第3章 我们生存在“膜宇宙”上吗
我会像胶一样地黏住你,
黏住你,因为我已被你俘虏。
与好学的阿西娜不同,艾克从不爱看书。他只喜欢游戏、玩具和汽车。但是,艾克最讨厌在波士顿开车,因为这里的司机驾车鲁莽,路标也不清楚,马路总在没完没了地施工,艾克总是被困在路上。尤其令人懊恼的是,他看到前方不远处的公路上根本没什么车。虽然这样的公路非常诱人,可艾克一点办法都没有,毕竟他不是阿西娜养的猫头鹰,不能插翅飞上去。对被困在波士顿拥挤公路上的艾克来说,第三维根本毫无用处。
许久以来,几乎没有几个自重的物理学家会认为额外维度值得思考。它们纯属推测,又是那么怪异,没人能说出确定的东西。但是最近这些年,额外维度的命运出现了转机:它不再是不受欢迎的不速之客,而成了人们追求的、激发灵感的良友。这鹊起的声望要归功于“膜”以及由这些引人入胜的结构所带来的众多可能的崭新理论。
1995年,当来自加利福尼亚州立大学圣塔芭芭拉分校卡夫里理论物理研究所(KITP)的物理学家乔·波尔钦斯基(Joe Polchinsky)确认,膜是弦理论的基础时,整个物理界为之一震。但是,早在此之前,就有物理学家提出过薄膜状物质,例如p-膜(一些调皮的物理学家这么叫它的),是一种只在某些维度无限延伸的物质,它是物理学家用爱因斯坦的广义相对论导出的。粒子物理学家也曾提出过一些把粒子束缚于膜状表面的机制。但是弦理论里的膜是第一种已知既能束缚粒子又能束缚力的膜,我们很快就会看到,正是这一部分使它们吸引了所有人的兴趣。就像在三维空间里被困在二维公路上的艾克一样,粒子和力也会被困在一些叫做膜的低维表面上,即便宇宙仍有许多等待探索的其他维度。如果弦理论正确描述了我们生存的这个世界,那么,物理学家将别无选择,只能承认这种膜确有可能存在。
膜宇宙是一副令人兴奋的新景象,它彻底改变了我们最近10年对引力、粒子物理和宇宙学的理解。膜很可能在宇宙中存在,而且我们没有理由否认我们或许就生活在一张膜上。膜甚至有可能在决定我们宇宙的物理属性中发挥重要作用,并能最终解释可见的现象。如果真是这样,那么膜及额外维度必将永驻于此。
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