M理论证明十一维度空间?

M理论证明十一维度空间?
众所周知,根据M理论,宇宙是11维的,由震动的平面构成的.爱因斯坦认为宇宙只是4维的,现代物理学则认为还有7维空间我们看不见.最近九维空间到十一维空间的探索不断翻新.可是M理论不是为“物理的终极理论”而提议的理论,又或是定义为“依你所好而定”.那么,M理论到底如何证明十一维空间的呢?

M理论.另一则定义：M理论系由刘易斯、亚伦(Louis Allen)所提出.针对社会、经济等观点,对管理者及被管理者之真实态度调查所得,而提出一综合性管理定义之理论.历史的玩笑：回到11维 广义相对论没有对时空维数规定上限,在任何维黎曼流形上都能建立引力理论.超引力理论却对时空维数规定了一个上限——11维.更吸引人的是,已经证明,11维不仅是超引力容许的最大维数,也是纳入等距群SU(3)×SU(2)×U(1)的最小维数.描述强力的标准模型,即量子色动力学,是基于定域对称群SU(3)的规范理论,它的量子叫做胶子,作用于一个叫“色”的内禀量子数上.描述弱力和电磁力的温伯格-萨拉姆模型,是基于SU(2)×U(1)的规范理论.这个规范群作用在“味道”上,而不是在“颜色”上,它不是精确的,而是自发破缺的.由于这些理由,许多物理学家开始探讨11维的超引力理论,期望这就是他们寻求的统一理论.然而,在手征性面前,引力理论的一根支柱突然倒塌了.手征性2是自然界的一个重要特征,许多自然对象都有类似于人的左手与右手那样的对称性.像中微子的自旋,就始终是左手的.20世纪20年代,波兰人卡卢扎(T.Kaluza)和瑞典人克莱因(O.Klein),发现从高维空间约化到可观测的4维时空的机制.若11维超引力中的7维空间是紧致的,且其尺度为10-33厘米(缘此其不被觉察),就会导出粒子物理标准模型所需的SU(3)×SU(2)×U(1)对称群.但是,在时空从11维紧致化到4维时,却无法导出手征性来.到了1984年,超引力丧失领头理论地位,超弦理论取而代之.当时,“让11维见鬼去吧!”——“夸克之父”盖尔曼(M.Gell-Mann)的这句名言,表达了不少物理学家对11维的失望情绪.从1984年起,人们认定10维时空是最佳选择,10维时空的弦论替代了11维时空的超引力理论.曾流行过五种弦论,其不同在于未破缺的超对称性荷的数目,以及所带有的规范群.在10维时空中,最小的旋量具有16个实分量,有三种弦论的守恒超荷恰巧对应于这种情况,它们是类型Ⅰ、杂优弦HE和HO.其余两种弦论含有2个旋量超荷,称为类型Ⅱ弦.其中,类型ⅡA的旋量具有相对的手征性,类型ⅡB的旋量具有相同的手征性.HE和HO二种杂优弦,分别带有E8×E8规范群和SO(32)规范群.类型Ⅰ弦也具有SO(32)规范群,它是开弦,而其余的4种弦是闭弦.重要的是,它们都是反常自由的,即弦论提供了一种与量子力学相容的引力理论.在这些理论中,HE弦至少在原则上能解释所有已知粒子和力的性质,当然也包括手征性在内.然而,弦论绝非美轮美奂,至少可从四方面对它诘难.首先,人们本将弦论当作物理统一理论来追寻,它的五种不同理论却又给出了五种不同的宇宙,若人类生活在其中的一种宇宙之中,那么其余四种理论描述的宇宙,又是何等样的生物居住其中呢?其次,若将粒子看作弦,那为什么不将它们看作膜,抑或看作p维客体——胚(brane)呢?再者,关于弦论的实验验证,传统的粒子加速器方法,显然受到技术和经费两方面限制,然而新的方法又在何处?最后,超对称性容许时空的最大维数是11维,为什么弦论只到10维就戛然而止了呢?余下的那一维是逃逸了,还是隐藏起来了呢?历史真会开玩笑,在人们让11维“见鬼”十年之后,1994年开始了弦论的第二次革命.此后,五种不同的弦论在本质上被证明是等价的,它们可以从11维时空的M理论导出.经历了十年艰苦卓绝的辛劳,人们居然又回到了原来的时空维数,否定之否定实在是条奥妙的哲理.