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這是一種神奇的理論,既能夠揭示宇宙基本單位之謎,又有望統一相對論與量子力學

宇宙是一個充滿秘密的地方,而宇宙的秘密可以從兩個方面來說起,一個是「大」的秘密,宇宙到底有多大?宇宙最終會膨脹到多大?宇宙沒有膨脹到的空間中存在著什麼?還是那裡根本就沒有空間的存在?等等等等諸如此類的問題都是關於宇宙「大」的秘密。與「大」的秘密相對的就是「小」的秘密,所謂「小」的秘密就是指宇宙的最基本單位是什麼?我們知道小到一根鉛筆,大到宇宙天體,都是由物質所組成的,而構成物質的最基本單位又是什麼呢?是粒子?解釋宇宙最基本單位的秘密對於人類徹底揭開宇宙之謎意義重大。

那麼宇宙最基本的單位到底是什麼呢?對於這個問題,一個前沿且富有爭議的科學理論對此給出了答案,而這個科學理論就是人人都略有耳聞的超弦理論。在此之前,科學家一直都認為宇宙中最小的單位就是基本粒子,而超弦理論則認為粒子並不是最小的,粒子也是由某些物質所組成的,是什麼物質呢?就是弦。那麼到底什麼是弦呢?簡單的來講就是一種能量線段,這種能量線段的尺度是非常小的,而數條這種弦組合在一起就構成了我們所說的基本粒子。而這種弦有著不同的形狀和波動的方式,就如同吉他上的琴弦一樣。

而不同的波動方式就構成了不同的物質,比如我們所說的電子就是這種弦在某種波動方式下所構成的。雖然弦理論是一種富有爭議的科學理論,也尚未被真正正是,但是這絕對不是一種憑空臆想,我們都知道任何一種科學理論都是從數學建模開始的,而超弦理論目前的發展正處於數學建模的框架階段。雖說弦理論是一種前沿且備受爭議的科學理論,但是你可不要以為這種理論是現在的科學家們想出來的,事實上人類對於超弦理論的研究已經有了上百年的歷史,特別是在最近的十幾年科學界對於超弦理論的研究更為重視。

為什麼這樣一種未被證實且處於研究的初級階段的理論會受到世界各國科學家的如此重視呢?這是有原因的。我們都知道現代物理學的兩大支柱是量子力學和廣義相對論,前者描述微觀世界,而後者則著眼於宏觀。然而這兩個理論之間存在著根本的矛盾導致無法統一,而尋找一種能夠將二者統一的大一統理論是科學家的最終任務,也是人類能夠真正認識世界的開端。而超弦理論則具有這樣的能力。因為弦理論的基礎是弦的震動,而基於這一點就可以迴避很多矛盾性的科學問題。霍金也曾說說人類在不遠的將來就會發現真正的萬物理論。

也許霍金所說的萬物理論就是超弦理論也說不定。至少就目前來看,超弦理論是最有可能統一量子力學和廣義相對論的理論了。想必很多人都聽說過宇宙是具有十一維的吧,而這一說法也是從超弦理論中而來的,因為超弦理論的數學模型需要十一個維度才能夠有解。換個說法就是,如果能夠證明超弦理論的正確性,也就可以證明十一維宇宙的存在,這對於人類認識宇宙的本質是極有幫助的。對於超弦理論,你是怎麼理解的呢?嘗試用你的觀點來解釋超弦理論吧,科學就是在不斷的討論和猜想之中前進的。


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