文/陈思进
我在上文《超弦理论能成为万有理论吗?(上)(《科普时报》2019年05月17日第3版)中,谈了弦理论的缘起,本篇继续往下谈。
夸克模型中有一个物理现象,描述了夸克不会单独存在,而由于强相互作用力,带色荷的夸克被限制与其它夸克在一起(两个或三个组成一个粒子),使得总色荷为零,被称为夸克禁闭。
后来,出现了一个物理大师John Schwarz(约翰•施瓦茨,犹太裔美国理论物理学家,加州理工学院教授,最早从事弦理论研究的理论学家之一),将弦论模型正式引入到夸克模型。首先,对于夸克为什么“禁闭”,施瓦茨解释说,因为夸克之间是由弦连接的,这个力巨大到无法将它们分开。
夸克禁闭非但在当时是未解之谜,迄今亦复如是,不过,那时施瓦茨至少能给出一个理由。于是,弦理论自然地走入了物理学家们的视野,渐渐地受到了欢迎。
但出现了一个问题,根据施瓦茨的计算,处于基态的弦应该具有虚质量(注:基态(Ground state)是指在正常状态下,原子处于最低能级,这时电子在离核最近的轨道上运动的这种定态,是最低能量态,除此之外都叫激发态),虚质量就是质量的平方得到的是负数。
我们知道0质量的光子速度最快,也就是光速;而虚质量的粒子就是所谓的快子,它的速度比光速还快,只要速度不降至光速以下就行了。虽然这并不违背狭义相对论,但是谁也没有见过快子,因为太过抽象了。
不仅如此,如果想要弦理论成立,在数学上它必须得26维。26维?!可信吗?太夸张了吧!
到了1971年,一个称为超对称的理论诞生了,和质子与中子因为同位旋对称,所以性质相像一样;费米子与玻色子之间,应该也具有某种对称性,这就是所谓的超对称。
我在上文《超弦理论能成为万有理论吗?(上)(《科普时报》2019年05月17日第3版)中,谈了弦理论的缘起,本篇继续往下谈。
夸克模型中有一个物理现象,描述了夸克不会单独存在,而由于强相互作用力,带色荷的夸克被限制与其它夸克在一起(两个或三个组成一个粒子),使得总色荷为零,被称为夸克禁闭。
后来,出现了一个物理大师John Schwarz(约翰•施瓦茨,犹太裔美国理论物理学家,加州理工学院教授,最早从事弦理论研究的理论学家之一),将弦论模型正式引入到夸克模型。首先,对于夸克为什么“禁闭”,施瓦茨解释说,因为夸克之间是由弦连接的,这个力巨大到无法将它们分开。
夸克禁闭非但在当时是未解之谜,迄今亦复如是,不过,那时施瓦茨至少能给出一个理由。于是,弦理论自然地走入了物理学家们的视野,渐渐地受到了欢迎。
但出现了一个问题,根据施瓦茨的计算,处于基态的弦应该具有虚质量(注:基态(Ground state)是指在正常状态下,原子处于最低能级,这时电子在离核最近的轨道上运动的这种定态,是最低能量态,除此之外都叫激发态),虚质量就是质量的平方得到的是负数。
我们知道0质量的光子速度最快,也就是光速;而虚质量的粒子就是所谓的快子,它的速度比光速还快,只要速度不降至光速以下就行了。虽然这并不违背狭义相对论,但是谁也没有见过快子,因为太过抽象了。
不仅如此,如果想要弦理论成立,在数学上它必须得26维。26维?!可信吗?太夸张了吧!
到了1971年,一个称为超对称的理论诞生了,和质子与中子因为同位旋对称,所以性质相像一样;费米子与玻色子之间,应该也具有某种对称性,这就是所谓的超对称。
