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它很美,以一种轻快的能量振动着,你感到自己被它吸引。难以抑制地,你伸出手去,捡起了它,就像它就是一根吉他弦。
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虽然这根弦并不由任何东西构成,但你看到其中包含着许多种振动,互相堆积叠加,就像乐器上的和弦。在真正的吉他上,最粗的那根弦给出了基调,其他的弦给出了更高的泛音或和弦。当你在这里看着弦时,它就像是一根吉他弦的模糊影像……但又不是吉他弦本身。这是一根没有任何实体的弦,或者如果你愿意的话,可以称它为量子弦,却又能够振动。记得当“量子”一词出现在一个普通名词之前,它所暗示的就是这个普通名词所表示的东西在“量子”之后已经面目全非。在这里,“量子弦”也已经完全不是普通的弦了。弦的振动产生的不是声音,而是光。一颗光子。电磁作用力的携带者。
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你前面见过的所有量子粒子,那些构成你身体和宇宙中所有物质的粒子,都能用这些弦的振动来表示……
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这时,你右边有些东西引起了你的注意,你转过自己那比微小还要微小的脑袋,看到了另一根弦,一根与原先那根不一样的弦。这次的弦不再像一根吉他弦,而是一个闭合的环。它也在振动。也是量子化的。但它的基本振动所对应的不是光子,而是引力子,引力的携带者。它就是量子化的引力。这个环,闭合的弦,告诉你正在引力的量子理论里穿行。将它置于任何地方,它的振动都会产生与引力完全相同的效应。弄乱了量子引力理论的无穷大不见了。永远消失了。因为你摆脱了事件的时间与空间的概念。在一个光滑连续的时空概念中,考虑点状的微粒们,你很容易就会联想到某个具体的时空点让它们碰撞。在量子场理论中,虽然它本质上相当怪异,但在考虑粒子们相互作用时,依然会说发生在时空上的某个特殊位置。而在弦理论中,就不再如此。在弦理论中,粒子就是弦的振动。弦的振动就是粒子。在它们整个长度与时间中,它们是散发开的。当它们互相作用时,并不发生在某个特定的地点或特定的时间。相互作用发生在整个弦上。这样你就移除了你先前碰到的那许多无穷大。
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这个环,这根闭合的弦,含着引力,它就是引力。因为你又有了能释放光子的开放的弦,这两种弦就统一了引力与电磁力……于是量子弦不只是一种量子引力理论。量子引力理论“仅仅”是解决引力问题,以量子的方式。它可不管别的什么量子场。但你在这里看到的量子弦却不同。
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那么其他的场会怎样呢?
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这里弦能够成为统一一切的理论吗?将引力和所有我们知道的量子场整合在一起?
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为此,它们还得对物质作出解释。
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物质在哪里?你没有看到任何物质。为什么这些弦如此特殊?它们存在的诡异之处何在?为什么理论家对弦如此着迷?
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你完全有理由这么想。虽然借助你所看到的那两根弦(一根闭合,一根开放),你已经能够解释很多现象,但很多并不是全部。“我们继续前进吧。”机器人说道,于是你俩又进一步收缩。
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与你相比,那根开放的弦现在已经变得巨大无比,你仔细看着它,发现与你看到它的第一眼相比,又有了更多细节。你接下来所要做的,没有一个由物质构成的人类能够做到,但现在,你能够做到。记住这一点:要想超越已知领域,就意味着总有一些东西需要被放弃。在这里,你需要放弃的是你所在宇宙的特殊性,也就是你或许认为你所在宇宙独一无二的这种想法。但还不止这些。
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从牛顿到爱因斯坦,你放弃了宇宙是静态的和一成不变的,以及引力是一种作用力的想法,你不得不引进时空这一概念,三维空间与一维时间交织在一起,成为四维的时空这一单一概念,而且时空自身还在质量与能量周围变形。从牛顿到量子物理学,你不得不放弃粒子是一个固定的点,你必须引入波、场、不确定性以及不同历史这些概念。现在,从引力理论、量子场理论到弦理论,你必须将所有一切基本概念转化成由闭合的或开放的弦所构成的理论。
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如果只是这样就简单了,可惜并不止这些。你在这里不得不放弃的是现实只有四维的观念。弦无法存在于一个只有四维的时空之中。它们需要更多空间。它们生活在一个十维宇宙中。
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当你随着机器人向弦靠近时,你开始看到在你所认为的被包含在我们宇宙中的每一点,还有另外六个全新的空间维度,每个都含着它们自己的世界。就是从这些微小的额外维度中,产生了构成我们自身的各种物质。
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如果我们世界的四维已经让你难以想象,更不要说十维了。不过不用担心。你只要知道它们从我们所熟悉的三维世界的上下、左右和前后的三个方向之外还向着不同的方向延伸就行了。它们过于微小,所以在真实生活中你无法感觉到它们的存在,也无法沿着这些新的方向移动。但现在机器人与你已经缩得足够小,所以你们可以。
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它们看起来是怎样的?
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这个问题无法回答。它们有那么多!有那么多可能性来综合多余的维度以构成一根弦……有那么多方式来将多余的维度包裹弦自身,每一种不同的包裹都产生一种不同的现实……理论物理学家们甚至猜测到底有多少种可能,他们得到的数字是大约: 100,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 ,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 种不同的可能性。每种可能性都有对应于一种宇宙的可能,虽然那种宇宙未必会与我们的宇宙相似。
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非常非常多的可能性。一个“1”后面跟着五百个零的数字。而你与我出生于其中的那一个宇宙或许只是这么多可能宇宙中的一个,或者是其中许多个中的一个。现在还没有人知道。甚至有可能所有这些可能的宇宙在某个阶段都的确存在,就在你不久前刚了解到的因永久暴胀而产生的那些泡泡宇宙之中。但在这么多可能的宇宙中,只有少数几个所遵循的自然规则与你所熟悉的我们宇宙的规则相同。你能够成为你自己,作为人类存在,这个宇宙必须选中一组特殊维度的组合,否则它的自然规则将无法允许我们存在。这种选择是如何发生的?依然没有人知道,只知道这种选择必然已经发生,否则你就不会存在此处,存在我们的宇宙之中。这种选择的论点被称为人择原理。它阐述的是在那些难以想象之多的可能存在的宇宙之中,我们只需要考虑与我们人类存在相容的那些,因为只有那些宇宙的存在才确保了我们人类的存在,让我们能够谈论这些宇宙,否则从人类的角度而言,一切都无从谈起。这是一个好主意。而且更好的是,并非所有的维度都必然微小,这些额外维度中的一个或几个可能很大。
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“跟我来。”机器人说道,用它的粒子发射管示意你跟上,“我们或许永远都不会再看到这些。”
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最最不可思议的事发生了。
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从一开始,你就被告知自己无法从宇宙之外来看我们所在的宇宙。那种所谓对于宇宙边缘、边界之类的讨论没有意义。根据定义,宇宙就是一切存在,讨论从上面或下面观察宇宙是什么样子是完全没有意义的。但是现在,你的机器人将你带到了宇宙之外。现在看起来,它的边缘的确存在。但它们并不存在于你的感官通常能够感知的那些维度之中。
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你已在宇宙之外。
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你看见了一切。
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