如果壹個理論的物理描述連小孩子都不能理解,那它可能就沒用了。好在弦理論背後有壹個簡單的物理描述,它的基礎是音樂。
根據弦理論,如果妳有壹個可以用來窺探電子中心的超級顯微鏡,妳看到的就不會是壹個點粒子。
,而是壹根振動的弦。
(這根弦很微小,只有10 _ 33cm長。
它比質子小十億倍。因為它太小了,所有的亞原子粒子看起來都像壹個點。如果我們撥動這根弦,它的振動就會改變;它的電子可能變成中微子。
如果妳再把它扯下來,它可能會變成壹個誇克。事實上,如果妳用適當的力量拉它,它會變成任何已知的亞原子粒子。正是通過這種方式,弦理論可以很容易地解釋為什麽有這麽多的亞原子粒子。超弦上沒有別的,只有各種可以撥動的“音符”。打個比方,在小提琴上,
a,B或者C都不是本質。只要以不同的方式撥動這根弦,就能發出音階中的所有聲音。例如,降B調並不比G調更重要。它們都只是小提琴弦上的音符,別無其他。同樣,電子和誇克不是本質的東西,弦才是本質的東西。其實宇宙中所有的子粒子都可以看作弦的不同振動,其他的都不算。弦上的各種“和弦”構成了各種物理定律。
和弦可以通過拆分和重新對接來進行交互,
這就產生了我們在原子中看到的電子和質子之間的相互作用。這樣我們就可以通過弦理論重現原子和核物理的所有定律。能寫在弦上的“旋律”就相當於化學定律。現在,我們可以把整個宇宙看作壹部壯麗的弦樂交響曲。
弦理論不僅可以解釋量子論中的粒子是宇宙的音符,還可以解釋愛因斯坦的相對論——它是壹根弦的最低振動,零質量的spin _2粒子可以解釋為壹個引力粒子或量子。如果我們計算這些引力子的相互作用,我們發現它是愛因斯坦用量子形式表達的舊引力理論。隨著弦的運動、拆卸和重組,會對時空造成巨大的束縛力當我們分析這些約束時,我們又壹次找到了愛因斯坦最初的廣義相對論。
這樣弦理論就可以完美的解釋愛因斯坦的理論,沒有額外的工作要做。愛德華?愛德華·威滕說:
即使愛因斯坦沒有發現相對論,他的理論仍可能作為弦理論的副產品被發現。從某種意義上說,廣義相對論是可以隨便撿的。
弦理論的美妙之處在於它可以被比作音樂。音樂提供了壹個隱喻,我們可以用它從亞原子和宏觀兩個層面來理解宇宙的本質。就像著名小提琴家耶胡迪壹樣?梅紐因曾寫道:“音樂是在混沌中尋求秩序,因為節奏以自己的方式保持壹致;旋律讓脫節的東西貫穿前後;和弦從不同的事物中找到匹配。”
愛因斯坦可能會寫道,他對統壹場論的探索最終將使他能夠“讀懂上帝的心思”。如果弦理論是正確的,那麽我們現在已經看到,上帝的心靈就是回蕩在10維超空間中的宇宙音樂。
就像戈特弗裏德壹樣?戈特弗裏德·萊布尼茨曾說:“音樂是靈魂做的壹種偽裝的數學練習,它甚至不知道自己在計算。”
從歷史上看,音樂和科學之間的聯系早在公元前5世紀就已經形成,當時希臘的畢達哥拉斯學派發現了和諧法則。
並將這些定律簡化成數學。他們發現撥動七弦琴琴弦產生的音調與其長度相對應。如果妳把琴弦的長度增加壹倍,音高就會降低整整壹個八度。如果妳把琴弦縮短三分之二,音調就會變化五度。這樣,音樂與和弦的定理就可以簡化為精確的數值關系。難怪畢達哥拉斯的格言是“萬物皆數”。起初,他們對這個結果非常滿意,於是大膽地將這些和諧定理應用到整個宇宙中。但是由於材料極其復雜,他們的努力失敗了。然而,在某種意義上,有了弦理論,物理學家實現了畢達哥拉斯的夢想。