超弦论

宇宙的琴弦，奏响大一统的赞歌 （作者 糊泥马） 宇宙的真理是什么？这是从古至今人们一直执着探寻的事。从老聃“象帝之先”的玄之又玄的道、邹衍的五行生克之德，到今天的现代物理学，人们在寻找世界本源的路上艰难跋涉。 物理学的历史上，我认为有两大里程碑：一是牛顿三定律的提出，为人们打开了世界的新大门；二是麦克斯韦方程组的发现，带人们迈上了大一统的道路。 而继麦克斯韦后的探索过程中，又有一个理论如霹雳般划破天际，对大一统作出了目前为止最完美的解释，就是这本书所要讲的“超弦理论”。 本书的作者之一加来道雄的名字并不陌生，在高中时，人教版课本中就有他的作品《一名物理学家的教育历程》，他不仅是著名的物理学家、超弦论的扛把子，还是科普达人，出过数本优秀的科普著作，这本《超弦论》就是其中之一。 而本书另一作者詹妮弗·汤普森，是一位作家，在本书之前，她与加来道雄合著的《核能》，被《基督教科学箴言报》选为1982年最佳书籍之一。不用说，詹妮弗肯定是给加来道雄擦屁股的，毕竟，让一个理工直男自己写科普书，可能通篇都是xyz。 在过去的2000多年，人们逐渐认识了四种力：电磁力、重力、弱力、强力。宇宙真理的大一统，实质上就是将这几种力统一在一个框架下。而本书所介绍的超弦理论，便是最后的临门一脚，将重力纳入整个框架。 当然，本书虽然题为超弦论，但它并不是只讲超弦论，而是以物理学史的形式，为我们讲述了以超弦论为代表的、将四种力实现统一的统一理论的沿革。 本书共分为三章，分别讲述统一理论在弦理论诞生前的发展、弦理论的诞生、弦理论的一系列谜一般的结论等内容。 在第一章中，作者用了大量笔墨，讲述了在弦理论之前，物理学家们为统一理论作出的重要努力。在这个过程中，麦克斯韦方程组诞生，爱因斯坦用相对论探寻宇宙的奥秘，薛定谔等人用量子力学解剖粒子，各种亚粒子接连被预言及发现。 加来道雄在这一章提出了许多独到的见解，比如，麦克斯韦是GUT（大一统理论）的开端，因为他将电、磁力统一在一起；爱因斯坦并不是老顽固，而是接受量子力学的数学方程，只是他在量子潮流中独自清醒，认识到量子力学的不完备性，所以被当成奇葩；相对论与量子力学水火不容，而没有相对论，量子力学是失败的。 此外，第一章还讲了许多有趣的事，比如费曼用涂鸦一般的费曼图来代替复杂的运算来搞研究、用无穷大减去无穷大得到有限的奇葩结果、横着看是我竖着看也是我的对称性等。最终，物理学家们将除了重力之外的其他三种力统一起来，形成GUT理论——当然，排除重力说明它并不完备。 到了第二章，本书进入了正题，也就是超弦理论。这一章里，作者为我们展现了超弦理论的创始人南布天才般的想象力。南布认为，实验室里撞出几百种强子是不科学的，它们之间肯定有潜在的联系，于是乎，他假设强子是由振动的弦构成，不同的强子代表不同的振动模式，于是，让物理学获得突破性进展的弦理论由此诞生。 从南布发端，后来又经过本书作者加来道雄、余乐平、施瓦茨等人的发展，正逐渐成为大一统理论的完成者。在这个过程中，我们还见证了费曼的涂鸦简洁而神奇的力量，以及窥见了杨振宁在物理学中比肩牛顿爱因斯坦般的贡献。而超弦论因为二十六维自洽等原因，还经历过死亡，但最终浴火重生。 到了最后一章，作者介绍了弦理论、GUT理论等关于大一统的理论中的许多神奇结论。比如，宇宙大爆炸、黑洞、暗物质、反物质、十维空间等。在这里，我们知道了从奇点爆炸开始宇宙的历史，明白了剩余六维空间如何蜷缩起来，看到了特殊解下穿越黑洞实现时空旅行的可能性。 在最后一章，我们还见到了霍金，当我们对着密麻麻们的方程式一脸懵圈的时候，他却不得不在脑子里进行运算，这种人，除了天才还有什么词能形容？ 从内容上来看，整本书主要面向小白，省去了各种方程式与数字，用讲故事的方式来让读者明白超弦论的前世今生，以及物理学家们传奇般的研究经历。 总体上说，这本书比较通俗易懂，值得一读！