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文|赵金剑
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美籍华裔科学家、世界著名数学家丘成桐，通过多年的理论研究，为超弦理论贡献了相当重要的理论支撑。
他貌似证明了，宇宙应该是由十个维度组成的。他认为我们人类只能理解四维时空，剩下的六个维度也在一个名叫“卡拉比-丘流形”之中。
今天就来看看，人类认为无限接近于真实宇宙的理论，长什么样。
（丘成桐）
超弦理论的存在，目的就是将经典力学和量子力学结合在一起，用来认知宇宙的“大一统理论”。虽然截止目前，超弦理论都被认为是假说，但却不是胡说，其很多结论都是通过计算得来的。
这就特别像黑洞的研究过程。当初天文学家就猜测，宇宙之中应该有一种质量特别大的天体，其引力让光速也无法穿越，并为其取名为“暗星”。
后来黑洞还真的就被发现了。如果当时大家都不信，都觉得这是胡说，那一定在摇篮里就扼杀了黑洞，这个与宇宙天体运动息息相关的天体的存在。
（真实的黑洞）
超弦理论揭露的，不止是我们这个宇宙的真实面目，也揭露了“平行宇宙”的存在。
超弦理论认为，宇宙的一切，包括微观粒子、能量等等一切在内，其本质都是“弦”，类似橡皮筋一样的存在。
说到这可能觉得有些抽象。什么是弦？这是超弦理论提出者通过计算算出来的一个“图像”。就比如我们，只要看到直线的公式，就知道它的图像就是一条直线。
弦也是这样，科学家算出来之后一看——这不就是一条“橡皮筋”吗？
（超弦理论）
现代物理学界普遍认为，如果现在人类有那么一个理论，最接近宇宙的真相和“大一统”模型，那它一定就是超弦理论。
超弦理论的重点不在于真假，而在于我们没办法证明真假，只有十分严谨的数学模型。
在超弦理论的一个分支中，宇宙就是十个的空间维度，加上一个时间维度，放在一起，就是十一维的时空，就是宇宙最有可能的模型。
但丘成桐先生认为，即便加上时间维度，宇宙也是十维的，而不是十一维的。接下来就讨论一下他的理论。
（丘成桐）
熟悉维度知识的，应该都明白，我们人类其实是生活在十维时空中，只能感受四维时空，但只能完全理解三维空间的生物。
就比如一只蚂蚁，他们本身就是生活在三维空间中的，但他们不能理解三维空间。你拿走蚂蚁面前的一个苹果，蚂蚁只能认为那个苹果是凭空消失的。
人类也是如此。我们生活在四维时空中，了解三维空间，但因为我们看不到时间，更不能操控时间，所以我们只能理解四维时空，而不能真正到四维时空中生活。
（四维时空模型）
到了五维时空，我们就完全理解不了了，甚至都不能想象，除了长、宽、高和时间，还有什么维度能存在。
但在丘成桐先生看来，我们不能理解四维时空之外的东西，并不怪我们，而是后面的六个维度，都只出现在宇宙的“部分区域”。
简单理解就是，我家是四维世界，我所在的城市都是四维世界，唯独邻居家特殊，是六维世界。我遍访名山大川，就是没去过邻居家，自然不理解剩下的六个维度长什么样子，在哪。
（卡拉比-丘流形数学模型）
所以我不理解十维，完全不是我“低级”，而是剩下六个维度的存在，太特殊。那么这个为宇宙带来剩下六个维度的邻居家在哪呢？是什么呢？
丘成桐用数学手段得出，它们就藏在一个叫“卡拉比-丘流形”的数学模型之中。其存在，和超弦理论中的“弦”是同一个类型，大家不用管它到底存不存在，也不用想到底长什么样，藏在哪。只要能理解这就是一个计算出来之后，被认为是包含了6个多余维度的数学模型就可以了。
因为超弦理论和量子力学一样，本身就不是容易被人理解的东西。爱因斯坦就说过，谁要是说他理解量子力学，那他一定不懂量子力学。
（爱因斯坦）
1957年，美国数学家卡拉比计算出了最早的，用来描述超弦理论中维度的数学模型，它将宇宙剩下的，我们看不到且不理解的六个维度，放在了一个数学模型里。
这个模型叫做“卡拉比流形”。
1977年，数学家丘成桐，证明了卡拉比流形的数学自洽。就是说别管卡拉比流形是否真实存在，至少这个逻辑是正确的，是可以成立的。
（丘成桐）
他完善了卡拉比流形以后，新的模型就是“卡拉比-丘流形”。这个模型为后来超弦理论的深入探索提供了重要的意义，也帮助他在1982年获得了数学界最高奖菲尔兹奖。
算得上是载入史册。这个模型揭露出来的宇宙是这样的：
它不带有任何物质，是完全真空的，是四维时空中的一个节点，包含了剩下我们不了解的6个维度。
（卡拉比-丘流形披露的宇宙）
除此之外，它还有一个重要的作用，就是决定了宏观宇宙的物质数量、质量，甚至决定了物理定律。
也就是说，我们现在所感知到的一切，都是来源于卡拉比-丘流形的。如果没有这个东西，我们的宇宙就不存在，数学、科学都不会存在。
事实也确实是这样，如果宇宙真的是十维的，倘若缺少了六个维度，那宇宙一定就不是我们现在看到的模样。
（超弦理论）
当然也有人对这个理论表示怀疑，想要找到一个反例。丘成桐本人也在寻找反例，但他忙碌了三年，也没有得到想要的结果——卡拉比-丘流形太完美了。
如此自洽的理论，你说他不是真的？如果是真的，那宇宙真的就是十维的，我们对宇宙的认知就更准确了；如果不是真的，那为什么无法推翻这个模型？
其实这些数学家和科学家，比咱们还着急，更比咱们纠结。因为他们想要的不是数学模型，而是一个真正意义上的，宇宙宏微观大一统理论。
（宇宙大一统模型）
一个可以证明大一统理论真实存在的证据。
晚年的爱因斯坦也在研究大一统，最后他实在得不出结论，只能信了神学——科学和神学本身都是解释宇宙和人类的真相，只是神学无法被证明才不被人们相信。
万一神学的尽头是科学，或者科学的尽头是神学，那就有意思了。
（爱因斯坦）
超弦理论 探求支配整个宇宙的终极法则[J].科学世界,2021(03):127.
李新洲.超弦的卡拉比-丘成桐紧致化和磁荷[J].科学,1986(02):145.
丘成桐,史蒂夫·纳迪斯,夏木清.《我的几何人生》[J].审计月刊,2021(06):55.
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