PDF《膜的新奇世界 ！》

人们无法询问一个理论是否反映了实在,因为我们没有与理论无关的方式来断定什么是实 在;

即使我们周围被视作显然实在的日常对象,在实证论者的眼中,也仅仅是构建在我们脑海里 ・ ! ・ 物理 用以诠释来自光学与触觉神经信号的模型! 当谈及 #$%#&

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(贝克莱) 主教的没有什么是实在的这 一观念时,0-/ (塞缪尔・约翰逊) 博士刻意地踢着那块巨石呼喊着: 如是我拒之! 但是, 也许我们真的只是一个被连接起来的巨型的计算机模拟系统,我们发出一个启动信号,摆动 一只虚构的脚, 踢在一块虚构的石头上,计算机发回一个表示疼痛的信号! 我们未必不是一些被外 星人在电脑游戏里摆弄的角色! 放下这些笑谈,重要的一点是, 我们对宇宙可以有几种不同的表述,并且都预言相同的观测 结果! 我们无法说一种表述比其他的更实在,只因在某一特定环境下它更方便而已! 所以,

1 理论 网络中的所有理论都有相似的立足点, 不能说某种理论比其他种更真实! 引人注目的是, 在1理论网络的许多理论中,时空有高于我们所知的四维的维度! 这些额外 维度是真实的吗?我必须承认在接受额外维度上我曾有所保留! 然而

1 理论网络配合得如此美 妙,包含如此之多意想不到的对应关系,以至于我觉得如果忽略它, 就如同宣称上帝有意把化石 放入岩石以欺骗达尔文相信生物进化论一样! 在这个网络的某些理论里,时空是十维的,而在其他一些理论中,时空是十一维的! 这从另一 个方面表明时空及其维度并不是与模型无关的、 绝对的量,而是依赖特定数学模型的导出量! 那么, 时空又是如何对我们显现为四维,而在

1 理论中表现为十或者十一维的呢?为什么我们没有 观测到另外六或者七维呢?一个迄今被广为接受的对此问题的常规解释是: 那些额外维度都卷曲 成一个微小的空间, 而剩下四个几乎平直的维度! 这类似于人的头发! 如果你从远处看,它象一根 一维的线! 但是在一个放大镜下观察时,你会发觉其厚度, 头发实际上是三维的! 对于时空,如果 卷曲的额外维度存在的话,一个足够强大的放大应该能揭示出那些卷曲的额外维度! 事实上,我 们能利用像正在日内瓦建造的大型强子对撞机那样的大型粒子加速器产生高能粒子, 去探测时空 的短距离! 至少到现在,我们并未发现时空有超出四维的证据! 假如额外维度的图像是正确的,那 么它们必须卷曲得比一百亿亿分之一厘米还小! 我刚才表述的是所谓保守的额外维度的实现方案! 它意味着,我们有较多机会探测到额外维度 的惟一场所将是极早期宇宙! 不过, 最近出现了一个更为激进的建议,声称一个或者两个额外维度可 以很大甚至是无限大! 由于这些大的额外维度还不曾为粒子加速器所探测到,所以必须假定所有的 物质粒子都被禁闭于时空中的一个膜或者一个曲面上, 它们不能在大的额外维度中自由传播! 光也不 得不被限制于膜上,否则我们就已经探测到大的额外维度了,粒子间的核力也是同理! 另一方面,引力, 作为所有形态的能量与质量之间的普适作用, 不能仅仅局限于膜上,而将穿透整个时空! 由于引力传递到大的额外维度与膜上,它理应比禁闭在膜上的电力随距离衰减得更快! 然而, 通过行星轨道观测我们了解到,由太阳产生的牵引引力随离太阳距离的下降和电力随距离的衰减 方式相同! 因此, 如果我们生活在一个膜上,则需要一些理由解释为什么引力不传播到远离膜的地 方而囿于膜的近旁! 一种可能是: 大的额外维度中止于距离我们生活的膜不远的第二个影子膜上! 因为光只能沿着 膜传播而不能进出膜之间的空间, 我们无法看到这个影子膜! 不过,我们可以感觉到影子膜上的物 质的引力! 在影子膜上, 也许有影子星系,影子恒星, 甚至影子人, 它们可能因为感觉到那些来自我 们膜上的物质所产生的引力而惊叹! 对我们来说,这些影子物质会显现为暗物质― ― ―无法被看到但其引力可被感觉到的物质! 事 实上, 在我们的银河系中, 我们就有暗物质的证据! 我们能看到的物质的数量, 并不足以提供当它旋 转时维系银河系在一块儿的引力! 除非存在一些暗物质,否则银河系就会飞散开来! 类似地,我们 观测到的星系团的质量也不足以阻止它们飞散开来,因此同样有必要存在暗物质! 当然,暗物质 并非影子膜的必要证据,它可以仅仅是某些难以观测的物质形态,例如超重弱作用粒子 (2314) , 或者棕矮星― ― ―那些温度低得根本不足以使氢燃烧的小质量恒星! 因为引力可以在我们所在的膜与影子膜之间传播,在我们所在的膜上的两个相邻客体之间的 引力应该比囿于膜上的电力随距离衰减得更快! 我们可以借助剑桥的卡文迪许勋爵发明的装置, 在・!・特约专稿 ! # 卷(#$$ 年) % 期 实验室里测量引力的短距离行为&