伸出两根手指，你能捏住多少个宇宙？[转。。。真累]

wonderhow

伸出两根手指，你能捏住多少个宇宙？


据《大众科学》14日报道， 美国著名的《大众科学》杂志评出了世界上前十位“科学才子”这是由数百位受人尊敬的科学家、大学系主任和科学杂志编辑经过6个月的精心筛选评出来的。  

　　《大众科学》杂志解释说，所谓“才气”的意思不是聪明，或者说至少不仅仅意味着聪明。说一个人有才气，就是说他有敏锐的洞察力、伟大的创造力和坚韧的毅力，有敢于避开现有知识以便形成自己独到见解的信心。这些“科学才子”也许在一领域中不是特别知名，也没有已经取得最突出成就，但是我们要寻找那些言行与众不同的人、那些年轻有为的人和那些不仅正在改变我们已知的事物还在改变我们知之甚少的事物的人。最后的获选者都是年轻人(平均年龄是34岁)，他们中的每个人都是刚刚被他们的领域之外的世界所了解。但是在他们的同代人中，这些优胜者持有的常常让人感觉非常激进的观点正逐渐赢得人们对他们无限的尊敬和赞美。就凭这些，他们就有资格跻身十佳“科学才子”。  



科学才子:尼玛·阿卡尼-哈米德  

　　1. 尼玛·阿卡尼-哈米德(Nima Arkani-Hamed)， 34岁，第五维研究者  

　　引力为何这样强大，它能牵引行星运转，然而它又是那样微弱，连一个简单的电冰箱磁铁就能抵御它的吸引?这一疑问长期困扰着物理学界:我们最权威的理论不能解释为什么引力比其他基本力(例如，电磁)还要微弱。尽管这是一个困难的问题，通常需要非常规的解决方法，但是尼玛·阿卡尼-哈米德和他的合作者却非常出色地提出了他们的假设。他们假定引力扩展到了我们居住的三维宇宙空间之外，进入非常巨大的多维空间中，从而削弱了它的能量。换句话说，我们的宇宙有漏洞。  

　　经过一年的研究，发表了三篇论文后，围绕这一问题的崭新的研究领域开始萌芽。仅仅在他从伯克利的加州大学获得哲学博士学位一年后，阿卡尼-哈米德就已经变成了一个家喻户晓的名字(确切的说，是在理论家和粒子物理学者这个大家族中)。哈佛大学的理论物理学家霍华德·乔吉说:“对我来说，尼玛将要成为一颗耀眼明星是显而易见的事情，即使他还没毕业。现在他将他的同代人远远地抛在后面。提起这些有些令人难为情。”他曾试图劝说阿卡尼-哈米德来新英格兰的研究生院就读，但是没有成功。  

　　阿卡尼-哈米德在30岁时终于从哈佛结束了他的全部学业，之后他顺利成为一名物理学教授。但是这次他孤注一掷进行研究的却不是多维空间，而是另外的宇宙(据他分析大约有10500个)。他和其他正在成长中的有独特见解的科学家猜想，我们的宇宙只是数不清的并列的宇宙中的一个。它们中的每一个都有自己的物理学规则和自然衡量。  

　　他的关于多元宇宙存在的第一条证据虽然很间接，但它可能将于明年得到证明，此时日内瓦的物理学家将展示他们的大型强子对撞机----这个世界上最强大的粒子加速器的威力。如果阿卡尼-哈米德的设想是正确的，大型强子对撞机将显示出宇宙中被称作“分离超对称性”(split supersymmetry)的隐藏特征，分离超对称性理论是指宇宙中一半的粒子都有能被大型强子对撞机发现的配对的粒子存在。阿卡尼-哈米德说，如果它起作用了，大型强子对撞机发现了这些配对的粒子，“它将是证明多元宇宙存在的一个巨大线索。”  

　　然而，这又预示着什么呢?还记得500多年前，当一个叫哥白尼的异教徒毅然打破宇宙中心说的情景吗?你要振作起来，为真理奋斗。如果阿卡尼-哈米德和他的支持者是正确的，我们现存的理论又将再一次被冲击。就像他所说的:“我们这个处于多元宇宙的的世界的重要性，将不比与我们宇宙中的所有物质相关的一个原子更强大。”  
http://www.chinadaily.com.cn/hqph/2006-09/15/content_689917_2.htm



伸出两根手指，你能捏住多少个宇宙？  
伸出两根手指，你能捏住多少个宇宙？这个问题问得好像有点荒唐，不过答案却可能超乎你的想像。也许在你的手指之间，就存在着许多直径不超过1毫米大小的宇宙！这些宇宙不是我们周围的这个广袤的宇宙，它们无法被我们的双眼看到，但是我们依然能够感觉到它们的存在。  

我们怎么知道它们真实地存在呢？答案是：万有引力。  

　　虚弱的万有引力  

　　最近几年，一个原本被认为荒谬的假说逐渐成为最热门的物理学理论。美国加州大学伯克利分校的阿卡尼•海门德和他的同事一起建立了这个理论(很遗憾，这个理论还缺少一个吸引眼球的名字)，用来解释为什么粒子物理学的经典模型能够统一几乎所有的力，却独独除了万有引力。  

　　万有引力与电磁力、核力的重大差别是力的大小。虽然日常生活中，我们感觉万有引力很强大，如果我们从高处自由下落，我们会摔伤。其实，同电磁力比起来，万有引力小得可怜。全部地球的质量产生的引力作用在一根针上，才让这根针在桌子上安静地躺着，可是我们只需要拿一小块磁铁从上方靠近针，就能将它轻松吸起。  

　　正是由于万有引力太微弱，因此很难研究它与其他几种基本力的关系。在一些巨型的高能粒子对撞机上，人们通过实验已经证实，电磁力和核力其实是一种更基本的力的不同方面。可是，通过理论计算人们发现，要想在对撞机实验中检验万有引力是否也属于更基本的力，需要的能量大得惊人，恐怕自从宇宙大爆炸以来还从来没有出现过那么高的能量。  

　　穿越不同宇宙的引力  

　　因此，阿卡尼•海门德建议我们，换个思路来考虑一下吧！万有引力是否真的如表现出的那样微弱，还是它和其他力一样强大呢？是否万有引力与电磁力和核力不同，它并非我们这个三维空间加一维时间的世界的产物？如果万有引力是其它更高维世界中的“孩子”，我们就只能感受到这个力的一部分影响，万有引力比其他力微弱也就能够理解了。  

　　利用数学，人们可以很轻松地描述多维空间，不过我们人类的大脑却无法想像超过三维的世界，因为我们的眼睛每时每刻输入的图像信号使我们的脑子“僵化”了。不过，想像低维空间倒是满轻松的，比如一根直线构成的一维世界。因此，让我们用一维世界的场景来打个比方。  

　　光量子是负载着电磁力的量子微粒，假设它可以在我们想像的一维世界中运动，它只能向前或向后运动，因此完全束缚在这个世界里。在这个世界周围，也许还有其他的一维直线构成的相似世界，可是，由于光量子无法侧向移动，也就无法跳出一维世界，因此它“看”不到周围的那些一维世界，也感受不到另一个世界的影响。除非它成为有办法进入二维的平面世界，它才能“看”到另外的世界，然后在自己的那个世界的报纸上宣布：“我发现了一个新的宇宙！”但是很遗憾，光量子的性质决定了它不能超越自己的宇宙。  

　　再来看看引力子在一维世界中的情形，它被假设成负载着万有引力的量子微粒。光量子无法逃离自己所处的世界，但是引力子却可以！理论上，引力子的作用可以超出它自己的宇宙，去影响旁边的宇宙，让其他宇宙也感觉到引力的存在。这是引力的特性所决定的。  

　　现在回到我们的宇宙，三维空间加一维时间的世界里，从道理上说，我们不仅能感受到我们自己宇宙中的引力，我们还有可能受到其他维度的宇宙中的引力的影响，虽然那些宇宙我们无法直接看到，但是它们的引力完全能够影响我们的世界。  

　　高维宇宙中的万有引力  

　　如果万有引力是从高维宇宙中“泄露”出来的，那么在我们的宇宙中，它的性质与其他基本力不一样，也就很容易理解了。  

　　根据通常的说法，1665年牛顿从苹果落地现象中受到启发，产生了万有引力的概念，用来描述不同物体之间的吸引力。科学家长期以来认为万有引力是基本的力，而且性质不会变化。  

　　不过，阿卡尼•海门德现在开始提问了：“我们有什么理由认为万有引力是基本的、性质没有变化的力呢？要测量万有引力，物体之间的距离不能低于毫米级，否则就太微弱了。难道万有引力不会和其他力一样，在很小的距离中也是很强大的吗？虽然我们目前还无法测量，但不能排除这个可能。”  


“我们测量的微观世界的物体质量越小，彼此之间距离越短，电磁力的效果就越大，完全掩盖了万有引力的作用。其实，没有人知道在非常短的距离上，万有引力到底是如何运作的。”阿卡尼•海门德觉得，人们过去对万有引力的描述至少在微观距离上是没有证据支持的。  

　　我们知道，在三维空间的世界里，万有引力遵循平方反比律：两个物体之间的距离减半，它们之间的引力就增加到原来的4倍；距离减少到原来的1/3，引力就增加到原来的9倍。然而，在理论上的一个四维空间中，万有引力将遵循立方反比律，每增加一个维度，遵循反比律的力也增加。  

　　因此，在高维世界中，万有引力可能是很强大的，而且完全可以和电磁力、核力统一起来。只是当它“泄露”了一部分给我们的低维宇宙时，力量变弱了。  

　　卷曲的维度  

　　那些产生了影响我们的引力的高维宇宙在哪里呢？它们远在天边吗？从理论上讲，十分有趣，它们就在我们的身边，甚至就在我们的指尖上！  

　　在我们习惯的三维世界中，三个空间维度能够无限延展。可是，在高维宇宙中，增加的维度将不得不被限制在一定的狭小空间中，让我们无法观察到。  

　　还是让我们以一维宇宙来做个比方吧。回忆一下那个设想中的一维世界，世界的成员只能向前或者向后运动。不过，如果一维宇宙旁边有只微型苍蝇，它就可能会看到第二维，它也许会发现，那个一维世界其实是一根电线，苍蝇可以顺着电线截面的周长爬一圈，回到出发点，电线截面的周长就是一个新增加的维度。这只落在电线上的苍蝇属于二维世界，它可以顺着电线的延伸方向做前后运动，也可以绕着电线做圆周运动，只是这第二维非常小，是卷曲的，必须距离很近，才能看到。而对于一维宇宙的成员来说，他们无法看到那多出来的一维。我们自己的宇宙也许与这个设想图类似，也存在许多卷曲的维度，只是我们难以发现。幸好引力的奇特性质向我们泄露了高维的秘密。  

　　如果人们想通过高能粒子对撞机研究万有引力的性质，可能会制造出比我们的世界多两个维度的空间，这样的高维空间会很小，比1毫米直径还要小许多，只有在这样的条件下，万有引力的效果才容易被观测到。最近，已经有相关的实验来测量短距离尺度的万有引力常数。虽然数值并没有显著的增加，但是新测量的万有引力常数确实和我们过去使用的数值有出入。如果实验能够研究的空间尺度更小，也许将证明阿卡尼•海门德的新理论。这其实也说明，“泄露”出引力的高维宇宙如果存在，尺度是非常微小的。

不再蓝的深蓝

哎...
             今天
                    真
                        诡异


想念BB...

shaojiayi1949

长                 真长

小白兔奶糖

这里快成科学论坛了

不不部

恩。同意LS

Tim.Gerrard

这个对这个内容不敢兴趣,不看

小白兔奶糖

原帖由 不不部 于 2007-3-14 02:31 PM 发表
恩。同意LS

LZ实在很无聊

还不如BB

不不部

恩。同意LS

G-8

今天好无聊啊

dennis_1228

原帖由 小白兔奶糖 于 2007-3-14 14:34 发表


LZ实在很无聊

还不如BB

严重同意