第16部分(2 / 4)

小說:時間簡史 作者:誰與爭瘋

,我們的二維動物就解體了(圖10。8)。類似的,在二維動物身上實現任何血液迴圈都是非常困難的。

圖10。8

多於三維的空間維數也有問題。兩個物體之間的引力將隨距離衰減得比在三維空間中更快。(在三維空間內,如果距離加倍則引力減少到1/4。在四維空間減少到1/8,五維空間1/16,等等。)其意義在於使像地球這樣繞著太陽的行星的軌道變得不穩定,地球偏離圓周軌道的最小微擾(例如由於其他行星的引力吸引)都會引起它以螺旋線的軌道向外離開或向內落到太陽上去。我們就會被凍死或者被燒死。事實上,在維數多於三維的空間中,引力隨距離變化的同樣行為意味著,太陽不可能由於壓力和引力相平衡,而存在於一個穩定的狀態,它若不被分解就會坍縮形成黑洞。在任一情況下,作為地球上生命的熱和光的來源來說,它沒有多大用處。在小尺度下,原子裡使電子繞著原子核運動的電力行為正和引力一樣,這樣電子或者從原子逃逸出去,或者以螺旋的軌道落到原子核上去。在任一情形下,都不存在我們所知道的原子。

看來很清楚,至少如我們所知,生命只能存在於一維時間和三維空間沒被捲曲得很小的空間—時間區域裡。這表明,只要人們可以證明弦理論至少允許存在宇宙的這樣的區域——似乎弦理論確實能做到這一點,則我們可以用弱人擇原理。同樣,也會存在宇宙的其他區域或其他宇宙(不管那是什麼含意),那裡所有的維都被捲曲得很小,或者多於四維幾乎是平坦的。但在這樣的區域裡,不會有智慧生物去觀察這有效維數的不同數目。

弦理論被歡呼為物理學的終極統一理論之前,除了空間—時間呈現出來的維的數目這一問題外,還有幾個其他問題必須解決。我們還不能確定,是否所有的無窮大會被對消去,或如何準確地將弦的波動和我們所觀測到的粒子的特殊型別相關聯。儘管如此,很可能在幾年的時間裡,這些問題的答案就能找到了,並且到了本世紀末,我們將知道弦理論是否確實是長期夢寐以求的物理學的統一理論。

但是,確實存在這樣的一個統一理論嗎?或者我們也許僅僅是在追求海市屋樓。看來存在三種可能性:

(1)確實存在一個完整的統一理論,如果我們足夠聰明的話,總有一天將會找到它。

(2)並不存在宇宙的最終理論,僅僅存在一個越來越精確地描述宇宙的無限的理論序列。

(3)並不存在宇宙的理論;事件在一定程度之外不可能被預言,僅僅是以一種紊亂或任意的方式發生。

有些人基於以下理由會贊同第三種可能,如果存在一套完整的定律,這將侵犯上帝改變其主意並對世界進行干涉的自由。這有點像那古老的二律背反:上帝能製造一個重到以至於它也不能將其舉起的石塊嗎?但是上帝可能要改變主意的這一思想,這正如聖·奧古斯丁指出的,是一個想像上帝存在在時間裡的虛妄的例子:時間只是上帝創造的宇宙的一個性質。可以設想,當它創造宇宙時它知道企圖做什麼!

隨著量子力學的發現,我們認識到,由於總存在一定程度的不確定性,不可能去完全精確地預言事件。如果有人願意,他可以將此紊亂性歸結為上帝的干涉。但這是一種非常奇怪的干涉:沒有任何證據表明它具有任何目的。的確,如果它有目的,則按定義就不會是紊亂的。現代由於我們重新定義科學的目標,所以已經有效地排除了上述的第三種可能性:我們的目的只在於表達一套定律,這些定律能使我們在不確定性原理的極限內預言事件。

第二種可能性,也就是存在一無限的越來越精確的理論序列,是和迄今為止我們的經驗相符合。在許多場合我們增加了測量的靈敏度,或者進行了新的型別的觀測,只是為了發現還沒被現有理論預言的新現象,為了囊括這些,我們必須發展更高階的理論。現代的大統一理論預言:在大約100吉電子伏的弱電統一能量和大約1千萬億吉電子伏的大統一能量之間,沒有什麼本質上新的現象發生。所以,如果這個預言是錯的話,人們並不會感到非常驚訝。我們的確可以預料,能夠去找幾個新的比夸克和電子——這些我們目前以為是“基本”粒子——更基本的結構層次。

然而,看來引力可以提供這個“盒子套盒子”的序列的極限。如果人們有一個比1千億億(1後面跟19個0)吉電子伏的所謂普郎克能量更高能量的粒子,它的質量就會集中到如此的程度,以至於會脫離宇宙的其他部分,而形成一個小黑洞。這樣看來,確實當我們往越來越高

本站所有小說均來源於會員自主上傳,如侵犯你的權益請聯絡我們,我們會盡快刪除。
上一頁 報錯 目錄 下一頁
本站所有小說為轉載作品,所有章節均由網友上傳,轉載至本站只是為了宣傳本書讓更多讀者欣賞。
Copyright © 2025 https://www.kanshuwo.tw All Rights Reserved