 首先說明：超弦理論并不是一種科學理論，而是一種基于數(shù)學推導的物理猜想，想要驗證它必須制造一臺直徑超過350億公里的環(huán)形粒子對撞機，這個直徑已經(jīng)比太陽系還要大了，所以目前人類無法驗證超弦理論是否正確。 在超弦理論沒有誕生前，科學界有兩大重要的理論支柱出現(xiàn)“相對論”和“量子力學”。 盡管在當時這兩大理論還沒有被證實，但已說明了很多問題。例如，當時相對論中用提出用等效原理來說明了體積無限小的均勻引力場能夠替代加速物體的參考系問題。還有當時的量子力學對波爾的互補原理和哥本哈根學派的“運氣”的解釋等等。 量子力學描述微觀世界的規(guī)律，相對論是描述宏觀世界的規(guī)律，兩大理論看似非常成功，但在解釋宇宙一些問題的時候出現(xiàn)了矛盾，宇宙大爆炸誕生于無限小的奇點，既是微觀世界的現(xiàn)象也是宏觀世界的現(xiàn)象，如果用相對論和量子力學來解釋，物理定律就會被搞的亂七八糟。這個時候超弦理論（M理論）就誕生了，試圖用一套萬有的理論來解釋宇宙的本質(zhì)，這樣就不存在任何矛盾了。 超弦理論有兩大重點 1.組成宇宙萬物的本質(zhì)不是基本粒子，而是一種被稱之為“弦”的物質(zhì)，弦的振動才會有夸克，電子，中微子等粒子產(chǎn)生，并且不同的振動方式會產(chǎn)生不同的粒子，“弦”就是宇宙萬物的基本單位，我們可以把它認為是一種能量，能量的振動才會產(chǎn)生基本粒子，基本粒子構(gòu)成世界，所以我們的世界從最本質(zhì)上看來，都是能量。 2.我們都知道構(gòu)成真實世界需要的最低維度就是三維空間加一維時間，而超弦理論認為我們的宇宙是十一維時空的（十維空間加一維時間），多出來的7維度空間只有普朗克長度大小遍布宇宙，并且是為了說明“弦”是世界的本質(zhì)才提高維度建立的高維度數(shù)學模型，因為只有在十一維時空條件下超弦理論才能夠自洽不反常，才能夠統(tǒng)一四種基本作用力，宇宙萬物才能夠統(tǒng)一。 弦理論本身是很高深的理論，簡單的描述是很難描述好的。首先，我們要清楚一個事實，那就是弦理論是不是科學理論?答案是，弦理論并不是科學理論。盡管弦理論得到很多物理學家的支持，比如，溫伯格，霍金，他們都是弦理論的堅定支持者，但是，弦理論依然不是科學理論。弦理論是什么呢？它是一種數(shù)學。在物理學上，弦理論是超驗的，超驗的意思就是，這種理論是超前的，或者是無法做實驗的，也可能是不存在的，所以它是超出常理的，用科學手段是不可以驗證其正確與否的。因為，在理論上，如果想要驗證弦理論的正確性，需要建造一個直徑比太陽系還大的加速器。這顯然已經(jīng)遠遠超出目前人類的能力。在德國慕尼黑大學召開的物理學術(shù)研討會上，全世界的弦理論家齊聚一堂，還要很多諾貝爾物理學獎獲得者參與，他們討論的結(jié)果就是，弦理論不是科學理論，而是一種物理學上的“形而上學”。盡管如此，溫伯格說過，我知道弦理論無法驗證，但是它太美妙，我不知道還有什么其他的理論可以替代弦理論。康奈爾大學的研究員李禰也說過，弦理論的希望最大。那么，弦理論大概說的是什么內(nèi)容呢？該理論認為，宇宙中最小的物質(zhì)單元是由一根根振動的弦組成的，弦非常小，如果我們把一個原子放大到太陽系那么大，弦的大小就相當于地球上的一棵樹。這樣小的單位，人類的科技是無法探測到的。那么，弦又是什么組成的呢？由空間物質(zhì)組成。你可以認為弦就是振動的空間物質(zhì)。弦如果被分割，分割開來的部分還是弦，沒有更深層次的物質(zhì)組成。當弦發(fā)生不同的振動模式后，就會組成各種各樣的基本粒子。比如，夸克就是一種弦的模式。很多科學家認為，弦理論是一種“萬物理論”，可以揭開物質(zhì)的秘密。弦理論分為幾種主流模式，普通人知道就可以了，沒有必要了解的太詳細。 段話概括超弦理論：一切物質(zhì)的基本組成單位叫做“超弦”，超弦非常小，當“超弦”以不同的方式振動，就得到不同的基本粒子，比如光子，電子，夸克等等。 超弦理論是目前最有潛力的理論，被期望為最有可能成為終極理論的理論，1969年物理學家Gabriele Veneziano在瑞士大數(shù)學家歐拉的一本著作中，注意到了一個函數(shù)（歐拉B函數(shù)），可以用來描述強作用力。 后來物理學家Leonard Susskind發(fā)現(xiàn)，這一函數(shù)延伸出來的物理圖像，是"可扭曲有彈性的線段"，并在后來發(fā)展成了"超弦理論"。 超弦理論描述：我們宇宙的最小基本單元是一維的且很小很小的"弦"，尺度是普朗克距離約10^-35m，這些弦以不同的方式振動，可以得到不同的基本粒子，比如電子、夸克和中微子等等。 超弦理論最大的特點，就是對世界的維度做了限制，在超弦理論中，要求我們世界必須是11維的，十維的空間加上一維的時間。 之所以認為超弦理論最有可能成為終極理論，是因為超弦理論能夠調(diào)和量子力學和相對論之間的沖突。 在之前，量子力學主宰著微觀世界，相對論主宰者宏觀世界，兩者有著本質(zhì)的矛盾，成為當代物理學中最大的難題，而超弦理論為解決這一矛盾，提供了一種思路。但是超弦理論涉及到的數(shù)學知識艱深，所以能夠涉獵該領域的人屈指可數(shù)。 而且超弦理論的預言和研究，在目前實驗水平上，還無法進行驗證。比如超弦理論研究的尺度，要想驗證，所需要建造的對撞機，可以繞銀河系一周呢！ 好啦！我的答案就到這里，喜歡我們答案的讀者朋友，記得點擊關(guān)注我們——艾伯史密斯！ 注明：該回答的部分內(nèi)容，取自本人在2018年1月15日發(fā)布的文章《終極理論候選者，哪個是愛因斯坦追求的夢？或許人類永遠找不到！》
最為奇特的是，弦并不是在平常的三維空間運動，而是在我們無法想象的高維空間運動。我們過去關(guān)于空間的觀念都是錯誤的，空間正在以一種陌生得令人驚訝的方式活動著。 20世紀60年代以來，在科學家孜孜不倦地努力下，一個新的理論逐漸浮出水面，這就是超弦理論。超弦理論認為，在每一個基本粒子內(nèi)部，都有一根細細的線在振動，就像小提琴琴弦的振動一樣，因此這根細細的線就被科學家形象地稱為“弦”。 撥動吉他一根弦，你會聽到一個音。撥動另一根弦，你會聽到另一個不同的音調(diào)，因為不同的弦振動的模式不同。一個音樂家通過一個吉他的六弦合奏，使這些弦在不同頻率振動，便可創(chuàng)造出無數(shù)美妙的音樂。像琴弦的不同振動模式彈出不同的樂音那樣，粒子內(nèi)部的弦也有不同的振動模式，只不過這種弦的振動不是產(chǎn)生什么音樂，而是產(chǎn)生一個個粒子。不同粒子的性質(zhì)由弦的不同振動行為來決定，電子是以某種方式振動的弦，上夸克又是以另一種方式振動的弦，如此等等。 弦與粒子質(zhì)量的關(guān)聯(lián)是很容易理解的。弦的振動越劇烈，粒子的能量就越大；振動越輕柔，粒子的能量就越小。這也是我們熟悉的現(xiàn)象：當我們用力撥動琴弦時，振動會很劇烈；輕輕撥動它時，振動會很輕柔。而依據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能原理，能量和質(zhì)量像一枚硬幣的兩面，是同一事物的不同表現(xiàn)：大能量意味著大質(zhì)量，小能量意味著小質(zhì)量。因此，振動較劇烈的粒子質(zhì)量較大，反之，振動較輕柔的粒子則質(zhì)量較小。 依照弦理論，每種基本粒子所表現(xiàn)的性質(zhì)都源自它內(nèi)部弦的不同的振動模式。每個基本粒子都由一根弦組成，而所有的弦都是絕對相同的。不同的基本粒子實際上是在相同的弦上彈奏著不同的“音調(diào)”。由無數(shù)這樣振動著的弦組成的宇宙，就像一支偉大的交響曲。 在量子理論中，每一個粒子還具有波的特性，這就是波粒二象性?，F(xiàn)在我們明白了，粒子的波動性就是由弦的振動產(chǎn)生的。 以前，我們想象所有的物質(zhì)粒子都是點狀的東西，沒有空間大小。但現(xiàn)在我們明白了，那一個個點粒子其實并不是一個個實體的點，而是包含有一片片更微小的空間結(jié)構(gòu)，這樣的空間結(jié)構(gòu)的振動乍看起來像是一個個點，是因為我們目前還沒有更精微的探測技術(shù)。 物理學家還發(fā)現(xiàn)，弦的振動模式與粒子的引力作用之間存在著直接的聯(lián)系。同樣的關(guān)聯(lián)也存于弦振動模式與其它力的性質(zhì)之間，一根弦所攜帶的電磁力、弱力和強力也完全由它的振動模式?jīng)Q定。 弦如何運動？ 弦本身很簡單，只是一根極微小的線，弦可以閉合成圈（閉弦），也可以打開像頭發(fā)（開弦）。一根弦還能分解成更細小的弦，也能與別的弦碰撞構(gòu)成更長的弦。例如，一根開弦可以分裂成兩根小的開弦；也可以形成一根開弦和一根閉弦；一根閉弦可以分裂成兩個小的閉弦；兩根弦碰撞可以產(chǎn)生兩個新的弦。 但是當一根弦在時空中移動時，它就沒那么簡單了。弦的運動是如此的復雜，以至于三維空間已經(jīng)無法容納它的運動軌跡，必須有高達十維的空間才能滿足它的運動（十維空間是數(shù)學方程計算的結(jié)果）。就像人的運動復雜到無法在二維平面中完成，而必須在三維空間中完成一樣。 點粒子內(nèi)部的空間不是三維的，可能還有很多維，這似乎非常不可思議，不過，認真想起來，高維空間的存在完全是合理的。為了看清這一點，我們可以舉一個水管的例子。我們知道，水管的表面是二維的，但是當我們從遠處看它時，它卻像是一維的直線。這是為什么呢？原來，水管的那兩維很不一樣，沿著管子伸展方向的一維很長，容易看到；而容易繞著管子的那一個圓圈維很短，“卷縮起來了”，不容易發(fā)現(xiàn)。你必須走近水管，才能看清繞著圓圈的那一維。 這個例子表明了空間維度的一個微妙而又重要的特征：空間維有兩種。它可能很大延伸得很遠，能直接顯露出來；它也可能很小，卷縮了，很難看出來。水管比較粗大，繞著管子的那一維很容易就看到。假如管子很細——像一根頭發(fā)絲或毛細管那樣細，要看那卷縮的維可就不那么容易了。 在最微小的尺度上，科學家業(yè)已證明，我們宇宙的空間結(jié)構(gòu)既有延展的維，也有卷縮的維。就是說，我們的宇宙有像水管在水平方向延伸的、大的、容易看到的維 ——我們尋常經(jīng)歷的三維，也有像水管在橫向上的圓圈那樣的卷縮的維——這些多余的維緊緊卷縮在一個微小的空間，即使用我們最精密的儀器也根本不能探測它們。 那些看不見的維可能會有多小呢？我們最先進的儀器能探測到百億億分之一米的結(jié)構(gòu)，如果那些維度卷縮得比這個尺度還小，我們就看不見了?？茖W家的計算表明，卷縮的維可能小到普朗克長度（即10的負33次方厘米），是目前的實驗遠遠不可能達到的。 請簡單明了的介紹一下超弦理論？ 楊春華先生用統(tǒng)一場論來回答這個問題。不存在的東西就是幻想甚至是瞎想。 弦理論把簡單的問題復雜化了，比相對論還要垃圾的多?？茖W研究的方向，應該是把復雜的問題簡單化。而弦理論正好相反，他把問題弄的更加的復雜了。 宇宙是物質(zhì)的，弦理論是數(shù)學。弦理論的立論就存在錯誤。采用多大的弦合適呢，弦是不是物質(zhì)，弦的直徑是多少。這些都是弦理論繞不過去的哲學問題。 楊春華統(tǒng)一場論，宇宙的物質(zhì)基礎是以太，兩種能量電磁能和引力能在以太中運動，形成了豐富多彩的宇宙。傅立葉分析只是宇宙的分析的初步，宇宙是智慧的宇宙，宇宙是N維的全息宇宙。宇宙是最高智慧的宇宙，宇宙是動中有靜靜中有運動，宇宙絕對不是大爆炸這么簡單的糊弄，宇宙要復雜得多。任何人想要用數(shù)學計算宇宙，是天方夜譚。因為計算量是巨大的，你無法想象計算量是多少。 楊春華統(tǒng)一場論，宇宙不是弦理論的震動，而是物質(zhì)能量的震動。光可以代表宇宙，光是宇宙能量的基本單位。楊春華能量方程表達了光子的秘密，表達了宇宙的秘密。光波是電磁波和引力波的諧振波，共振波。光子有一半的電磁能，和一半的引力能。光子表達的就是一個小宇宙。 弦理論太依靠數(shù)學了，物理學變味兒了。要知道數(shù)學并不總是有理的，就是最簡單的數(shù)學也存在無理的地方。 牛頓楊春華理論體系，前無古人后無來者。 ＂弦＂是內(nèi)體的也是外在的，不同的物體存在的＂弦＂方式形狀不同而已，看＂弦＂的方法是想像把物質(zhì)（物體）從中間破成兩半只看一半的邊線，這條邊線就是比物體（物質(zhì)）的＂弦＂狀結(jié)構(gòu)。如某個葫蘆形狀＂S＂＂△?(?òωó?)?＂等就是它們相對應的＂弦＂=＂S＂或?(?òωó?)?或(?·?ω???)……。 任何物體（物質(zhì)）伴追著＂弦＂的存在而在存的，它就是＂弦＂。 這就是超弦理論???????? 第一個回答此問題的文中有個宏觀到微觀的排序:宏觀物體-分子-原子-電子-夸克-弦。仔細看看.:電子里沒有夸克，而原子核內(nèi)才有夸克，而且夸克必須只有三個構(gòu)成，每個夸克內(nèi)部即由一根振動的弦維持該夸克的存在，三根不同方位振動的弦構(gòu)成三個相互依賴的夸克體，簡稱質(zhì)子或中子，由此可知:三維法性空間內(nèi)才能產(chǎn)生三夸克構(gòu)成的空間粒子，這才是三生萬物的關(guān)鍵所在。所以，研究弦的振動與組合一定要結(jié)合一維，二維和三維不同維度來研究，根本不需要幻想什么十一維。 首先說，人的想象與感覺是有限的，但是知識是無限的！ 所以，從歷史的角度來說，只有數(shù)學，才是人類借以發(fā)現(xiàn)世界奧秘的強大工具，沒有之一，它推動了人類進步與發(fā)展。 比如，愛因斯坦的理論，遠遠超出人類的想象與感覺，但是，就是數(shù)學，最終讓人們認識到了這個世界原來是這樣子的！ 所以，超弦理論，同樣超出現(xiàn)實與人們的想象，但是我們可以想象，將是又一個愛因斯坦式的理論…… 那么，什么是超弦？超弦就是數(shù)學物理理論中，最新的一統(tǒng)自然界所有力，形成的大統(tǒng)一理論！這在數(shù)學上是合理的，自恰的，將量子理論和相對論完美結(jié)合在一起。僅僅從數(shù)學理論這一點，就足夠了，足以讓超弦一統(tǒng)天下，必將讓人類從超弦進入一個新天地！ 超弦理論是有可能統(tǒng)一四種相互作用的理論之一，基本實體單元是長度為10的負36次方的弦，不同頻率的振動模式對應現(xiàn)在觀測到的真實粒子，所用數(shù)學極其高深復雜，涉及能量極高，無法實驗證偽。但是弦論的一些結(jié)果可以用于黑洞研究中，而且取得極好的成果。 一句話，超弦理論表示所有粒子都不存在，事物是由微小的弦構(gòu)成，粒子的表象是由弦的振動反應出來的，它是為了解釋量子力學不能解釋的現(xiàn)象而被提出。 |
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