超弦是另一种灵魂吗

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[LV.10]以壇為家III

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發表於 2023-2-14 07:28:59 |只看該作者 |正序瀏覽

1692年牛顿收到了一封来信，信是另外1名知名学者，曾经做过英国剑桥大学三一学院院长的理查本特利写的，本特利就在信里对牛顿提岀了一个很尖锐的问题，就是如果你说的万有引力是无所不在的，那么在一个静态稳定的字宙体系里，所有的星球是不是都会向自己的中心位置塌缩呢？

这是一个看起来很直白，但是非常令人困惑的问题，牛顿反复思考以后给本特利回信说，如果要避免星球的塌缩，那宇宙必须是无限的，而且星球的分布也必然是均匀的，这样各个方向的引力均衡抵消为零了，星球也就不会塌缩了。

然而牛顿的回答又带来了另外一个问题，在科学界就叫做奥尔伯斯悖论(O|bers'paradox)s，这个悖论认为如果宇宙真是无限的，星球是均匀分布的，那么夜空就应该明亮如昼，因为如果恒星分布均匀，无处不在，那当然也就没有照不到的死角，也就不会有黑夜了，但是最起码在地球上是有夜晚的，夜晚和星球没有塌缩这两件事情同时存在，那要不然就是万有引力错了，要不然就是宇宙不是静态均匀的。

于是牛顿就被难倒了！200多年过去都没有人能够解答这个奥尔伯斯悖论，牛顿心知肚明自己的理论是有漏洞的，所以他对宗教的宇宙神创论是保留了充分的敬意。

《圣经》和《创世纪》是这样讲创世的，在神创造天地之前，宇宙是一片混沌所在，神说要有光，就有了光，就这样神在6天之内陆续创造了大气、天空、陆地、日月星辰、万事万物以及人类。总之神是从无中生有开创出字宙。

2500年前古希腊有个奇人叫毕达哥拉斯，他既是数学家、又是音乐家，他发现琴弦按照一定频率振动，就能够发出标准的音符，当所有弦都和谐震动的时候，就会有音符的无数种组合，于是就创造出了丰富多端、变化多彩的音乐，于是他开了一个很天才的脑洞，创造宇宙的会不会就是像琴弦这样的力量呢？

这些弦按照数学规律震动，于是就谱写出了宇宙这么一个无限恢宏又无限复杂的乐章，现在流行的宇宙创生的超弦理论，在毕达哥拉斯那里可以说找得到最初的源头，插一句有意思的题外话，艺术是感性的领域，而数学是理性的地盘。可偏偏就在音乐这个事情上，它们两者可以完全合二为一，一点没有违和感，是不是很有意思呢？

因为声音节奏的长短、音调的高低都是可以用数字来度量、表达的，所以音乐它是完全可以被数学化的艺术，同时音乐不像画画、雕塑，大自然中有可以模仿的形象，音乐是无形的，它是没有模仿对象的，它是完全需要灵感驱动的艺术，所以大家看灵感和理性在音乐这里可以完全合一是没有分别的。

20世纪初另外一位牛人出生了，他叫爱因斯坦，提出了广义相对论方程，他从演算出的方程式中看宇宙，居然是动态的、变化的。后来天文学家哈勃观测到宇宙确实是动态、变化的，还有星体在远离银河而去，仙女座星云在靠近银河系，这些迹象都证明宇宙不是牛顿说的那种静止均匀的状态，宇宙是动态的。

奥尔伯斯悖论虽然解决了，可新麻烦也出现了，麻烦就在于和相对论同时时代出炉的量子理论让爱因斯坦大伤脑筋，量子理论是描述量子世界的，就是小于分子这个层面的世界，它和相对论是不同的，不同之处就在于如何解释万有引力？

相对论认为引力是一个在巨大时空范围内连续的场，而量子力学则认为引力是通过在微小的距离内量子交换完成的，是一个不连续的场，所以冲突就在这里。1960年代末一种叫「超弦」的理论诞生了，80年代开始蓬勃发展，它是目前统一场理论最有希望的备选之一，请注意是备选，因为它还没有得到验证，因为它能够把量子理论和爱因斯坦的相对论统一起来。

把已经知道的四种基本力统一起来，这四种力是引力、电磁力、强核力、弱核力，前两种力作用于宏观宇宙，后两种力存在于微观量子世界，大家还记得前面提到的毕达哥拉斯的弦吧，毕达哥拉斯发现琴弦的不同振动可以奏出丰富多彩的音乐，他就想这个宇宙会不会也是某种弦振动的结果呢？超弦理论引入弦这个概念，正像是竖琴上的弦拨动琴弦能够奏出不同的音符（音符就是音乐的基本单位），而宇宙之弦拨动奏出的音符，那就是不同的基本粒子，像电子、夸克、黏子、希捷斯粒子、玻色子等等。

另外当弦在时空中运动的时候，连带的时空也发生弯曲，这和爱因斯坦相对论所认识的一模一样，所以这个弦就可以看作是星球大战中的宇宙原力了，或者是佛教中所说的佛的愿力，这种力从无到有创造了宇宙和宇宙中的一切，还是用音乐来打比方，粒子音符按照量子法则组合成不同的声部和旋律，那就是不同维度的平行宇宙。

而整个大宇宙就像一部超级宏大的交响乐，各个声部和各个声部里的旋律融合重叠在一起，你中有我、我中有你，这个从无到有创造宇宙的过程，也在数学上得到了论证，印度天才数学家拉玛努金发现了模函数，最终成就了超弦理论的数学论证，那么问题来了，它能完美地解释宇宙是怎么产生的吗？其实还差了一步，那就是：又是谁创造了弦呢？