一个引人入胜的理论:“弦理论”深入剖析宇宙万物形成之谜

本文原创作者:水木长龙
弦理论 , 曾被物理研究学界一度认为是凌驾于量子力学理论以及爱因斯坦著名相对论之上的一个全新全能理论 , 被认为是实现爱因斯坦后半生一直寻找的“大统一理论”的关键钥匙 , 连通宏微两界的重要桥梁 。
弦理论定义的基本观点是:构成宇宙万物的最小基本单元 , 不是我们所知的光子(具有波粒二象性 , 此处权且作为粒子考虑)、电子、中微子或夸克等目前我们科学技术无法进行再次分割的这些点状粒子 , 而是非常细小的线状“一维能量弦” 。这些“一维能量弦”不是静止的 , 而是一直处于振动和运动之中 , 可以在振动和运动中改变自身形状 , 形成“开弦”(有两端点的线形)和“闭弦”(没有端点的闭合圈形) 。弦的不同振动频率以及不同的运动形式 , 是决定宇宙中各种不同粒子生成的关键(根据爱因斯坦质能方程 , 能量和物质是可以相互转化的) 。
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物理哲学家喜欢将这种万物构成的最小基本单元——一维能量弦(后被物理学界赋予专业术语“超弦”)——形象地比喻为跳动的音符 。认为我们整个宇宙就如同一个大型演唱会 , 宇宙万物就是演唱会上跳动的音符——因为宇宙万物都是由“超弦”的最小单元构成的 。
有对“超弦理论”感兴趣的哲学家曾这样形象地比拟宇宙万物:在宇宙这场大型演唱会上 , 每一个成员都必须竭尽所能表演好自己的角色 , 以最和谐的“旋律”舞动 , 以最优美的“舞姿”旋转 , 任何一个跟不上节拍的演员 , 都会被无情淘汰 。探索科学 , 探索宇宙 , 水木长龙与您继续我们的探索之旅 。
我们可以将哲学家的话语做一下物理学语言翻译:
宇宙仿如一个大型演唱舞台 , 宇宙万物 , 无论宏观世界还是微观世界的事物 , 都是宇宙舞台上的角色 。宇宙万物皆由最小基本单元“超弦”构成 。“超弦”的不同振动频率和运动形式 , 从而构成了不同的夸克、电子、中微子、光子等微粒子 。而这些微粒子在彼此的自旋、振动、旋转等不同的运动形势下会结合成不同的原子和分子或等离子 , 原子、分子和等离子最终构成宇宙万物 。
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宇宙的和谐演变发展 , 依赖于宇宙万物成员的和谐配合 。而宇宙万物——无论宏观和还是微观世界的事物——的每一个成员首先必须做到自身的和谐发展 , 才能匹配宇宙的和谐发展 。自身的和谐发展最终由构成自身的最基本的单元——超弦——决定 。超弦是什么?是一直处于振动和运动之中的“一维能量弦” 。
前面我们介绍了 , 弦的不同振动频率以及不同的运动形式 , 是决定宇宙中各种不同粒子生成的关键 。也就是说 , 由“超弦”构成的每一物体 , 都有其对应的振动频率 , 不同物体的振动频率也自然不同 。
如果构成物体的最小单元“超弦”的振动频率由于各种外在原因(或受其它频率的干扰 , 或受其它运动能量的干扰等)而被改变了 , 物体会如何表现呢?显然 , 物体就要面临被解体的状况 , 首先表现出来的是“生病”现象 。无论有生命的还是看似无生命(可以思考一下太阳的演化 , 超新星爆发 , 中子星的形成等 , 推根究底 , 又何尝不是与构成自身的最小单元“超弦”的振动频率被改变有关呢?)的 , 都会如此 。
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