弦理论的八维数字

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1、弦理论的八维数字.txt用快乐去奔跑，用心去倾听，用思维去发展，用努力去奋斗，用目标去衡量，用爱去生活。钱多钱少，常有就好！人老人少，健康就好！家贫家富，和睦就好。今天我的主题是弦论中的时空，弦论是一个还没有被证实的物理的理论，是理论物理学家讲出来，希望能描述所有已知物理现象的一个理论，但是因为它非常复杂，所以我们还没有办法计算出任何可以实验验证的结果，或者反过来说是，实验物理学家还没有办法做出任何我们理论可以算出来的对应的实验，反正，理论和实验这两边还没有办法凑拢，不过另外一方面弦论里面的一些性质已经让物理学家学到一些新的东西。那么今天我要

2、讲的主题是弦论里面所告诉我们有关时空中的了解的部分。　　在还没开始讲弦论之前，我必须要先稍微介绍一下标准的物理学已经被实验验证的部分，我们如何了解时空。那么现在已经被实验验证的最好的被用来描述时空的理论是爱因斯坦的广义相对论，广义相对论是重力的理论，基本的想法就是说时空的弯曲对应到我们平常观察到的重力，那么时空的弯曲它包括空间的部分也许是平的，但是加上时间以后是一个弯曲的三加一维的时空这种情形。那么时空的弯曲程度或者是它随时间的变化就是要用爱因斯坦写下来的广义相对论的爱因斯坦equation，然后根据能量的跟动量的分布来决定。但是在这个理论里

3、面，虽然说比起牛顿力学里面我们把时空当作一个固定的背景来描述，比起来是往前跨了一大步，因为时空弯曲的性质是由理论决定的，但是时空的维度和时空其它的性质比如说时空的这种平滑性，我们把时空看成是一个？，看成是一个连续平滑上面的一些函数，可以被微分的这些。　　所以基本的性质还是我们假设的。那么对基本的理论物理，基本的物理理论来说，希望我们的物理理论可以推出时空它所有的性质，它不是用人为的假设来决定。那么弦论虽然说还没有被实验验证，但是之所以会引起很多理论物理学家的兴趣的主要原因是它包含了广义相对论的量子化。那么近代物理最主要的两个发展是广义相对论跟

4、量子力学，但是很不巧的就是这两个理论很难放在一起，很难同时描述一个物理现象，是同时有这个量子化的效应跟广义相对论的效应的。如果你只是很难以把这两个理论放在一起的话，你会发现很多无限大、很多没有办法解释的事情。那么现在目前大家可以接受可以用来考虑广义相对论或者是重力的量子化的理论只有两个，一个就是弦论，还有另外一个理论就不要理他了，因为另外一个理论显然没有弦论好，所以我们今天就不谈。那么它也是唯一一个有可能解释其它已知物理现象的理论，另外一个理论只是完全只考虑重力的量子化，可是弦论是有可能可以包含所有其它已经观察到的作用力。　　这个图就是怎么样

5、用弯曲的时空来解释重力的一个示意图，不能够太严肃地看这个图，这只是一个感觉，有点像是一个沙发的表面，你把它看成是一个二维的空间这样，然后呢，这个一个重的东西放在这里的时候让这个表面弯曲，然后如果旁边有个弹珠滚过来的话，这个弹珠的轨道就会受到这个重的东西的影响而弯曲。不过其实这个图像严格来说是错的，因为我们现在考虑的时空本身之外没有别的空间，也就是说这个沙发的表面如果是时空的话，它没有第三维度的空间，其实应该是不存在的，而且其实在这个模拟里面，其实我们是用了地心引力的效果来解释这个弹珠的弯曲，但是实际上，当然你可以想象就是一个弹珠滚过来的时候，

6、这个弹珠因为某些原因要滚这个最短距离的线的话，要沿着测地线走的话呢，那它也是会走一个弯曲的路径。　　那么一个极端的情形就是中间这个球又小又重，那么它就有可能会形成一个黑洞，那形成黑洞的时候就是光如果在这个黑洞的？之内的话，这个里面的光没有办法跑出来，所以看起来这个洞像是黑的，我们把它叫做黑洞。　　好，前面讲的是广义相对论，所谓能在两分钟内讲完的广义相对论。接下来呢，我们应该就有一些时间可以讲弦论。我们讲弦论里面的时空性质之前，我们先讲一下弦论的一般的概念。弦论的意思就是相对于其它的一般的物理理论，其它的物理理论通常都是想象我们组成物质的基本的

7、东西都是粒子，用粒子去解释所有我们看到的东西，比如说我们看到的这些东西可能都是由原子所构成的，但是原子又是电子绕着原子核转，电子在我们现在的实验验证的理论里面是一个基本的粒子，原子核又可以拆成质子跟中子，然后呢，质子跟中子又可以拆成夸克，夸克在现在的理论里面是被当作基本粒子。那么除了这些组成物质是被看成粒子的这个形成的状态之外，粒子之间的交互作用力，比如说电子和质子之间的静电作用力，或者其它一般电磁波的电磁场的作用力，这些作用力也被看成是电荷之间交换光子的结果，也就是说呢，你想象有一个电子跑过来的时候呢，它忽然间丢一个光子出去，然后K到一个带

8、电荷的东西，那这两个带电粒子的路径就被改变了。　　所以在现在标准的理论里面，我们用粒子去解释物质的组成以及物质之间的交互作用。那弦论的讲法是说其实虽然我们现在所有的