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对超弦理论中的 多个维度 的一个物理解释

已有 7300 次阅读 2010-1-7 11:51 |个人分类:未分类|系统分类:科研笔记| 超弦, 解释, 多维

在超弦理论中,先后出现了11维 和 10维 的多个维度的理论,据说,这是超弦理论内部自洽性的一个要求。
那么这些多出来的维度为何观测不到呢?

弦论家们解释说,那是因为这些维度蜷缩起来了,非常小,以致于在通常的空间尺度 和 能量标度下无法觉察得到。

一开始,俺也被迷惑了,就乌鸦学舌的跟着说,其实自己也不明白是怎么回事儿,至少,科普书籍上的那些图谱 --在一个个时空交叉点出 画着一根根蜷缩的弹簧样的东西,作为内禀维度的一个图示。

俺越是不明白就越是想弄明白。

俺就从超弦理论的一个源头 上个世纪 30年代的那个 5维理论开始看起 - Kaluza-Klein理论。

这个理论在降低到四维的时候自动分别给出了 广义相对论 和 麦克斯韦方程组。

因此这个五维理论的物理关键就是,它是分别描述引力相互作用 和 电磁相互作用的,换言之,它是描写物质粒子 的 质量(荷载)和 电量(荷载),这两个内禀自由度的。

类比一下,所谓的10维或 11维的超弦,其实那些多余的维度就是用来描写物质粒子其它的内禀自由度的,例如 自旋,同位选,色荷,重子数,轻子数,奇异数等等。

因为,要描述现在已知的所有基本粒子的基态,所需的不同的参数,大概要十几个到20几个,这些参数其实就是不同粒子之间得以区分的内禀自由度的不同。

再从物理学规律的对应原理来看,一个正确的万有理论(TOE)应该在取其近似的情况下给出现在被公认为正确的物理学定律,例如  狭义相对论 广义相对论 和 量子力学 分别 在 低速 低引力 宏观 的范围内还原为牛顿力学定律。

如果超弦理论就是那个 TOE 的话,它自然就应该还原为现在的 量子电动力学,量子色动力学,广义相对论,而这些理论是干什么的?

不就是描写 质量 电荷 色荷 等这些 自由度 的理论吗?

难道理论描述的对象会因为 作了一个 近似 就改变了?

不会的,即便是在量子力学里,也能找到物理学量 的 经典描述 和 量子描述 的桥梁。








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