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弯曲的旅行 · 第十一节

《弯曲的旅行》第十一节

本节探讨膜宇宙带来的新物理图景。作者指出,在一个包含多层膜的高维宇宙中,粒子和力的分布方式可能有无数种:膜可以平行、交叉、弯曲或包裹不可见维度;有些粒子被束缚在膜上……

本节探讨膜宇宙带来的新物理图景。作者指出,在一个包含多层膜的高维宇宙中,粒子和力的分布方式可能有无数种:膜可以平行、交叉、弯曲或包裹不可见维度;有些粒子被束缚在膜上,有些则在体中穿行。由此推想,其他膜上可能存在新的力、新的粒子,甚至暗物质和暗能量也可能分布于不同的膜上;若其他膜上有生命,其感官和所体验的力也会与我们完全不同。但由于引力是唯一能在膜与膜之间共享的相互作用,且极其微弱,许多膜宇宙即使存在也难以探知。不过作者强调,她将要讨论的某些膜宇宙能产生可探测的信号,可能很快在粒子物理实验中找到证据。

随后作者借《卡萨布兰卡》插曲中被遗忘的歌词,引出对额外维度的历史回顾:卡鲁扎早在1919年就提出额外维度,却长期未受重视。她预告接下来将回顾20世纪物理学的关键成果(量子力学、广义相对论、标准模型、对称性与对称破缺、等级问题、超对称、弦理论),并先介绍物质的基本概念和理论研究方法。

最后,作者说明物理学家寻找统一理论的两条路径:“自上而下”即弦理论学家相信理论正确,再从中导出结果与观测世界相联系;“自下而上”即模型构建者从已观测到的粒子及其相互作用出发,逐步推导基本理论。两种方法各有利弊,而额外维度的最新研究恰好将二者结合起来。

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