筆記 《平行宇宙》
在本書中，加來道雄從物理學理論的發展歷史出發，為我們展示了當今最有可能發展成物理學萬物理論的 M 理論是怎麼樣一步步發展來的。隨後，他以 M 理論為證據討論了平行宇宙存在的可能性，並向我們說明了為什麼人類需要尋找併到達平行宇宙，需要將其作為人類的未來家園。
一、M 理論是如何從無到有，一步步地發展成人類最前沿物理學理論的
M 理論從本質上說，是一種叫做弦論的理論的最新版本。正是弦論和 M 理論，才讓科學家們對平行宇宙的態度從否定走向肯定。
1、愛因斯坦
而科學家們發現，宇宙中的基本作用力其實只有四種，分別是引力、電磁力、強核力和弱核力，正是這四種力驅動了整個宇宙的運轉，但這四種力在最根本的性質上完全不同，所以不能再細分。要是有這麼一種理論，能把這四種基本力統一在一個框架里，那這個理論就能解釋宇宙里所有最基本的現象，這個理論就可以被稱為萬物理論。
愛因斯坦在他的後半生其實一直都在做一項工作，那就是努力構建這麼一個能解釋宇宙里所有基本現象的萬物理論，但遺憾的是，他至死都沒有完成這項工作。
2、標準模型
20世紀60年代，美國物理學家史蒂文·溫伯格等人成功地把四種基本力中的兩種，也就是把弱核力和電磁力，用弱電理論統一起來，他們也因此獲得了諾貝爾物理學獎。
7年之後，科學家們又進一步，他們提出了一個叫做「標準模型」的新理論，這個理論統一了電磁力、弱核力和強核力，也就是說除了引力之外，統一了四種力中的三種。但模型里有人為放進去的19個參數，而這些參數本身沒有任何理由和意義，所以這個模型看起來就像是修修補補拼湊出來的。再加上標準模型並沒有把引力統一進去，所以它也不是科學家們想要追求的萬物理論。
3、弦理論
20世紀60年代，義大利物理學家韋內齊亞諾和同事創立了弦論。這個理論認為，所有的微觀粒子，比如電子和中微子，本質上都是空間中一根根微小的弦通過振動產生的，因為弦具有不同的振動狀態，所以粒子才會出現不同的種類。
弦論告訴我們，構成宇宙的不是表面上這幾十種奇怪的粒子，而只是一根根簡單的弦。正因為弦論具有這個特點，它才有機會成為萬物理論。
不過，雖說弦論有很多優點，但在它被提出來之後，也確實遇到了很多理論上的問題。比如科學家們就發現了弦論的形式其實不止有一種，而是多達五種，科學家們逐漸意識到弦論還有著重大的理論缺陷。
3、M 理論
1994年，美國物理學家愛德華·威滕等人才從數學角度做出了重大突破。他們發現，我們其實可以用一種更包羅萬象的理論來把五種不同的弦論統一在一起，而這種包羅萬象的理論就是 M 理論。M 理論的突破之處就在於，它可以利用數學方法，用五種方式來演算，變幻成五種不同的弦論，所以它實質上就是五種弦論的統一體，這樣就能解決弦論的理論缺陷了。正因如此，M 理論才成為人類今天最接近萬物理論的理論。
二、M 理論和其他各種推論是怎麼支持平行宇宙存在猜想的1、 M 理論的解
M 理論有自己的數學表達方程式的，但人們在計算這個方程時，發現了成千上萬個解。但直到今天，還沒人能把這個唯一正確的解篩選出來，所以有越來越多的科學家認為，所有的解可能都是對的，每個解都對應著一個平行宇宙。從這個角度來看，M 理論確實證明了平行宇宙存在的可能性。
2、暗物質的來源
暗物質是科學家們發現的一種性質特別奇怪的物質。一方面，宇宙里暗物質的總質量，是所有可見物質總質量的約6倍，數量巨大而且分布廣泛；但另一方面，暗物質卻又看不見摸不著，沒辦法和其他物質發生反應，科學家們只能通過暗物質所產生的引力，間接地觀察到它們的存在。
M 理論推導出，引力可以穿越時空的界限，抵達其他的宇宙空間，也就是說，平行宇宙中的星系產生的引力，可以抵達我們的宇宙，從而被我們觀測到，所以我們雖然看不到其他宇宙中的星系，但是卻能通過觀察它們產生的引力，間接地發現它們的存在，這就是暗物質的來源。從這個角度來看，平行宇宙這個概念可以解決物理學界中難以解釋的暗物質難題。M 理論再次支持了平行宇宙存在的可能性。
3、宇宙是通過膨脹產生的
美國物理學家安德烈·林德曾經提出過另一種觀點，他認為宇宙是通過膨脹產生的。他猜想，宇宙的膨脹和破裂是持續的和永恆的，新的宇宙一直在誕生，舊的宇宙隨時可能消亡，所以宇宙不會只有一個。從哲學的角度來看，如果我們認為宇宙是通過某種過程產生的，那這種過程就沒理由只發生一次，所以作者說，只要我們承認一個宇宙可以被創造出來，那我們就幾乎要被迫承認，無限多個平行宇宙也可以被創造出來。
三、平行宇宙很可能是人類的最終歸宿
物理學家們從科學的角度推算出，世界末日註定會到來，所以人類要想活命，唯一的辦法是趕在末日來臨前逃出這個宇宙，而平行宇宙很可能是人類最終的、也是唯一的歸宿。
世界末日可能會有兩種形式：第一種是，宇宙會像現在一樣繼續膨脹，而且無限膨脹下去，最後所有生物滅亡；第二種是，宇宙有一天會停止膨脹，然後開始收縮，進行一個大爆炸的反向過程，最後宇宙里所有的物質都會收縮到一個點上，然後同樣的，所有生物都會滅亡。
所以作者認為，我們這個宇宙總有一天會迎來末日，人類文明要想永遠延續下去，那最終歸宿就只能是平行宇宙。這其實就是平行宇宙對我們人類最重要的意義。
四、感想
美國物理學家史蒂文·溫伯格曾經說過，「人生是場鬧劇，只有為數不多的幾件事可以讓人生變得略有意義，努力認識宇宙便是其中之一，可以讓人生帶上一點悲劇性的色彩。」中國的蘇軾也有雲，「寄蜉蝣於天地，渺滄海之一粟。」所以，讓我們微不足道的人生擁有更深的意義，這可能就是我們要認識宇宙的最根本原因，在忙於每日瑣碎生活之餘，能有那麼一刻想想我們所處世界的浩渺，可能也是這本書能給你帶來的最大收穫。
TAG:讀書路 |