基本簡介
像斯蒂芬·霍金、卡爾·薩根一樣,格林善于將深奧的科學理論用淺顯易懂的話語向大眾解說。格林是還是一名科普明星,因其知識淵博和迷人的風范,他成為眾多媒體追逐的熱點人物并參演了多部紀錄片和影視劇。格林在科普上的最大貢獻是向公眾普及了弦理論。1999年,他的出版了介紹弦理論的通俗讀物《宇宙的琴弦》(The Elegant Universe),該書全球銷量達一百多萬冊,曾在紐約時報的暢銷書排行版上名列第四,并入圍普利策獎的最終評選,2000年獲英國皇家學會科普圖書獎。根據(jù)該書制作的紀錄片曾三次獲得艾美獎提名,最終獲得皮博迪獎。2004年,作者推出《宇宙的構(gòu)造:空間、時間與現(xiàn)實的結(jié)構(gòu)》(The Fabric of the Cosmos:Space,Time,and the Texture of Reality)。該書的問世,使他再度成為大眾矚目的焦點,在該書中,格林將玄之又玄的"弦理論"、不可思議的"時間旅行"、十一維空間和宇宙圖景向我們娓娓道來。2008年,他和妻子特蕾西·戴發(fā)起創(chuàng)辦世界科學節(jié)。2011年,他出演《生活大爆炸》第四季第二十集,在劇終向聽講者(謝耳朵也在里面)講解了新書《隱藏的宇宙:平行宇宙是什么》,該書出版后連續(xù)數(shù)月蟬聯(lián)亞馬遜同類書籍排行版首位。
人物事記
1963年,出生于紐約市。父親艾倫·格林是一位作曲家,母親從事獸醫(yī)工作。
1975年,12歲,在哥倫比亞大學博士生奈爾·比迪遜(Neil Bellinson)的指導下學習高等幾何和數(shù)論。
1980年,17歲,考入哈佛大學。
1984年,21歲,本科畢業(yè);獲得羅德獎學金,在英國牛津大學攻讀博士,師從格拉漢姆·羅斯。
1986年,23歲,在《物理快報B》上發(fā)表了第一篇論文,題為《Supersymmetric Cosmology With A Gauge Singlet》;博士畢業(yè)后返回哈佛大學,成為博士后。
1990年,27歲,在《核物理學B輯》上發(fā)表了一篇題為《Duality In Calabi-Yau Moduli Space》的論文,至今已被引用300余次;成為康奈爾大學的物理教師。
1995年,32歲,成為正教授。
1996年,33歲,成為哥倫比亞大學的物理系和數(shù)學系的教授。
1999年,36歲,出版科普讀物《宇宙的琴弦》,入圍普利策獎(非虛構(gòu)類),全球銷量超過一百萬冊。
2000年,37歲,《宇宙的琴弦》獲得英國皇家學會科普圖書獎;在電影《黑洞頻率》中飾演自己;在電影《Maze》中飾演路人。
2003年,40歲,與PBS合作拍攝了3集紀錄片《優(yōu)雅的宇宙》(有興趣可以在紀錄片之家中載到后觀看,但請支持正版)。
2004年,41歲,出版科普讀物《宇宙的結(jié)構(gòu)》;成為紐約時報的專欄作者。
2007年,44歲,在電影《魔力的玩具盒》中飾演一名科學家。
2008年,45歲,出版科幻讀物《時間邊緣的伊卡洛斯》。
2010年,47歲,《時間邊緣的伊卡洛斯》被拍成同名電影。
2011年,48歲,與PBS合作拍攝4集紀錄片《宇宙的構(gòu)造》;出版科普讀物《隱藏的現(xiàn)實》;出演美劇《生活大爆炸》第四季第二十集,并在劇中宣傳《隱藏的現(xiàn)實》一書。
2012年,49歲,獲得美國物理教師協(xié)會的特邁爾紀念獎。
人物作品
廣義相對論描述的是大質(zhì)量物體,如星體及星系;量子物理描述的則是原子及更小的粒子以及他們間的基本作用力及平滑時空(電磁力、強力和弱力)和微觀下時空劇烈的量子漲落 弦理論會吸引這么多注意,大部分的原因是因為它很有可能會成為終極理論。目前,描述微觀世界的量子力學與描述宏觀引力的廣義相對論在根本上有沖突,廣義相對論的平滑時空與微觀下時空劇烈的量子漲落相矛盾,這意味著二者不可能都正確,它們不能完整地描述世界! ∠依碚搶崿F(xiàn)愛因斯坦的夢想,弦理論認為我們生活的宇宙是現(xiàn)實與科幻交織而成,這是一個11維的宇宙,而平行的世界觸手可及。弦理論的基本理念簡單的出奇,它認為世界萬物,無論是微小的粒子還是最遙遠的星球都由同一種元素組成 —— 一種小到無法想象且?guī)в心芰空饎拥募毥z,也叫作弦。就如大提琴上的弦一樣可以演奏出大量不同的音符,在弦理論中這種微小的弦以大量的不同方式振動著,從而組成了自然界的萬事萬物,也就是說整個世界如同一只浩大無匹的宇宙交響曲在一切這種細小能量絲振動發(fā)出的各種音符中轟然奏響! ∠依碚撋性诿妊科,但它卻展現(xiàn)了徹底嶄新的宇宙圖景;A物理學的整個目標——就是試圖將越來越多的世界表象歸結(jié)為越來越少,越來越簡單的法則,一種囊括大量不同類型物理現(xiàn)象的理論。1655年艾薩克·牛頓重新描繪了我們的宇宙背景,在他那個時代里一次大膽的猜想中,牛頓聲稱將蘋果拉向地面的力與維持月球繞地球公轉(zhuǎn)的力實際是同一種力,并命名為引力,這種法則將天上與地下統(tǒng)一在一起也是這種法則統(tǒng)治著行星運動,潮漲潮落以及我們身邊蘋果的落下,這是對我們眼中自然界的一次美妙的統(tǒng)一。引力是科學上第一種被了解到的力,最終又有三中力隨之發(fā)現(xiàn)(電磁力、強力和弱核力),雖然牛頓發(fā)現(xiàn)了引力法則,遠在300年前,但他用來描述這種力的公式的預言如此精準,至今我們?nèi)栽谘赜茫ū热缛绾巫尰鸺咸欤枰啻笏俣葦[脫地球引力),但這力有個問題,雖然他的公式精確的描述了引力的強度但卻有個尷尬的問題——引力是如何產(chǎn)生的呢? 直到20世紀初,瑞士專利局辦公室里一名默默無聞的小職員才改變了這一切。 他一邊審閱著專利申請一邊思考著光的特性,愛因斯坦卻從未料到他對光的思考引領(lǐng)他解開牛頓的迷題——什么是引力。26歲時愛因斯坦就有驚人的發(fā)現(xiàn),即光速是一種宇宙速度的極限,宇宙中沒有任何一種速度超過它,但是愛因斯坦公開他的發(fā)現(xiàn)不久,他就發(fā)現(xiàn)與引力之父之間發(fā)生了矛盾。問題在于認為沒有任何速度可以超過光速的理念與牛頓的引力理論相互沖突,為了理解這種矛盾,我們可以做一個實驗——假設發(fā)生一場宇宙災難,想象一下突然之間毫無征兆的,太陽不見了 ,徹底的蒸發(fā) 。那么現(xiàn)在根據(jù)牛頓理論它會對星球產(chǎn)生什么影響呢? 根據(jù)牛頓理論預言隨著太陽的毀滅,星球馬上會脫離它們的道傾斜著飛出軌道,也就是說牛頓認為引力是超越任何距離瞬間的作用,所以我們馬上會感到太陽消失帶來的效果! 〉菒垡蛩固拱l(fā)現(xiàn)了牛頓理論的一個問題,通過他對光線的研究,愛因斯坦發(fā)現(xiàn)光并不是瞬時傳播的,實際上太陽的射線穿越九千三百萬英里射到地球上,大約需要8分鐘,由于他已經(jīng)證明了沒有任何東西哪怕是引力會比光速快,那么地球怎么會在沒有因為太陽消失的影響陷入黑暗前就從自己的軌道上脫離呢,愛因斯坦認為比光跑的更快的東西是不存在的,這也就意味著250年來的牛頓引力理論是錯誤的!那么牛頓錯了,行星們有是如何運行的呢! ∮谑墙(jīng)過十年的探索他用一種新的統(tǒng)一方式得出答案,他開始思考一種三維空間以及一維的時間共同構(gòu)成一種模式“時空”,通過這種四維時空的幾何構(gòu)造,就能簡單的談到將事物沿著這一時空構(gòu)造的表面平移,如同蹦床表面一樣,這種統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)可以被質(zhì)量大的物體如星球彎曲和延展,而正是這種扭曲或弧形的時空造成了我們所感覺到的引力。一個類似地球的行星沿著軌道運動并不是牛頓理論所言因為太陽發(fā)出的持續(xù)不斷的引力抓住了它,而僅僅是因為它隨著由太陽造成的空間結(jié)構(gòu)的曲線在運動。那么在重復上面的實驗,當太陽突然消失時會發(fā)生什么呢?
太陽消失,引力的擾動將會造成沿著空間結(jié)構(gòu)延伸的一道波,就猶如在湖心投進一顆石子,造成漣漪在水面蕩漾開去,所以在這道波到達之前我們感覺不到任何事情,地球仍在軌道上。此外,愛因斯坦計算出這種引力的波正是以光的速度傳播,于是采用這種新方法愛因斯坦解決了與牛頓之間關(guān)于引力傳播速度的矛盾,更重要的是愛因斯坦描繪出了一個新的世界來說明引力的本質(zhì),那就是一個由時間和空間組成的曲面和弧面結(jié)構(gòu),愛因斯坦把這種對引力的新的描繪稱之為“廣義相對論”。
弦論未來
【科學美國人 中文版;何毓嵩 譯;曾少立 !课锢韺W家、《優(yōu)雅的宇宙》作者布賴恩·格林(Brian Greene)訪談錄 過去一談到弦論,人們就感到頭暈腦脹,就算是弦論專家也煩惱不已;而其他物理學家則在一旁嘲笑它不能做出實驗預測;普通人更是對它一無所知?茖W家難以同外界說明為什么弦論如此刺激:為什么它有可能實現(xiàn)愛因斯坦對大統(tǒng)一理論的夢想,為什么它有助于我們深入了解“宇宙為何存在”這樣深奧的問題。然而從1990年代中期開始,理論開始在觀念上統(tǒng)合在一起,而且出現(xiàn)了一些可檢驗但還不夠精確的預測。外界對弦論的關(guān)注也隨之升溫。今年7月,伍迪·艾倫在《紐約人》雜志的專欄上以嘲弄弦論為題材——也許這是第一次有人用“卡拉比-丘”空間理論來談論辦公室戀情。 談到弦論的普及,恐怕沒有人能比得上布賴恩·格林。他是哥倫比亞大學的物理學教授,也是弦論研究的一員大將。他于1999年出版的《優(yōu)雅的宇宙》(The Elegant Universe)一書在《紐約時報》的暢銷書排行榜上名列第四,并入圍了普利策獎的最終評選。格林是美國公共電視網(wǎng)Nova系列專輯的主持人,而他近期剛剛完成了一本關(guān)于空間和時間本質(zhì)的書!犊茖W美國人》的編輯George Musser最近和格林邊吃細弦般的意大利面邊聊弦論,以下是這次“餐訪”的紀要! A:有時我們的讀者在聽到“弦論”或“宇宙論”時,他們會兩手一攤說:“我永遠也搞不懂它!薄 「窳郑何业拇_知道,人們在一開始談到弦論或者宇宙論時會感到相當?shù)某粤。我和許多人聊過,但我發(fā)現(xiàn)他們對于這些概念的基本興趣是那么的廣泛和深刻,因此,比起其他更容易的題材,人們愿意在這方面多花點心思! A: 我注意到在《優(yōu)雅的宇宙》一書中,你在很多地方是先扼要介紹物理概念,然后才開始詳細論述。實現(xiàn)突破與否,往往就取決于一點點洞察力! 「窳郑何野l(fā)現(xiàn)這個法子很管用,尤其是對于那些比較難懂的章節(jié)。這樣一來讀者就可以選擇了:如果你只需要簡要的說明,這就夠了,你可以跳過底下比較難的部分;如果你不滿足,你可以繼續(xù)讀下去。我喜歡用多種方式來說明問題,因為我認為,當你遇到抽象的概念時,你需要更多的方式來了解它們。從科學觀點來看,如果你死守一條路不放,那么你在研究上的突破能力就會受到影響。我就是這樣理解突破性的:大家都從這個方向看問題,而你卻從后面看過去。不同的思路往往可以發(fā)現(xiàn)全新的東西! A: 能不能給我們提供一些這種“走后門”的例子? 格林: 嗯,最好的例子也許是維頓(Edward Witten)的突破。維頓只是走上山頂往下看,他看到了其他人看不到的那些關(guān)聯(lián),因而把此前人們認為完全不同的五種弦論統(tǒng)一起來。其實那些東西都是現(xiàn)存的,他只不過是換了一個視角,就“砰”地一下把它們?nèi)b進去了。這就是天才。 對我而言,這意味著一個基本的發(fā)現(xiàn)。從某種意義上說,是宇宙在引導我們走向真理,因為正是這些真理在支配著我們所看到的一切。如果我們受控于我們所看到的東西,那么我們就被引導到同一個方向。因此,實現(xiàn)突破與否,往往就取決于一點點洞察力,無論是真的洞察力還是數(shù)學上的洞察力,看是否能夠?qū)|西以不同的方式結(jié)合起來。 SA: 如果沒有天才,你認為我們會有這些發(fā)現(xiàn)嗎? 格林:嗯,這很難說。就弦論而言,我認為會的,因為里面的謎正在一點一點地變得清晰起來。也許會晚5年或10年,但我認為這些結(jié)果還是會出現(xiàn)。不過對于廣義相對論,我就不知道了。廣義相對論實在是一個大飛躍,是重新思考空間、時間和引力的里程碑。假如沒有愛因斯坦,我還真不知道它會在什么時候以什么主式出現(xiàn)! A:在弦論研究中,你認為是否存在類似的大飛躍? 格林:我覺得我們還在等待這樣一種大飛躍的出現(xiàn)。弦論是由許多小點子匯集而成的,許多人都做出了貢獻,這樣才慢慢連結(jié)成宏大的理論結(jié)構(gòu)。但是,高居這個大廈頂端的究竟是怎么樣的概念?我們現(xiàn)在還不得而知。一旦有一天我們真的搞清楚了,我相信它將成為閃耀的燈塔,將照亮整個結(jié)構(gòu),而且還將解答那些尚未解決的關(guān)鍵問題。相對論是對時間和空間重新思考的里程碑,我們正在等待另一次這樣的飛躍! A:讓我們來談談環(huán)量子理論與其他一些理論。你總是說弦論是唯一的量子引力論,你現(xiàn)在還這么認為嗎? 格林:呃,我認為弦論是目前最有趣的理論。平心而論,近來環(huán)量子引力陣營取得了重大的進展。但我還是覺得存在很多非;镜膯栴}沒有得到解答,或者說答案還不能令我滿意。但它的確是個可能成功的理論,有那么多極有天賦的人從事這項研究,這是很好的事。我希望,終究我們是在發(fā)展同一套理論,只是所采用的角度不同而已,這也是施莫林(Lee Smolin)所鼓吹的。在通往量子力學的路上,我們走我們的,他們走他們的,兩條路完全有可能在某個地方相會。因為事實證明,很多他們所長正是我們所短,而我們所長正是他們所短。弦論的一個弱點是所謂的背景依賴(background-dependent)。我們必須假定一個弦賴以運動的時空。也許人們希望從真正的量子引力論的基本方程中能導出這樣一個時空。他們(環(huán)量子引力研究者)的理論中的確有一種“背景獨立”的數(shù)學結(jié)構(gòu),從中可以自然地推導出時空的存在。從另一方面講,我們(弦論研究者)可以在大尺度的結(jié)構(gòu)上,直接和愛因斯坦廣義相對論連接起來。我們可以從方程式看到這一點,而他們要和普通的引力相連接就很困難。這樣很自然地,我們希望把兩邊的長處結(jié)合起來。 SA:在這方面有什么進展嗎? 格林:很緩慢。很少有人同時精通兩邊的理論。兩個體系都太龐大,就算你單在你的理論上花一輩子時間,竭盡你的每一分每一秒,也仍然無法知道這個體系的所有進展。但是現(xiàn)在已經(jīng)有不少人在沿著這個方向走,思考著這方面的問題,相互間的討論也已經(jīng)開始。 SA:如果真的存在這種“背景依賴”,那么要如何才能真正深刻地理解時間和空間呢? 格林:嗯,我們可以逐步解決這個難題。比如說,雖然我們還不能脫離背景依賴,我們還是發(fā)現(xiàn)了鏡像對稱性這樣的性質(zhì),也說是說兩種時空可以有相同的一套物理定律。我們還發(fā)現(xiàn)了時空的拓撲變化:空間以傳統(tǒng)上不可置信的方式演化。我們還發(fā)現(xiàn)微觀世界中起決定作用的可能是非對易幾何,在那里坐標不再是實數(shù),坐標之間的乘積取決于乘操作的順序。這就是說,我們可以獲得許多關(guān)于空間的暗示。你會隱約在這時看見一點,那里又看見一點,還有它們底下到底是怎么一回事。但是我認為,如果沒有“背景獨立”的數(shù)學結(jié)構(gòu),將很難把這些點點滴滴湊成一個整體! A:鏡像對稱性真是太深奧了,它居然把時空幾何學和物理定律隔離開來,可過去我們一直認為這二者的聯(lián)系就是愛因斯坦說的那樣! 「窳郑耗阏f的沒錯。但是我們并沒有把二者完全分割開來。鏡像對稱只是告訴你遺漏了事情的另一半。幾何學和物理定律是緊密相連的,但它就像是一副對折開的地圖。我們不應該使用物理定律和幾何學這個說法。真正的應該是物理定律與幾何-幾何,至于你愿意使用哪一種幾何是你自己的事情。有時候使用某一種幾何能讓你看到更多深入的東西。這里我們又一次看到,可以用不同的方式來看同一個物理系統(tǒng):兩套幾何學對應同一套物理定律。對于某些物理和幾何系統(tǒng)來說,人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)只使用一種幾何學無法回答很多數(shù)學上的問題。在引入鏡像對稱之后,我們突然發(fā)現(xiàn),那些深奧無比的問題一下子變得很簡單了。理論上可以導出許多不同的宇宙,其中我們的宇宙似乎是唯一適合我們生存的! A:弦論以及一般的現(xiàn)代物理學,似乎逼近一個非如此不可的邏輯結(jié)構(gòu);理論如此發(fā)展是因為再無他路可走。一方面,這與“人擇”的方向相反;但是另一方面,理論還是有彈性引導你到“人擇”的方向。 格林:這種彈性是否存在還不好說。它可能是我們?nèi)狈θ胬斫舛藶樵斐傻募傧。不過以我目前所了解的來推斷,弦論確實可以導出許多不同的宇宙。我們的宇宙可能只是其中之一,而且不見得有多么特殊。因此,你說得沒錯,這與追求一個絕對的、沒有商量余地的目標是有矛盾的。置身于弦宇宙,時空可能像這樣:另有6維卷曲在所謂的“卡拉比-丘空間”內(nèi)! A:如果有研究生還在摸索,你如何在方向上引導他們? 格林:嗯,我想大的問題就是我們剛才談到的那些。我們是否能窮究時間和空間的來源?我們能否搞清楚弦論或M理論的基本思想?我們能否證明這個基本思想能導出一個獨特的理論?這個獨特理論的獨特解,也就是我們所知的這個世界?有沒有可能借助天文觀測或加速器實驗來驗證這些思想?甚至,我們能不能回過頭來,了解為什么量子力學必然是我們所知世界不可或缺的一部分?任何可能成功的理論在其深層都得依賴一些東西:比如時間、空間、量子力學等,這其中有哪些是真正關(guān)鍵的,有哪些是可以省略掉仍能導出與我們世界相類似的結(jié)果? 物理學是否有可能走另一條路,雖然面貌完全不同,但卻能夠解釋所有的實驗?我不知道,但是我覺得這是個很有意思的問題。從數(shù)據(jù)和數(shù)學邏輯出發(fā),有多少我們認為基本的東西是唯一可能的結(jié)論?又有多少可以有其他可能性,而我們不過是恰恰發(fā)現(xiàn)了其中之一而已?在別的星球上的生物會不會有與我們完全不同的物理定律,而那里的物理學與我們一樣成功?
“四方上下曰宇,古往今來曰宙”,宇宙是時空的連續(xù)系統(tǒng),其中充滿了物質(zhì)和能量。但物質(zhì)和能量是怎么處于時空中的呢?布賴恩解釋說,超弦理論認為構(gòu)成萬事萬物的基本成分是以不同頻率振動的弦,不同振動能量弦構(gòu)成了不同的粒子,從而產(chǎn)生不同的物質(zhì)和能量。這猶如琴弦以不同方式振動產(chǎn)生各種音符,進而構(gòu)成不同的樂曲。
其中,物體之間通過“力”相互作用。牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,但引力從何而來?愛因斯坦認為“扭曲的空間”導致了引力的產(chǎn)生。試想沒有物質(zhì)的空間是一塊細致扁平的布,加入物質(zhì)如太陽后,空間發(fā)生類似織布的扭曲,于是,地球就圍繞著太陽造成的曲面旋轉(zhuǎn)。德國的數(shù)學家西奧多·卡魯扎(Theodor Kaluza)在此基礎上也用“扭曲”來描述電磁力。由于愛因斯坦已用三維空間為模型構(gòu)建的方程式組描述了重力,卡魯扎就加入一個新維度,來解釋電磁力。那么,空間的額外維度在哪里? 瑞典物理學家奧斯卡·克萊因(Oskar Klein),維度有大小之分。我們能很容易地感知大維度,但對于卷曲在我們周圍的小維度則很難被感知。
維度和超弦理論有什么關(guān)系呢?超弦理論中的方程式在三維空間上不成立,四維上也不成立,只有在十個空間維度和一個時間維度上,超弦理論才能被解釋。要合理地描述這個世界,只憑我們能感知的三維空間是不行的,需要加入有著錯綜復雜幾何形狀的額外維度。
如何證明這些額外維度的存在呢?在歐洲大型強子對撞機(Large Hadron Collider,LHC)中相撞的粒子,如果撞擊的能量夠大,可能會使部分殘骸進入額外維度,在我們這個維度中的能量就會減少,從而證明額外維度的存在。
布賴恩說,為了將重力、量子力學、電磁力學統(tǒng)一起來,宇宙中必須擁有更多的維度,而在他有生之年,這些額外維度有可能就被證實,這是多么偉大的時刻和機遇。
科幻中,平行世界、鏡像宇宙和時間旅行等總讓我們充滿遐想,但似乎現(xiàn)實更加科幻。想像一下,我們每時每刻都會穿越超小的額外維度,卻如同呼吸空氣一樣,渾然不覺。不過,為什么額外維度為什么是小維度?我們就能感知所有的大維度嗎?不存在更多的維度嗎?我們所處的世界真是妙不可言。
相關(guān)內(nèi)容
日本科學家使用搭載在“伊卡洛斯”號太陽帆船上伽馬射線暴偏光儀器,對來自爆發(fā)中的高能伽馬光子進行最精細的測量,并沒有發(fā)現(xiàn)光子的任何偏振改變。
伽馬射線暴(GRB)釋放的高能光子能夠?qū)λ^“萬有理論”建立設定嚴格限制,這種理論試圖統(tǒng)一自然界中的所有四種相互作用(目前來看,“超弦理論”是“萬有理論”的最佳候選者)。
日本大阪大學的科學家說:“這個結(jié)果對量子引力理論施加了基本的限制,量子引力是試圖統(tǒng)一愛因斯坦廣義相對論和量子理論的一種理論!
根據(jù)目前的物理學,如果把粒子換成其所對應的反粒子,然后再讓時間反演(CPT聯(lián)合操作),那么世界看起來應該是完全相同的,假如發(fā)現(xiàn)了任何不同(CPT對稱破缺),那么將會對超弦理論(super-string theory )提供實驗支持。
美國賓夕法尼亞大學的物理學家說:“如果CPT聯(lián)合操作被任何物理過程所破壞,哪怕是即使在非常細微的水平上,也將會從根本上改變目前所追尋的構(gòu)建萬有理論的方向。”
尋找CPT對稱破缺的證據(jù)非常具有挑戰(zhàn)性,因為量子結(jié)構(gòu)太小,很難使用現(xiàn)有的技術(shù)在地球上實現(xiàn),必須要使用太空探測器。
根據(jù)目前的觀測來看,伽馬射線暴(GRB)所發(fā)出光子的偏振并沒有旋轉(zhuǎn)。如果偏振發(fā)生旋轉(zhuǎn),就表明CPT有對稱破缺的跡象。
科學家通過對三次伽馬射線暴的精細研究,并沒有發(fā)現(xiàn)伽馬光子的任何偏振的改變,該觀測表明:CPT對稱至少在千萬分之一精度上也是成立的。
什么是超弦理論?
弦論的一個基本觀點是,自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的點狀粒子,而是很小很小的線狀的“弦”(包括有端點的“開弦”和圈狀的“閉弦”或閉合弦)。弦的不同振動和運動就產(chǎn)生出各種不同的基本粒子。弦論中的弦尺度非常小,但操控它們性質(zhì)的基本原理預言,存在著幾種尺度較大的薄膜狀物體,后者被簡稱為“膜”。直觀的說,我們所處的宇宙空間可能是9+1維時空中的D3膜。弦論是現(xiàn)在最有希望將自然界的基本粒子和四種相互作用力統(tǒng)一起來的理論。
雖然歷史上,弦理論是物理學的分支之一,但仍有一些人主張,弦理論目前不可實驗的情況,意味著它 弦理論
應該(嚴格地說)被更多地歸為一個數(shù)學框架而非科學。一個有效的理論,必須通過實驗與觀察,并被經(jīng)驗地證明。不少物理學家們主張要通過一些實驗途徑去證實弦理論。一些科學家希望借助歐洲核子研究組織(CERN)的大型強子對撞機,以獲得相應的實驗數(shù)據(jù)——盡管許多人相信,任何關(guān)于量子引力的理論都需要更高數(shù)量級的能量來直接探查。此外,弦理論雖然被普遍認同,但它擁有非常多的等可能性的解決方案。因此,一些科學家主張弦理論或許不是可證偽的,并且沒有預言的力量。
由于任何弦理論所作出的那些與其他理論都不同的預測都未經(jīng)實驗證實的,該理論的正確與否尚待驗證。為了看清微粒中弦的本性所需要的能量級,要比目前實驗可達到的高出許多。弦理論具有很多數(shù)學興趣的特性(features of mathematical interest)并自然地包含了標準模型的大多數(shù)特性,比如非阿貝爾群與手性費米子因為弦理論在可預知的未來可能難以被實驗證明,一些科學家問,弦理論甚至是否應該被叫做一個科學理論。它現(xiàn)在還不能在波普爾的意識(the sense of Karl Popper)中被證偽。但這也暗示了弦理論更多地被看做建設模型的框架。在同樣的形式中,量子場論是一個框架。