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弦理论称宇宙至少有10个维度,但这并不是最奇怪的事情

量子物理学很奇怪。一旦我们认为我们理解了它,我们就会找到另外五个我们无法理解的理由。举个例子:量子物理学的标准模型称,所有的东西都是由基本粒子组成的,包括夸克、电子和质子。但弦论却不完全是这样的。弦理论认为这些不同的粒子,它们只是一些弦,每个都以自己的方式振动。这听起来像是增加了不必要的复杂性,但它可以解决困扰量子物理学数十年的难题。

标准模型称宇宙有12个基本的构建块:6个夸克和6个轻子。而将万事万物捆绑在一起的是四种基本力:重力、电磁力和弱、强的核力。令人惊讶的是,最为人熟知的地心引力却是让科学家感到最困惑的。

那么,其它三种力都来自于基本粒子的交换:光子给予电磁的吸引力,胶子是结合强核力的“胶水”,而W和Z玻色子则将弱核力“鞭打”在一起。科学家已经提出了一种新的粒子,它可能导致重力,它被称为引力子,但我们不能确定它是否存在。

这就是弦理论发挥作用的地方。弦理论认为,每个基本粒子只是一个非常微小的弦环的不同版本。就像吉他弦以不同的频率振动创造出a或b一样,这些弦也以特定的方式振荡,创造出不同种类的粒子。以一种方式振荡,我们看到电子,以另一种方式振荡,我们可能会看到一个光子或一个奇怪的夸克。一旦我们接受了所有的东西都只是振荡的事实,就很容易接受有一种振荡产生了引力子。现在万有引力之谜终于解开了,自然界的四股力量终于合而为一了。也许弦论没有那么简单。首先,它要求宇宙至少有10个维度(有些版本需要26个维度)。那么,我们是如何感知四个维度的:上下、左右、前后和时间呢?我们还有一些其他的解释。

一个是压缩,或者认为其他维度是以一种阻止我们感知它们的方式折叠下来的想法。这就像从侧面直接看一张纸,会让我们只看到一条线,尽管那张纸有很多我们看不到的表面积。另一些理论援引称为膜的高维物体的存在。不幸的是,所有这些可能性和解释都还没有提出物理学家所追求的那种闪亮的统一理论。但这并不能阻止他们尝试寻找统一物理的方法。

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