爱因斯坦的狭义相对论,提出运动相对性概念和光速不可及,撼动了统治物理界的牛顿万有引力定律。不可调和的冲突在,依据牛顿定律,如果太阳爆炸,太阳系的行星将立刻脱离引力作用,而狭义相对论证明,地球要在太阳爆炸八分钟后才收到这个信息,脱离原有轨道。
为了解释引力作用,爱因斯坦得出广义相对论:即时空因其中的星体而产生扭曲,就像在平滑薄膜表面放置有质量的球体后薄膜产生凹陷,所谓的引力作用即是时空弯曲后,小质量星体在大质量星体产生的凹陷里做旋转。
广义相对论在解释大质量物体的相互作用上堪称完美,但在微观世界遭到质疑。微观世界的粒子运动,和广袤宇宙中的物体运动规律截然不同,由此产生量子力学。如同狭义相对论颠覆牛顿定律,量子力学的出现似乎让广义相对论走到了尽头。
广义相对论和量子力学之间的分歧在,前者对物体的运动有精确描述,而在后者的微观世界中,一个粒子无限多种运动轨迹的可能,你能得知的,只是其中一个结果出现的概率。
两派的物理学家尴尬了,宇宙怎么可能在两种截然相反的规则下运行?应该有这样一种“万物之理”,它完美,和谐,是爱因斯坦一直探寻的那个宇宙终极理论。
最挠头的一幕,出现在黑洞。从宇宙层面描述,它无疑适用广义相对论;而当来到黑洞底端,那个崩塌成极其微小的无穷大质量中心,却是量子力学的研究范围。黑洞,怎会让两种互相矛盾的理论来描述呢?这中间一定有座桥,连接两者。
于是,弦理论出现了,它似乎是那个引领我们去向终极理论的手。琴弦,共振,发出声音,弹奏乐曲。构成所有物质的基本形态,弦,在不同形态、不同振动频率之下,构成我们所知的微观世界和宏观宇宙,美妙的弦理论方程,将量子力学和相对论完美结合在一起。量子世界、动物、人、星系......整个宇宙奏出了美妙交响,我们拥有共同的源头,我们感受从微小至广袤的能量,我们是不同的音符和乐章。
完美的“万物之理”似乎出现了。
但事实真的是这样吗?按照现在的科学实验水平,是没有办法论证弦理论的正确性的,这是最大困难。若无法被实验证明,弦理论就不能说是科学的,物理学界对它属于科学理论还是哲学思想,有不同的声音。很多支持弦理论的物理学家认为,有这么多年的理论研究,也有无与伦比的数学公式完美推导,弦理论至少不是完全错误的。
多重宇宙,11维空间,这些是弦理论带给我们的脑洞。我们的宇宙,可能只是更多宇宙中的一个,是一个更大存在的组成部分。在探寻宇宙起源的进程中,每一小步都带来超过想象的图景。
若说,不能用科学证明就只能成为一种哲学思考,我觉得也不错。在读过一些书后深深觉得现代科学思想有它的局限性,“科学至上”是现代人的宗教,它能解决一些问题但解决不了所有问题,那些超出我们逻辑认知的现象和可能性,成为人类超越自身需要跨过的门槛。
不必说,弦理论在某一天实验环境成熟的条件下被验证的可能性很高,即使作为一种哲学理论,我仍然认为是首精彩的宇宙交响。
天人合一,大道至简,古人早就这么说过,未来的研究结果会慢慢靠近这句古话吧。