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原始宇宙的问题。
……考虑一个在时刻 t = 0 或“接近 t = 0”的时刻的粒子。假设它发出某种信号,例如电磁辐射。后者将以速度 c 传播。经过时间 t 后,球面波将具有半径 ct,这被称为视界。但是,假设与“宇宙载体”相连(称为共动)的两个粒子之间的膨胀定律,即远离定律,具有抛物线形态(该距离按 t2/3 增长)。回溯时间,我们总会找到一个时刻 t < th,此时粒子在物质上无法相互通信,因为它们在“比接近零的时刻 t 发出的电磁波行进得更快”地远离。

……下图唤起了宇宙的这种自闭状态,白色球体与每个粒子相连,代表邻居必须位于其中才能使通信成为可能的体积。唉,它们并不相互穿插,而且很久以后才会如此。

……因此,很难证明原始宇宙显著的均匀性,其化石痕迹是 2.7° K 的宇宙学辐射背景。
……流行的理论是林德的理论:暴胀,而这是它唯一的理由。不进入细节,该理论在于赋予原始宇宙一个超级宇宙学常数(依赖于时间!),反映一种超乎一切想象的“真空排斥力”。后者于是导致某个十的不知多少次方倍的膨胀……
起源的问题。
事实上,这个时刻 t = 0 是什么?它有含义吗?
……当回溯时间时,“宇宙流体”的温度上升。具有非零质量的粒子的热运动速度也上升。总会到了某一时刻,这个速度变成相对论性的。事实上,当 t 趋向于零且温度 T 趋向于无穷时,粒子的个体能量趋向于无穷,其速度趋向于 c。固有时遵循定律:

……当 v 趋向于 c 时,固有时“在时钟中冻结”。定义一个钟表变得成问题,甚至在概念上也是如此。
……因此我们看到,标准模型远非完美。所提到的问题清单也并不详尽。基础物理学也遇到类似的问题。超弦理论通过扩展维度背景(十维,对许多人而言)来进行。但十维几何仍是一片黑暗的丛林。如果二维曲面已经失去了神秘感,三维和四维超曲面的分类仍待完成。
……此外,当给宇宙增加维度时,会出现与每个维度相关的特征长度。而这些长度无一例外地……是普朗克长度。而说长度就是说波长,波长又按以下关系与能量相关:

……普朗克能量是巨大的。要按照经典技术来运用它,必须能够拥有一个直径为一个星系的加速器。实验物理学家们举手向天。
……日裔理论物理学家加来道雄(《超空间,穿越第十维的科学奥德赛》,牛津大学出版社,1995)提出了一个有趣的个人解释:据他说,超弦理论只是超前于其时代几个世纪。在目前的技术阶段,这不过是一种朋友间消遣的方式。
阿斯彭研讨会。
……1996 年,著名杂志《科学美国人》发表了撰稿人 Madhusree Mukerjee 关于刚刚在科罗拉多州阿斯彭举行的超弦研讨会的报道。一篇配得上马克思兄弟的文本:
……正如文章作者所回顾的,1986 年曾要求芝加哥大学的 Jeffrey A. Harvey 用七个词定义超弦理论。他当时的回答是:
- 哦,主啊,你为什么离弃我?
但文章指出,上帝似乎通过发现一种新的对称性作出了回答:对偶性。
……维滕,超弦人中最乐观的一位,认为这种对偶性不仅将导致 TOE(万有理论),还将解释“宇宙为何如此构造”。他认为人们正趋向量子力学深层本质的解释。
……事实上很少有人攻这个超弦理论,它在所有层面上确实都如此复杂,包括数学上,以至于物理学家和数学家都不愿深入其中。
……文章指出,这种“对偶性”将使基本粒子和复合客体变得可以互换。专家们于是提到 clumps(团块、束、簇),他们试图将其想象为“hedgehogs”(刺猬)。To curl like a hedge-hog:蜷缩成团。其他形象:“被矢量钉住的球体”,被称为“孤子”。
……但这一对偶性,如果存在的话,据该概念作者们明确指出,仍将无法被显现(对偶性应理解为“双重性质”:英语词典)。因此文章明确指出,复合结构可能通过“tangled up”(缠结、纠缠)而变得等价,并于是成为“基本客体”。
随后又搬出了“镜像对称”的概念,没有太大成功。
……1986 年,伦敦帝国学院的达夫曾设想一种新实体的振动,“a bubble”(一个气泡)。当弦在十维中扭动(wiggle)时,气泡则会在十一维空间中漂浮。随后达夫设想了“五维”膜,作为弦的替代描述。他随后设想这些膜也能像“香肠皮”一样卷起来。并提到一种“弦-弦对偶性”。
……1995 年,维滕在伯克利做了一场演讲,猜想达夫的气泡可能是对应于十维的某种特定弦的孤子。
而加州理工学院的施瓦茨(该理论的先驱之一)补充道:
- 我本该去当卡车司机!
无论如何,目前每天都有十篇关于超弦的新论文发表。
一个孤子“像一条毛茸茸的毛毛虫”,布满矢量,因此是“弦的对偶客体”。
达夫随后提出了空间之间的一种对偶性的对偶性。而萨斯坎德评论道:
一个客体的大小和内部维度将“逐处”改变。
汤森:
- 膜,转变为弦的孤子,可能具有与弦相同的地位。不幸的是,用膜所做的计算没有意义。
……于是人们提到弦与黑洞之间的联姻。霍金曾指出,黑洞既然能够发射粒子,就会因此失去质量并缩小。如果它们最初由弦构成(“弦状黑洞”),其演化将把它们变成大小为零的客体:“一个极端黑洞,事实上看起来颇像粒子”。萨斯坎德与斯特罗明格在这一点上发生争论:
- 斯特罗明格的工作“很棒”,但把这些东西称为黑洞,还是有点牵强。
作为参考,斯特罗明格最后一篇论文的标题是:“世界被构想为全息图”。
后者于是提到“零质量黑洞”的概念。
芝加哥大学的 Jeffrey A. Harvey 立刻抗议:
- 你的零质量黑洞是什么意思?它们是以光速运动吗?
加州大学的 Gary T. Horowitz:
- 哦,胡扯!
再往下读到,弦“可以根据其环境进行配置”,采取一种动力学上正确的解(……)。而斯特罗明格补充道:
- 宇宙中某处可能存在水滴状的空间部分,黑洞进入其中会变成弦,反之亦然。在我们的环境中,这些水滴可能看起来在虚拟宇宙中航行,而这些虚拟宇宙会存在极短的一瞬,因为它们会立即消失,在人们能够观察它们之前。
……但似乎再没有人相信“解决办法就在街角”,尽管维滕曾断言并打赌一筒冰淇淋说该理论将在本世纪末成熟。
而特霍夫特尖刻地回击:
- 当弦论者们盘点时,他们总是倾向于夸大自己的结果。他们只是盲目相信自己的理论。
在这个超弦竞技场中,年轻人和不那么年轻的人并肩而立。
哈佛大学的 Sidney R. Coleman:
- 在我这个年纪,人容易放很多气。我宁愿闭嘴。
Sheldon L. Glashow 承认“这个理论毫无进展”:
研讨会结束。夜幕降临,文章作者说,而萨斯坎德抛出一句:
- 我个人认为这是一堆狗屎!
尽管有这场危机,一些人认为一切终将好转。暗物质将被探测到。万有理论终将浮现,以十维超弦为背景。

……在等待这个幸福时代、这个知识黄金时代的同时,接下来的理论发展,总之,既不比一切与暗物质和超弦有关的东西更好,也不更差。

在开始介绍我们的工作之前,先附上与 J.M. 苏里奥的讨论记录(1998 年 1 月 4 日)。
(也许是对当前局势的一点解释的开端)。
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你认为我们正处在基础物理学的停滞期吗?
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自五十年代以来,费曼和量子电动力学之后,就是停滞。量子电动力学行得通,但说实话我们并不太清楚为什么。这仍待发现。除此之外,我们没有发现任何真正引人注目的东西。
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但科学界在上个世纪是否也经历过同样性质的基础停滞期?
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似乎存在一种在基础领域和技术开发领域交替跃进的现象,仿佛人们无法同时做这两件事。例如,雅卡尔织机的发明(1752-1834)体现了手工劳动与物品生产之间的机械化接力(这也是……信息学的开端)。在物理学中,1788 年有拉格朗日的《分析力学》。世纪之交,纳维发明了流体力学,傅里叶发明了热理论、调和分析,菲涅耳推进了基础光学。
在 1815 年到,比如说,1870 年之间,这是一个技术时期。蒸汽机,也就是用化学能而非人力或畜力驱动机器。还有电。格拉姆于 1845 年发明了发电机。儒勒·凡尔纳在 1870 年前后成为这些技术应用的歌颂者。还有化学、铁路、电话、电光生产的发展。但在 1815 年到 1870 年之间,这更像是一个技术应用的时代。
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那什么时候又重新开始了?
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1870 年前后,是晶体学的诞生和原子理论的开端,后者在当时还只是思辨性假设。还有麦克斯韦。
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那群论呢?
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群论随晶体学诞生。索菲斯·李、克莱因,是在 1870 年前后。群论的起点是晶体学。世纪之交则是原子。
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你认为这会持续到 1950 年吗?
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之后,主要是技术、应用研究。在物理学中,最大的跃进是信息学,而此前没有人能预见它的爆发。
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而自 1950 年以来,一切又重新聚焦于技术。基础则为此付出代价。
这段离题结束。
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