为更喜欢所谓弦理论。在这些理论中,基本
对象不再是只占空间单独
点
粒子,而是只有长度而没有其他线度、像是
根无限细
弦这样
东西。这些弦可以有端点(所谓
开弦),或它们可以自身首尾相接成闭合
圈子(闭弦)(图11.1和图11.2)。在每
时刻每
个粒子占据空间
点。这样,它
历史可以在空间
时间用
根线代表(“世界线”)。另
方面,在每
时刻
根弦占据空间
根线。所以它在时空里
历史是
个叫做世界片
二维面(在这世界片上
任
点都可用两个数来描述:
个指明时间,另
个指明这
点在弦上
位置。)
根开弦
世界片是
带子,它
边缘代表弦
端点通过时空
路径(图11.1);
根闭弦
世界片是
个圆柱或
个管(图11.2);
个管
截面是
个圈,它代表在
特定时刻
弦
位置。
图11.1、图11.2
两根弦可以连接在起,形成
根单独
弦。在开弦
情形下只要将它们端点连在
起即可(图11.3);在闭弦
情形下,像是两条裤腿合并成
条裤子(图11.4)。类似地,
根单独
弦可以分成两根弦。在弦理论中,原先以为是粒子
东西,现在被描绘成在弦里传播
波动,如同振动着
风筝
弦上
波动。
个粒子从另
个粒子发射出来或者被吸收,对应于弦
分解和合并。例如,太阳作用到地球上
引力,在粒子理论中被描述成由太阳上
粒子发射出并被地球上
粒子所吸收
引力子(图11.5)。在弦理论中,这个过程相应于
个H形状
管(图11.6)(弦理论有点像管道工程)。H
两个垂直
边对应于太阳和地球上
粒子,而水平
横杠对应于在它们之间传递
引力子。
图11.3、图11.4
图11.5、图11.6
弦理论有个古怪
历史。它原先是60年代后期发明来试图找出
个描述强作用
理论。其方法是,诸如质子和中子这样
粒子可被认为是
根弦上
波动。这些粒子之间
强作用力对应于连接于其他
些弦之间
弦
片段——正如蜘蛛网
样。这弦必须像具有大约10吨拉力
橡皮带,才能使理论给出粒子之间强作用力
观察值。
1974年,巴黎朱勒·谢尔克和加州理工学院
约翰·施瓦兹发表
篇论文,指出弦理论可以描述引力,但是只不过其张力要大得多,大约是1000万亿亿亿亿吨(1后面跟39个0)。在通常尺度下,弦理论和广义相对论
预言是相同
,但在非常小
尺度下,比10亿亿亿亿分之
厘米(1厘米被1后面跟33个0除)更小时,它们就不
样
。然而,
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