五、寻找终极理论
驯服最后的力——万有引力
尽管步履蹒跚,但量子力学最终仍然整合了四种自然作用力的三种:强作用力+弱作用力+电磁力,而历史上最久远的“万有引力”却没有办法驯服,这是物理学上的终极难题,也是“大一统理论”的最大障碍。
1、超重力论,十一维空间统合四种作用力
统合量子理论和引力,以创造出一个“大一统理论”,这个问题挫折了20世纪最聪明的心智,包括爱因斯坦、海森堡等等一众科学界的巨擎。
1976年,纽约州立大学石溪分校的三位物理学家写下了超重力理论。这个理论对黎曼的“度量张量”模型进行研究,几乎实现了爱因斯坦统合已知作用力的梦想。
他们发现,在一个十一维的度量张量模型里,包含了自然界里几乎所有的粒子与作用力:爱因斯坦的重力理论、杨-米场与麦克斯韦尔场、还有夸克与轻子。如图所示:
(图中的括弧,代表一个十一维的黎曼度量张量场。如果把它简化成四维,就是爱因斯坦的重力场;提高它的维度数,我们就可以推导出麦克斯韦尔方程组和标准化模型;最终,在十一维度,统合了代表四种作用力的所有方程组。)
超重力理论虽然在模型上统合了四种作用力,但它的缺陷在于在很多关键节点上没有具体量化的数学模型和公式。所以只能成为迈向宇宙统一理论慢慢征途上的一块铺路石。新的,也是最强大有力的物理学计划已经登场,它就是:超弦理论(SuperstringTheory)
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