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马尔达西纳的惊人发现
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胡安·马尔达西纳与克劳迪奥·泰特尔鲍姆在各方面都不同。他不高而且冷静许多。我很难想象他穿着一套假军服，迅速地穿越危险的圣地亚哥的样子。而作为一个物理学家，他并不缺少勇气。在1997年他冒险提出了一个极其大胆的想法，一个与我在泰特尔鲍姆车上听到的一样疯狂的想法。事实上，马尔达西纳认为，两个看起来并不相似的数学世界实际上是相同的。一个（4+1）世界有四维的空间和一维的时间，而另一个是更像我们所生活的世界的（3+1）维。我将简化一下这个故事，对每一种情况都降低一维，使它变得更容易想象一些。根据这样的简化，我可以说平地的某种虚构的版本，或多或少都会与一个（3+1）维的反德西特世界相等价。
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这怎么可能呢？关于空间最明显的特征就是维数。无法确定空间维数，是一个极其危险的感知混乱。把二维错误地看成三维显然是不可能的，至少在理智和冷静的时候，或者你会那么想。
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马尔达西纳的发现其过程是一条崎岖而曲折的路。他在极端黑洞，D-胚和一些叫作矩阵理论的东西之间徘徊[214]，并最终以一个对全息原理非同寻常的证明结束。
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整套论证是从波尔钦斯基的D-胚开始。我们还记得一个D-胚是一个实物物体，可以是空间的一个点，一条线，一个面或者是一块充填空间的三维物体，这取决于其维度。D-胚区别于其他东西的特性就是基本弦可以在其上面终结。更具体点，我们考虑D2-胚[215]。考虑一个在三维空间中飘浮的平坦的二维平面，就像一块飞毯。开弦把它们的两头都连在D-胚上面。它们可以在D-胚上面滑动，但是它们不能跳入第三维。弦上的这些部分，就好比在一块没有摩擦的冰上滑冰的人，但是不能抬起他们的脚。从远处看起来，弦上的每一个部分就好像一个在二维世界中移动的粒子。如果有更多的弦，它们可能会碰撞，并结合形成更加复杂的东西。
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D-胚可以独自存在，但是它们黏性很强。如果把它们轻轻地带到一块，它们将黏在一起并形成一个有若干层的复合胚，就像下图所示的一样。
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我已经证明了D-胚是各自分立的，但是当它们结合在一起的时候，缝隙就消失了。一组结合在一起的D-胚被称为是D-胚垛。
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开弦在一个D-胚垛上面的移动，比在单个D-胚上的运动有着更丰富和多变的特性。弦的两端可以黏在垛中不同的胚上，就仿佛一块滑板在略有不同的两个平面上滑行。要追踪这些不同的胚，我们可以给它们定个名字。例如，在上面显示的垛中，我们可以分别称它们为红色、绿色和蓝色。
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在D-胚垛上滑动的弦其端点必定连在一个D-胚上，但是现在出现了若干种可能性。例如，一根弦的两端可以都连在红色胚上。那么这根弦为红—红弦。类似的还有蓝—蓝弦和绿—绿弦。但是弦的两端也可以被连在不同的胚上面。因此，还有红—绿弦、红—蓝弦，等等。实际上，在D-胚垛上移动的弦有9种不同的可能性。
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如果若干条弦被连在这些胚上，会有一些有意思的事情发生。
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在D2-胚垛上的弦看起来跟普通的粒子很相似，虽然是在一个只有二维的世界中。它们之间相互作用，当它们相撞时会散射，它们也会给相邻的弦施加作用力。一根弦还可以分裂成为两根弦。这里有一组图，描述了一根单个胚上的弦是如何分裂成为两根弦的。时间的顺序是从上到下发展的。
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一开始弦上的点与胚以某种方式相关联。在这种方式中所有的端点必须都是连在胚上面的，但是允许弦分裂成两根。而这幅图从下往上来看，就是一对弦结合形成一根单独的弦。
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这组图画的是在3D-胚垛上的弦。这组图描述了一根红—绿弦与一根绿—蓝弦相撞。这两根弦结合并形成了一根单根的红—蓝弦。
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一根红—红弦不能与一根绿—绿弦相结合，因为它们的端点永远不存在相接处。
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你是不是感觉你曾经见过这些？如果你读过第19章，你就见过。支配着连接在D-胚垛上的弦的规则与量子色动力学中胶子的规则完全一样。在第19章中，我曾说过一个胶子就像一根带有两极的磁棒，每一端被标上一种颜色。相似的还不只是这些。上面的图，很像QCD中胶子的顶角图。
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“D-胚上的物理”和通常世界的粒子物理的相似性令人兴奋和着迷，而且还极其有用。在下一个章节中我们将会看到这些。物理学家们将描述同一个系统的两种不同的方式称为“是相互对偶的”。光是波或粒子的对偶描述就是一个例子。物理学中到处都是对偶关系，所以对于马尔达西纳发现两种D-胚上面弦的对偶描述，并没有什么特别值得惊奇的。什么是新的呢，是闻所未闻的呢[216]？就是这两种描绘的世界带有不同空间维。
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我已经暗示了其中一种描述为（2+1）维平地版本的QCD。它描述了平坦空间的质子、介子和胶子球，但是不像真实的QCD，这里不包含有引力。与之对偶的另一半，即，描述同样的东西的另一种方式，描绘了一个三维空间的世界，但并不是任意的三维空间，而只是反德西特空间。马尔达西纳认为平地中的QCD与（3+1）维反德西特宇宙是对偶的。而且，在这个三维世界中，物质和能量行使的引力，就像在真实世界中一样。换句话说，一个（2+1）维包括了QCD而不含引力的世界等效于一个（3+1）维的带有引力的宇宙。
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