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大冻结难撼大爆炸

2012年09月07日 11:00 本文来源于 财新《新世纪》 | 评论(0 单页阅读
   大爆炸理论提出至今,挑战者众多;大冻结提出了一个想法,距离完备还很远

小题大作?

  为了解决广义相对论和量子力学统一的问题,许多科学家都在不懈努力,但是他们的态度要比提出大冻结说法的澳大利亚科学家谦虚得多,严谨得多。实际上,就连量子引力图论的提出者弗提尼·马可波罗·卡拉马拉也并不认为她否认了大爆炸的理论。她只是提出了一种不同于传统观点的大爆炸之后宇宙形成的方式。她认为,当宇宙在大爆炸中形成时,并不存在我们现在知道的空间这种东西,而是空间节点的网络,节点间相互连接。不久之后,这个网络崩塌,其中一些节点脱离出来,形成了我们今天看到的宇宙。

  1998年,美国科学家罗伯特·劳林与霍尔斯特·施特默和崔琦因为发现“分数量子霍尔效应”获得诺贝尔物理奖,这种新形态量子流体的发现,促使麻省理工学院的文小刚和哈佛大学的迈克尔·列文(Michael Levin)提出了一个新的理论,这个理论不仅能够解释这种新的现象,更动摇了目前人们对于宇宙和时空的认识。

  他们把弦论引入凝聚态物理学,提出粒子是由于弦的缠绕产生的。弦就像汤里的面条一样可以自由运动,弦之间构成的网络则充满了整个宇宙,弦网的不同相态就构成了各种各样的物质。

  “突然我们认识到,也许宇宙的真空其实是弦网的液体,在其中可以产生光和物质。”文小刚说。所以在他们的理论中,基本粒子并不是构成物质的基本单位,这些基本粒子其实是弦网液体中出现的缺陷或者漩涡。

  文小刚等人的弦网理论,核心是所有基本粒子都是真空激发的量子序,从光子、电子到夸克、胶子,都可以由这种机制产生。这一理论,对于基本粒子来源给出了一个与现在被广为接受的标准模型不同的回答。而宇宙的起源,正是从基本粒子的产生开始的。因此这种理论也成为了解释宇宙起源的另一种理论。2011年11月,文小刚离开麻省理工学院,加入了李·斯莫林和弗提尼·马可波罗·卡拉马拉所在的加拿大圆周理论物理研究所,该所是世界最大的理论物理研究基地。

  在一些科学家看来,从圈量子理论推导到弦网理论,需要一个严格的过程,而量子引力图论的提出,就是为了实现这个目的。

  但是文小刚本人也并不认为自己对大爆炸提出了挑战。他告诉财新记者:“我不知道什么大冻结,我们的弦网理论只是描述量子物质的新状态,而且我们正在发现更多的量子物质,这些新的量子物质存在更远程的量子纠缠。”

  他说:“我个人相信真空也是一种存在远程量子纠缠行为的量子物质,这种物质就是以前我们所寻找的‘以太’。但是由于还没有推导出引力,我的理论还不能解释宇宙的起源。”

  李淼则对财新记者表示,把量子引力图论说成是大冻结挑战大爆炸,只能说是小题大作了。这个理论只是提出了一个想法,距离完备还很远,甚至还没有推出引力,而文小刚的理论起码推出了引力子,但不能推出引力子的相互作用,也是候选理论之一,比量子引力图论走在更前面。

  “现在只是说这个理论开始构建了,图像很清楚。”李淼表示,但这个理论还没有推出引力是什么,没有解释现有的各种现象。而澳大利亚的几位科学家只是假定这一理论是正确的,然后从数学上计算在每个点上再放一些东西后,可以看到什么,计算后可以看到一块块的东西,块与块之间就会出现裂缝。

  李淼指出,即便真的天文学上观测到这个光线在这些裂缝中折射或反射现象,也没法证明量子力学图论是对的。他认为,现在的物理学既需要一些人研究纯粹的理论,也需要一些人研究已有的现象。

  “我们现在不是从最根子上追问,多数是做惟象的,从现象出发去建立模型,作出预言,新的观测数据出来,再检验这个模型。到最后可能是错的。但对了就不得了,预言能够被证实的话,很多人会去寻找他的理论基础。”李淼说。■

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