《宇宙的琴弦》是一本理論物理前沿方向的科普書,此書主要介紹了20世紀80年代開啟的理論物理思想革命——超弦理論。此書的作者B.格林是比較早用代數(shù)幾何做超弦研究的科學(xué)家,他在卡拉比丘成桐空間上做了一些研究工作。
那么,超弦理論到底“超”在哪里呢?
其實這里的“超”說的就是“超對稱性”。超對稱性刻畫的是費米子與玻色子之間的對稱性,簡單地說,費米子好像是幼兒園里的孩子,而玻色子好像是幼兒園里的皮球。皮球在孩子們腳下傳來傳去,孩子們相互之間就有了聯(lián)系。而超對稱性認為:孩子與皮球其實是一樣的,沒什么區(qū)別。
然而,“超對稱性”到底存在不存在呢?
在這里,我們可以先用《六祖壇經(jīng)》里最有名的偈語來看一下這個問題:
菩提本無樹
明鏡亦非臺
本來無一物
何處惹塵埃
《六祖壇經(jīng)》告訴我們:其實不用執(zhí)著于“超對稱性”到底存在不存在,因為“本來無一物”,只要你心中有超對稱性,那么超對稱性就可以存在。
這是科學(xué)嗎?當(dāng)然不是,因為科學(xué)講究的是實驗驗證。
但是,《六祖壇經(jīng)》講到的這個“禪”,卻對理解《宇宙的琴弦》也是大有裨益的。
禪是一種只長在內(nèi)心的東西,其本質(zhì)與王陽明的心學(xué)有點類似。只要你心中有超對稱,那么超對稱就存在——這就是所謂的“我心即宇宙,宇宙即我心”。
在《宇宙的琴弦》這本書里我們可以看到,超對稱性只存在于理論物理學(xué)家與數(shù)學(xué)家的心里,它并不是一個已經(jīng)被實驗檢驗的物理定律,但這不妨礙它形成蔚為大觀的理論體系。這個理論體系發(fā)展到最高潮,就是卡拉比——丘成桐空間的出現(xiàn)。
卡拉比——丘成桐空間不是肉眼可見了,也不是我們的實驗儀器可以探測到的。理論上來說,它的尺寸是Planck 長度——大概1.6x10的-35次方米,這個尺寸比質(zhì)子還要小20個數(shù)量級,是不可觀測的。所以,卡拉比——丘成桐空間只可能存在于我們的“心”里。
解釋了超弦中的“超”字,我們再來看看“弦”又是什么?
其實,弦是粒子的推廣。一個粒子是一個點,是0維的;而一根弦是一條線,是1維的。一個粒子在時空中的軌跡叫做世界線,而一個弦在時空中的軌跡是世界面。但我們從來沒有看到過世界線,也沒有看到過世界面。所以,弦其實也有點像《六祖壇經(jīng)》里說的“無相”。所謂“無相”,其實就是:不著形相,無跡可尋(這是一種不可觀測的東西)。一個弦在時空中掃出的世界面,是一個嵌入在10維時空(微擾弦論中時空是10維的。而在M理論中時空是11維的,M理論不是微擾的,是一種強耦合理論)的2維面。而這個面就是“無相”——也就是說,最基礎(chǔ)的東西可能是無相的。
我們每個人,都有迷惘心,也有好奇心。比如我們想知道宇宙為什么發(fā)生大爆炸,如果把電子切開了會看到什么。而通過閱讀《宇宙的琴弦》來學(xué)習(xí)超弦理論的過程是一個“開悟”的過程。如果采用《六祖壇經(jīng)》的觀點,對于這種好奇心與迷惘,“世人本自有之,只緣心述,不能自悟”。我們需要閱讀《宇宙的琴弦》這一類的科普書,才能幫我們“開悟”,我們也可以用《六祖壇經(jīng)》的思想來幫助我們理解《宇宙的琴弦》。