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第一百七十七章 超弦理论

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后世,M理论被认为是最有希望解决物质与能量之间本质交互关系的终极理论。

但在这个时候,爱德华·威滕应该还没有完成M理论的研究工作,难道自己的庞氏几何给了他什么灵感不成?

庞学林道:“大概知道一些,在物理学中,有待解决的基本问题之一是如何实现引力的量子化,并将引力和自然界中的其他三种基本相互作用(电磁力,强相互作用,弱相互作用)统一起来,超弦理论是目前唯一能够实现上述要求的理论。”

威滕有些惊喜道:“太好了,庞,想必你也知道,超弦理论虽然貌似已经可以描述自然界相互作用之间的终极统一,但也存在几个问题。第一,目前物理学界存在五种量子力学意义下自洽的微扰弦理论,它们分别是两个IIA和IIB,一个规范为Apin(32)/Z2的杂化弦理论,一个规范群为E8×E8的杂化弦理论和一个规范为SO(32)的I型弦理论。它们在物理学意义上是等价的,我们没办法在理论上选择其中一种,而排除其余四种超弦理论的存在。”

“第二,五种微扰弦的自洽性都要求十维时空和时空超对称性,其自然标能为10^19GeV,在可预见的将来,我们不可能制造出一个如此高能的加速器对弦理论进行直接检验。因此,最小的检验要求便是某种微扰弦理论能给出四维时空下可观察的物理,如粒子物理的标准模型……”

“第三个问题,对一个描述自然界所有物理规律的终极理论而言,除了一些可能的基本常数如光速、普朗克常数和弦张力加上可能的初始值或者边界条件外,其他的量应该由该理论的动力学决定的。特别是,该理论的真空态应该由其动力学决定。”

“但是微扰弦理论从一开始就假定时空是平坦的,并要求弦的相互作用很小,以使得弦微扰展开有效。这些假定与终极理论要求是相悖的。因此,目前存在的五种微扰弦理论都属于极限理论,因而不太可能成为终极理论。”

“第四,从微扰弦理论来看,十一维超引力理论似乎与描述现实世界无关,我们知道,五种微扰弦理论的低能极限给出相应的超引力理论,而更低维的超引力理论,则对应于紧致化的超弦低能理论。如果微扰弦理论真的是终极理论,那么我们就没办法对十一维超引力子的存在给出解释。”

“但是如果我们将十一维时空的一维空间维数看成一个极小的圆圈,十一维超引力这时就给出其中一种超弦的低能有效理论。而此小圆圈的半径与此弦理论的相互作用强度成正


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