后续影响
ADD的建议是迷人的。谁会想到额外维度会有这么大?谁又会想到它们关系着诸如等级问题那样有着直接意义(至少对粒子物理学家是这样)的问题?但是,这个方案并不能实际解决等级问题,它只是把等级问题换成了另一个问题:额外维度会有这么大吗?对ADD图景来讲,这仍是一个突出的问题。如果没有新的、有待确认的物理原理,维度不应该大得这么超乎寻常。最起码,根据已知理论,要维持ADD假说所需要的大的平坦空间,我们仍需要超对称。在根本上,超对称能够稳定和加固大维度,不然它们将坍塌。而ADD的一个良好特征似乎就是它可以取消对超对称的需要,这就有点令人失望。
理论的另一缺陷在于它的宇宙学意义,若要理论与宇宙演变的已知事实相符,其中的某些数字必须经过谨慎选择。体空间必须含有很少的能量,否则,宇宙学演变就会与观察现象不一致。要解决等级问题,其关键就是要消除对庞大参数的依赖。
然而,许多物理学家乐于严肃地对待额外维度理论,并努力设计方法来寻找它们。实验者们尤其激动,乔·莱肯,费米实验室的一位粒子物理学家,在描述实验者们对于大额外维度的反应时说:“对他们来说,所有‘超越标准模型’的研究都是癫狂古怪的,是超对称?还是大额外维度?谁在乎呢,额外维度不见得会更古怪。
”实验者们迫切想找到一些新的东西,
而除超对称之外,额外维度又提供了另一有趣的可能。
理论家的反应也各不相同:一方面,大额外维度似乎是古怪的,以前从未有人想到过,因为人们想不出额外维度为什么要这么大的理由;另一方面,又没人能找到理由排除它们。事实上,在写第一篇有关大额外维度的论文之前,作者之一的吉亚·德瓦利曾在斯坦福谈到过它们。作者们知道他们的提议有多么激进,因此等着他们的发言遭到抨击。反对并没有那么激烈,这让他们松了一口气,可同时,也让他们感到沮丧——人们怎么可能如此平静地接受一个如此激进的观点?尼玛告诉我,第一次在网上贴出他们的论文时,他们经历了相似的感受:他们原以为会有大量的回复,不料只收到了两个。显然,只有我和里卡多·拉塔兹,一位意大利物理学家,对一些潜在的问题作出了评论。而即便是这两条信息也不是独立发出的:因为同在CERN参观,我们两人刚刚讨论过这篇论文。
后来,当物理学家领会了ADD模型的含义时,他们更加深入地研究了它于真实世界的作用,考虑了引力检验、加速器探索、天体物理结果及宇宙学含义。研究兴趣和风格不同的人,对此反应也不同。
探索标准模型细节的那些物理学家乐于接受一个可能的新观点,无论怎么说,它都是有趣的。令人惊讶的是,更多的抵触来自模型构建者,他们不愿意放弃超对称的观点,多年来,它已深入人心。我们必须承认,这么剧烈地改变标准模型将面临艰巨的挑战。所有的新模型都必须重现标准模型已经验证的那些特点,而对标准模型作出巨大改变的理论都需经历一段艰难的时日来面对这些挑战。而且,超对称的闪光点——耦合的统一,即在高能量上所有的力都将有同样的强度,将不得不被放弃。但是,并未完全投入超对称的年轻物理学家更兴奋:额外维度还是一个新兴的、未被冷落的题目,而且提出了新的挑战和开放的问题。
来自弦理论家的反应同样是复杂的。萨瓦斯·迪莫普洛斯开始他的项目时,他料到额外维度的研究会将弦理论和粒子物理的距离拉近。弦理论家确实给予了关注,但大多数人只是把大额外维度当做一个有趣的观点,认为它永远都不会对弦理论产生影响。对弦理论家来说,问题主要是理论性的:很难理解维度怎么会像ADD设想的那么大。
就我个人的观点,即便额外维度存在,我也不相信它们有这么大。[7]这既有理论原因(我们很难得出这么大的额外维度),也有现实依据(这很难让宇宙学有所结果),这一观点似乎有点瞎猜。即使是作为主角之一的尼玛,在这一点上也持怀疑态度,但这是一个非常重要的理论观点。这个新的、以前从未被探索过的提议让我们进一步意识到我们对引力和宇宙的形状是多么无知。ADD的论文激发了大量的新思想,无论这一观点最终能否证明正确,它都对物理学家的思想产生了重要的影响。大维度图景引出了有关额外维度的许多新见解,以及有关实验测试的许多新观点。等LHC开始运行之后,理论偏见将无关紧要,因为实实在在的数据所代表的含义将不容争辩。谁知道呢?也许他们最终会是正确的。
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