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1700933644 单个额外维并不会提供很多种变化的可能性。在紧致方向上的移动,就像绕着一个圈走,但自己却没有发现。但是两个额外维就允许了无穷多种变化的可能性。这两个额外维可以形成一个球面,一个圆环面(一个炸面圈的表面),[182]
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1700933649 一个带有2个或3个孔的炸面圈
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1700933654 或者甚至是一个被称为克莱因瓶的诡异空间。[183]
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1700933656 画出两个额外维并不是那么的困难——我们刚才就画过了——但是随着维数增加,去想象它们变得越来越难。到你增加到弦论所需要的六维时,不借助数学而凭空想象是不可能的。这种弦论学家用来紧致化这6个额外维的特殊的几何就被称为卡拉比—丘流形[184]。而且这种流形有几百万种,没有两种是一样的。卡拉比—丘流形极其复杂,它带有几百个孔以及难以想象的椒盐卷饼式的扭曲[185]。然而,数学家们可以通过切片的方法,降低它们的维度并画出它们,这类似于嵌入图。这就是一幅典型的卡拉比—丘空间的二维片层图。
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1700933667 我将试着向你们展示普通空间中每一个点上都加入一个卡拉比—丘流形后的样子。首先,我们来看那些通常的维度,像人这类的大型生物可以在其上面移动。(我把它画成了二维的,但是到现在你们应该能够在脑中加上第三维。)
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1700933672 在三维空间的每一个点上还有其他6个紧致维,一些极小的物体可以在其上面移动。出于无奈,我所画的只能是分立的卡拉比—丘空间,但是你应该把它们想象成是分布在普通空间的每一个点上。
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1700933674 现在让我们回到弦上面。一根普通的蹦极绳可以往很多方向伸展——例如,沿着东西轴,南北轴抑或上下轴。它也可以以很多角度伸展,如朝北但是偏西10°。但是如果有额外维,会增加更多的可能性。特别是,弦可以绕着紧致方向延伸。一根闭弦可以绕着卡拉比—丘空间缠一圈或更多,而不沿着空间中的那些通常的方向延伸。
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1700933682 我想使问题更加复杂一点。弦不仅缠绕紧致空间,同时还在摆动,而且这种摆动会沿着弦传播,就像一条蛇那样。
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1700933684 将一根弦缠绕在一个紧致维上并使其摆动是需要能量的,所以由这些弦描述的粒子,要比通常的粒子重。
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1700933686 作用力
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1700933688 我们的宇宙不仅有空间、时间和粒子,还有作用力。作用在带电粒子上的电磁力,可以移动小片的纸和灰尘(回想一下静电力),但更重要的是,这些力使原子中的电子保持在它围绕原子核的轨道上面。作用在地球和太阳之间的引力,使地球在它的轨道上运动。
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1700933690 所有作用力根本上都是起源于单个粒子间的微观作用力。但是这些粒子间的作用力是从哪儿来的呢?对于牛顿而言,普适的质量间的引力是自然界的一个客观事实——一个他可以描述但无法解释的事实。在19世纪和20世纪,物理学家们,如迈克尔·法拉第、詹姆斯·克拉克·麦克斯韦、阿尔伯特·爱因斯坦和理查德·费曼,以他们深刻的洞察力用一些更为简单的基本概念来解释什么是作用力。
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