超弦理论
弦理论弦理论,弦理论,学说的理论物理。弦理360问答论的一个基本点的基本单元不是电子,光子,中微子和夸克获粒子的性质一样。看起来像粒饭格牛历会子的东西实际上是非常非常小的弦候的闭合圈(称为闭合弦或闭弦),闭弦的不同振动和运动产生了各种期拉句歌胜较答不同的基本粒子。弦理论字符串耐督销占我查段国试逐的规模是非常小的,但操作的基本原理预言的性质,有几个大尺度的薄膜状物体,后者被称为“电影”盐还植迫沙关粒听条灯执。直观的,我们居信越长磁住的空间,也许是九维空间中的立体电影。弦理论是最有前途爱只程而营首划穿序的基本粒子的性质和四个相互作用的统一理论
弦理论学说的理论物理。中文翻译物理理论模型组成所有物质的最基本的单元是一个简短的“能量弦,但仍形苏蒸危掉粉儿星际银河大的小藏的两引树究照续讲维空间-时间的一类基本粒子的电子,质子,夸克能量线。一般翻译为“字符串”。超弦理论可以解决的问题和黑洞的弦理论
在弦论中的基本对象是不占用空间,独打立的基本粒子,但一维的字符串,这些字符串可以有端点,或者他们可以连成一个封闭的两略密次圆环。作为小提琴的琴弦上,弦理论支持镇育送后喜百春叫某些振荡模式,或共振频率,精确的波长。
弦理论
弦理论照片编辑:张佳年
编辑本段模型建立
同期成立颗粒的理论是,只有一次空间“点状粒子组成所有物质占目前被广泛接受的弦理论/>物理模型是非常成功门略式才财算重列部袁制的解释和预测物理现象和问题,但这个理论是基于“粒子模型”已经遇到了一些无法解释的问题。例如,在粒子的重力接近的地方会增加至无穷远。比较,弦理论八形行掌施维或间是基于波动模型,因此能够避免这些问题时所遇到的理论。更深的弦理论不仅描述了“串状的物体,而且还包含了点状,薄膜状物体,高维空间中,甚至平行宇宙,这是值得注意的,弦理论一直未能使准确的预测可以通过实验验证,在这一点上,下面的文字将被描场简练耐概步呼不氧故素述
编辑本段
弦理论的雏形在1968年盯蚂加布里埃莱韦内齐亚诺发现历史的发展,他最初寻找能细胞核内的弦理论移白硫简地的数学描述的强大力量
公式,然后发现了一个旧的数学书有200多年的欧拉公式(欧拉函数),其计算公式可以成功说明他需要的强大力量解决的问题。然而,进一步的公式可以理解为一个短期的类似橡皮筋的扭曲抖动灵活的“细分市场”很快被发现由伦纳德·萨斯坎德(狮子座简纳特寿司)在未来是一个“弦理论的发展。“
编辑本段的行动模式弦理论的作用是开始解决强相互作用的模式,但后来发现,最基本粒子,包含正反两方面的夸克利弊电子,中微子的利弊,等等,以及四种基本作用力“粒子”(强,弱作用力粒子,电磁力和重力颗粒的粒子)通过一个简短的字符串不停的能源抖动行配置,以及各种粒子,只是以不同的方式和形状的弦线抖动之间的差异。
编辑本段而言,弦理论和超弦理论
另外,“弦理论”内原本的意义,这样的措辞包含了26度空间的玻色弦理论,和加入的超超弦理论物理学界在最近几天,“弦理论”,一般是指专为“超弦理论”,为了便于区分早期玻色弦理论的全名调用20世纪90年代,爱德华,氟橡胶提出了11度空间M理论,他和其他学者发现了强有力的证据证明许多不同版本的超弦理论,M理论极限条件下的结果。这些发现导致了第二超弦理论的创新。
编辑本段而言,弦理论和统一的理论
弦理论会吸引这么多的关注,大部分的原因是因为它很可能成为最终的理论。宏观的广义相对论引力描述微观世界的量子力学描述光滑的时空广义相对论与量子波动的微观空间剧烈的矛盾,这意味着,既可以是不正确的,他们不能完整地描述世界的根本冲突的。引力的量子力学自然成功介绍其他三种基本力:电磁力,强和弱力超弦理论也包含组成物质的基本粒子之一。弦理论是量子引力的解决方案之一。至于弦理论成功地解释了宇宙的一切力量和物质在物理学碰则升界,并适用于“黑洞”,“生活大爆炸”的费米子。需要用量子力学和广义相对论的极端情况下,这仍然是未知之数。
编辑这个额外的维度
相对于四维空间的概念,它一般是指理论的四维时空维度的基础上,扩大额外的维度。爱因斯坦提出宇宙是由空间加上时间“四维空间。1926年,在德国数学物理学家西奥多·卡鲁扎的四维空间,时间增加一个空间维度,,是加入一个第五个维度,爱因斯坦的相对论方程改写,改写方程的2著名的根本力量,在电磁力的理论引力自然地统一在相同的公式。在这一点上,有一些额外增加的维度理论被统称为“额外的维度”。
编辑本段10维超弦理论,空间-时间维D-膜,所以很自然的,有6个额笑老外维度需要紧。闭弦紧时,可以发现在所谓的T-二重性,而在外面的字符串紧,你可以找到开弦的端点留在这些超曲面,并满足Dirichlet边界条件。因此,这些超曲面通常被称为“D电影。研究人员说,D电影动态矩阵理论(M理论)的”M“字的来源之一。
编辑本段物理或哲学
实验证明无法取得的原因之一是有足够的了解,并做出正确的预测弦理论,另一种是高速粒子加速器还不够强大,科学家们试图找到一个超微粒超弦理论,其中的主要预测超对称理论目前正在准备新一代的高速粒子加速器。
编辑本段
一个环球科学“(2007.9)10题为”我们生活在一个10-三维空间“中提到的美国费米国家加速器实验室的观察的MiniBooNE探测器发射μ中微子束,看如何转化为电子中微子在飞行中的粒子数。2007年4月,研究人员公布的第一批??结果基本上是一致的,与粒子物理学的标准模型。但有一个无法解释的异常数据。科学家们推测,这种现象的原因是因为有在世界的另一种中微子,可以通过弦理论预测的额外维度展开的快捷方式。这种粒子是优于其他三种中微子更奇怪的是,不同于其他微核力量的中微子,只有通过重力和其他物质相互作用。惰性中微子在20世纪90年代,他被发现(假设存在的话)。
编辑本段理论框架
弦理论和信念至少需要10尺寸,以建立一个理论框架相互兼容,让重力和量子力学。弦理论科学家认为,宇宙中所有的粒子被限制在膜上的四维宇宙(跨膜),电影的宇宙漂浮在身体的更高维度的宇宙(散装)。然而,一些特殊的粒子可以穿透的电影通过一个最优秀的引力和惰性中微子的宇宙。
非常在这个实验中的弦理论模型编辑本段正确性。可以证明弦理论所预测的十维空间的正确性,弦理论是肯定的。然而,科学家们警告说,这种相似性可能是一个奇怪的巧合。MiniBooNE的研究人员正在重新审视自己的成绩,并确定背景效果或分析的错误不会影响到他们的电子中微子数量。同时,拉巴斯(弦理论科学家)和他的同事们进一步他们的理论。拉巴斯承认:“我们的理论粗看上去有点投机取巧,但我认为,要认真讨论一个可能的解释,如果被证实,它是绝对必要的。”
编辑本段弦理论的未来
物理学家布赖恩·格林(BrianGreene)的采访(布赖恩格林),“优雅的宇宙”(中文翻译的“宇宙弦”)在过去弦理论,人们感到头晕脑胀甚至弦理论专家担心,而其他的物理学家嘲笑它不能做出实验预测的侧面,普通民众对此一无所知的。弦理论的科学家们与外界的困难,为什么这么刺激:为什么是它可以实现爱因斯坦的梦的大统一理论,为什么它会帮助我们洞察到为何宇宙存在“这样深奥的问题。然而,从中期20世纪90年代,理论系统的概念,但也有一些可测试的,但不够准确的预测。弦理论以外的增长。今年七月,伍迪·艾伦嘲弄弦理论中的“纽约客”杂志的专栏作为一个主题-也许这是第一次有人“卡拉比-丘空间理论谈办公室恋情。
编辑本段推广涉及到弦理论的普及,恐怕没有人能比得上布赖恩·格林。他是在哥伦比亚大学的物理学教授,是弦理论研究弦理论
将军。他于1999年出版,这本书“优雅的宇宙”(优雅的宇宙)在纽约时报畅销书排行榜,名列第四的普利策奖入围最终的选择。绿色是主机的PBSNova系列的专辑,他最近完成了一本关于空间和时间的性质。吃精细的字符串,如意大利面边聊弦理论的科学美国人“编辑乔治·马瑟和绿色,这顿饭后,参观”分钟。
编辑本段评价
SA:有时,我们的读者听到的“弦论”或“宇宙学“,他们会两手一摊说:”我永远不会不明白。“格林:我知道,人们会在一开始觉得很困难,当涉及到弦理论和宇宙学。很多人都和我谈过,但我他们发现这些概念的根本利益是如此广泛和深刻,因此,更容易比其他任何主题,人们都愿意把更多的小心思。SA:我注意到,在他的书“优雅的宇宙”,在许多地方,你第一次简短的物理概念,然后开始细节。
编辑本段实现突破与否,往往取决于一点点洞察力格林:我发现这另一种方式,是非常有用的,尤其是对于那些不起眼的章节。通过这种方式,读者可以选择:如果你只需要一个简短的描述,这还不够,你可以跳过的下比较难的部分,如果你不满意,你可以阅读我喜欢用各种方式来说明这个问题,因为我觉得你需要更多的,当你遇到抽象的概念,了解他们,从科学的角度来看,如果你挂到马路上,并按住,然后你会是一个突破的研究能力受到影响,这就是我所理解的突破:我们所有的问题,从这个方向看,你从来不看过去抛在脑后。不同的想法往往能找到新的东西。
编辑本段判断
SA:你能不能给我们一些例子,这种“后门”GREEN:嗯,也许是最好的例子,氟橡胶(爱德华·威滕)的突破。Viton是刚刚走上山顶上,低头,他看到与其他人无法看到的,因此,在此之前,它是完全不同的5弦理论来统一。事实上,这些东西是现存的,他只是改变了“砰”的角度看他们都加载到,这是天才。对我来说,这意味着一个基本的发现。从某种意义上说,是宇宙,引导我们走向真理,因为它是这些真理支配的一切,我们看到,如果我们控制我们所看到的,然后,我们向同一方向,因此,要实现一个突破与否,往往取决于一点点的洞察力,无论它是一个真正的数学洞察力洞察,看到的东西以不同的方式结合起来。SA:如果没有天才,你认为我们将这些发现绿色:嗯,这是很难说的。在弦理论中,在我看来,因为里面的奥秘是一点一点变得清晰5月5年或10年后,但我认为这些结果仍然会出现。但对于广义相对论,我不知道。广义相对论是一个大的飞跃,是重新考虑在空间,时间和引力的一个里程碑。如果没有爱因斯坦,我真的不知道什么时候会出现什么样的方式。SA:在弦理论中,你认为是否有类似的大跃进?格林:我认为我们仍然在等待出现这样一个大的飞跃。弦理论汇集许多小的想法,很多人都作出了贡献,所以慢慢地链接到的宏伟结构的理论。然而,这座大楼的顶部,最高的是究竟是什么样的概念?我们还不知道。一天一次,我们真的很清楚,我相信它会成为一个光辉的灯塔,照亮了整个结构,而且要回答这些关键问题尚未解决。
编辑采访
相对论是一个里程碑式的时间和重新思考的空间,我们等待另一个这样的飞跃SA:让我们来谈谈有关的环量子理论与其他理论。您总是说,弦理论的唯一的量子理论的重心,你想这样吗?格林:嗯,我觉得这个字符串理论是最有趣的理论。平心而论,圈量子引力阵营最近取得显着的进展,但我仍然觉得有很多很基本的问题没有得到回答,或者说,是不是让我满意的答案,但它可能是成功的理论,有许多非常有才华的人在这项研究中,这是一件好事,我希望,毕竟,我们是在发展的一套理论,唯一不同的角度,这是李提倡的。斯莫林(施莫林)量子力学的途径两条路,我们走了,他们走了,可能会遇到的地方。因为事实证明,他们的导演正是我们所短,而我们的导演它们是什么短。弦理论的弱点是所谓的背景依赖(背景)。我们必须假设一个字符串在其上运动的时间和空间,人们可能希望的时间和空间,可以得出的基本方程量子引力理论。(圈量子引力的研究人员)的理论确实是一个“背景独立的数学结构,从中可以得到自然存在的空间。另一方面,我们在大尺度结构(弦理论)直接连接和爱因斯坦的广义相对论。我们可以看到,从方程,并且它们被连接到普通的引力非常困难。所以很自然,我们希望双方的优势结合起来。
统一量子力学和广义相对论,超弦理论的第一次革命发生在最近几年,弦理论革命统一了五种不同的弦理论和十一维超引力,预言存在一个较大的M-理论,揭示一些的相互作用,时间和空间的本质,并暗示了时间和空间是最基本的,但是从一些更基本的量导出或演化形成的。M-理论,如果成功,这将是人类认识的时间和空间的概念,深刻的革命,在上个世纪的物理学革命的时空维度。从科学的研究中,研究引力的量子及其相互力量的统一是国际著名的物理学家爱因斯坦以来的一个梦想,但因为高能量的理论,不能直接的实验验证。然而,一些技术和方法的发展,激发了很多新的物理思想,如解决问题的能量水平的的兰德尔-Sundrum的模型和引力的局部图片的想法吗??的大量可能的真空串理论和人择原理。在最近的天文学和宇宙学观测方面取得的进展将起到积极的作用,促进弦理论的发展。例如,最近观察宇宙的加速膨胀意味着小,但大于零的宇宙学常数(或暗能量)的发展,弦理论的指导作用。相反,在一个更??深层次的了解最近的天体物理学观察和暗能量,一个基本的量子引力理论不工作,弦理论是目前国内唯一的量子引力理论的理想人选。两者的结合不仅有自身发展的弦理论的指导作用,也有显着的作用,促进理解和解释宇宙学观察。
编辑本段争议
历史,弦理论是物理学的一个分支,但还是有一些人主张,弦理论是不是实验性的,这意味着它是弦理论
应该(严格来说,)列为一个数学框架,而不是科学。一个有效的理论,通过实验和观察,经验证明。许多物理学家所倡导的一些实验方法来证明弦理论。一些科学家希望欧洲核研究组织(CERN倾秘密武器“,行政法院欧洲Nucleaires)大型强子对撞机,获得了相应的实验数据-尽管许多人认为,任何的量子引力理论,需要更高层次的幅度能源直接探索。弦理论被普遍承认,但它有非常的解决方案的可能性。因此,一些科学家主张弦理论可能是可证伪的,而不是权力的预言。没有任何弦理论等理论有不同的预测实验证实理论正确与否还有待考证。为了看到的性质所要求的能量的电平微粒比本实验可以达到高得多的和弦。弦理论数学的兴趣数学的兴趣特点,并具有许多功能,自然包含了大部分的功能??的标准模式,如非阿贝尔群与手征费米子(手费米子)。由于弦理论在可预见的将来,它可能是困难的实验证明,一些科学家提出,弦理论,甚至它是否应该被称为科学理论。这是现在还不能伪造波普尔的意识(卡尔·波普尔意义上的)。但它也表明,弦理论被看作是一个框架,建筑模型。在相同的形式,量子场论的框架。?弦理论的想法是超越标准模型的物理上的建议产生巨大的影响。例如,虽然超对称的重要组成部分,由弦理论,但没有明显的联系与弦论的超对称模型,科学家们还研究。因此,如果超对称性在大型强子对撞机被检测到,它不会被看作是弦理论的一个直接的证据。但是,如果没有被发现超对称,只有更多的能量,可以看出,对称弦理论的真空,所以这是一个缺乏不会证明弦理论是错误的。相反,如果日食期间观察到的太阳的引力使光的偏转角预测,爱因斯坦的广义相对论被证明是错误的。(当然,广义相对论,已被证明是正确的。)另一个问题是,更多的数学水平,作为一个大的一部分,许多量子场论,弦理论仍然是微扰地(微扰)公式表达(即逐次逼近,而不是一个精确的解决方案)。虽然长足的进步-包括投机满足一定的空间进行完整的定义-非微扰,充分的理论仍缺乏非微扰技术。物理,弦理论的应用程序的一个核心问题是超对称的背景下,弦理论认为大部分的时间和空间,最了解来自相同的位势理论:弦理论不能处理时的时间依赖性和问题的宇宙背景。涉及到一个更深刻的问题:上面提到的两个点,弦理论目前的表述,由于弦理论的背景上的依赖关系-它描述了固定的时空背景的微扰展开的,它可能不是真实的基础。一些独立的背景(背景独立)的量子引力理论为基础的,由于广义相对论的背景独立以来,尤其如此。
编辑本段弦理论有关的几个问题
材料组成的最后一个单元
在过去的一百年中,物理学家们已经发现了一系列的越来越小,越来越多的更基本的物质组成单位。这些结果可能最终被概括为标准模型:轻子如电子和中微子,夸克,以及这些粒子捆绑在一起的电磁力,弱相互作用力。然而,标准模型是没有结束的故事,因为它太复杂了,它本身并不能解释周期表的基本粒子表以及它们之间的相互力要复杂得多。现在,弦理论家普遍认为,基本粒子的标准模型实际上是一个小的,小的振动的琴弦闭合圈(称为闭弦或闭弦),所有的粒子可以通过闭弦的不同振动和运动从本质上讲,所有颗粒质地相同的和弦。听着像一个奇怪的想法能够解释许多粗糙的轮廓和特征的标准模型,但决定性的实验验证弦理论之前,它仍然是需要给它一个更深的了解和认识。
量子力学和广义相对论冲突的原则
量子力学和广义相对论是两个非常成功的理论在20世纪,但令人惊讶的是在现有的框架冲突的理论。简单地说,量子力学觉得没有什么是固定的,任何东西都有它的起伏波动的不确定性原理。广义相对论,时空是弯曲的,弯曲时空是万有引力的起源。结合这两种理论的时空本身可以导出所有的时间,经历了量子涨落波动。在大多数情况下,这些波动是非常小的,但在某些极端情况下,例如,在很短的距离,黑洞的事件视界附近,在初始时刻的大爆炸,等等,这些量子上涨降将变得非常重要。在这种情况下,我们目前的理论(量子力学和广义相对论)是不适用的,只能得到一些的结果为无穷大荒谬的结论。显然,我们需要一个更完整的理论体系。令人惊讶的是,发达国家从粒子物理学,弦理论提供了这个问题的答案。弦理论,由于的和弦的延展性(一维而不是一个点),重力和光滑的距离小于字符串规模迷失在时间和空间的概念,意思是空间-时间的量子泡沫被替换的字符串几何“。现在,弦理论的黑洞量子力学解决了一些棘手的问题,如何弦理论来解释宇宙大爆炸最初的出发点仍然是一个大问题没有解决。
是否我们生活在11维的时空
宇宙学告诉我们,我们可以看到三个空间维度的扩展,它可以推测,他们是非常小的和高度弯曲的。一个自然的可能性,可能存在我们观察到三个垂直空间维度的其他空间维度,这些额外的空间维度,但仍然非常小,高度弯曲的尺寸规模足够小,以我们现有的观测手段仍然不能直接推测,这些维度将继续体现在许多间接的效果,特别是,这是一个强有力的概念的统一:不同的粒子也可以是在低维??观测额外的三维空间中的同种粒子,它们都是相同的颗粒在不同方向上的运动性能。事实上,额外的维度是弦理论的一个不可分割的一部分:弦理论,数学式,需要的空间维度,加上总时间维度是10维的空间-时间的进一步的研究表明,给定的一个更完整的理解,M理论显示弦理论方向的第一个10维空间中的,所以理论的最大维数是11维。最近的事态发展也提出了我们可以住在低维薄膜上面,但是引力仍然是10维的,为了获得逼真的三维重力通过引入一个“影子电影兰德尔-Sundrum或机制。兰德尔-Sundrum机制是一种新方法的束缚引力此时,额外的尺寸可以是非常小的。通过观察偏离的引力平方反比法的情况下,小的距离,或粒子加速或散射粒子超新星爆炸所产生的额外维度看起来像奇怪的现象消失,也许我们现在有能力检测这些额外的维度。弦理论不仅大大拓展了人们的思维空间,将极大地拓展人们的活动空间。
物理编辑本段趣闻是否有可能走另外一条路,但前景是完全不同的,但能够解释所有的实验吗?我不知道,但我认为这是一个非常有趣的问题。的,多少钱,我们认为基本的东西是唯一可能的结论,从数据和数学逻辑吗?许多其他的可能性,而我们却恰恰发现了一个?在这个星球上的其他生物将具有完全不同的物理定律,其中物理和成功吗?
编辑弦理论在这一领域对中国的第三次革命:准备
在超弦第一次,第二次革命,和随后的快速发展,中国是不是的国际从到其??应有的作用。在研究的整体水平和国际,与周边国家如印度,日本,韩国,甚至台湾和中国有一定差距。内地学术界的弦理论的理解,也有较大的差别,一些有影响力的物理学家,判断的基础上,公开表达弦理论不是物理视图。受他们的身份和地位的这种观点在中国更容易被大多数人所接受,从而在一定程度上制约了弦理论的研究和在中国的发展。从教育和人才培养的角度来看,我们的世界一流大学,如北京大学,清华大学,在一个相当长的时期内,人才严重缺乏,主要从事弦理论的研究中,这种情况间接地限制年轻的毕业生的职业选择,直接导致国内的研究小组瘦。值得庆幸的是,丘成桐教授的直接推动下,建立数学科学学院,浙江大学,然后中心,晨兴数学中心,中国科学院科学年多个高层次的专业会议中心,安提瓜·斯特罗明格邀请像这样的一流学者到中心工作的水平,极大地推动了国内弦理论方面的。2002年年底,在由中国科学技术大学跨学科研究中心成立的理论,已经发展成为一个非常活跃和有吸引力的研究中心。4年前,举行了多次工作周和暑期学校,在超弦理论,人员培训和研究,做了很多基础性工作。弦理论会议之前,国际理论物理中心,中国科学理论研究的跨学科研究中心举办的亚太地区超弦理论,暑期学校,吸引了100多人参加。这些现象表明,超弦理论的研究,在平静的外表下,是具有强烈的爆发潜力的积蓄。