不同的影世界与主世界之中,存在着必然维持、构建世界的主要因果线,它的历史,是不同因果线相互干涉下的历史长河。

六维以上的,我实在编不下去了。

现在主要讲自己刚刚想到的一个故事:假如你真的在未来建造了时空机器,穿越到了过去,那么,当你要改变过去的事件时,例如杀死你的祖父之类的,那么你是否可以想象一下,在你到达的那个影世界(任何世界都可是主世界,也会是其他世界的影世界),你的祖父死了。然而,这个现象会因为出现时空的悖论,使得这个影世界瞬间崩溃,所有的影世界最后坍缩形成的世界流上,你的祖父依然存在着。这也是我认为的为何即使你到达过去,却无法改变历史的原因。

那么,试想一下,如果你穿越到未来,会出现什么样的情况呢?

因为未来有着无数的影世界的线在流动着,也许你在未来作用下发生的变化,随着时间的流逝,所有影世界坍缩形成的现实中会出现你作用的现象,也许不会。至于存在的要素,在于改动本身是否更加契合整体世界的因果线的流动。

以上都是自己的臆测,有更好想法的可以在评论区探讨。

写书真的只能满足自己的表达欲望,不过也够了……