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第28章 万有对偶的基石(1/2)

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1985年的深秋,普林斯顿高等研究院的空气仿佛凝固了,不再是往常那种静谧的、富含创造力的宁静,而是一种风暴来临前、气压低到令人呼吸困难的压抑。风暴的中心,是爱德华·威滕。他站在一块写满了密密麻麻符号的黑板前,身形瘦削,目光却如同两道能够撕裂表象、直抵宇宙最深层逻辑的雷霆。围绕在他身边的,是约翰·施瓦茨、迈克尔·格林 等弦理论的核心干将,以及更多被一种即将见证历史的预感吸引而来的理论物理学家。他们的脸上混杂着极度的兴奋、深刻的困惑,以及一种面对过于宏大图景时的眩晕感。

威滕的指尖还沾着粉笔灰,他刚刚用简洁到冷酷、却又优美到令人战栗的逻辑,阐述了一个将彻底改变弦理论图景的构想。问题的起源是弦理论在爆炸性发展中出现的各种惊人的“对偶性”:t-对偶(将弦缠绕在紧致维度上的模式与在该维度上的动量模式联系起来)、S-对偶(将弱耦合理论与强耦合理论联系起来,如将type I弦与So(32)杂化弦等同)、镜像对称(将卡-丘流形与另一个拓扑不同的卡-丘流形联系起来,从而等价其上的弦理论)……这些对偶性如同散落在海底的珍珠,各自璀璨,却似乎缺乏一根将其贯穿的主线。

威滕的洞察,如同一道划破夜空的闪电,照亮了这些珍珠之间隐藏的、极其复杂的丝线。他没有满足于逐一研究这些对偶,而是提出了一个石破天惊的、极具威滕风格的“元问题”:

“先生们,”他的声音不高,却带着一种不容置疑的、仿佛在宣读宇宙基本法般的权威,“我们看到的这些对偶性——t-对偶,S-对偶,镜像对称,乃至可能存在的、连接所有五种超弦理论的更宏大的对偶——它们难道只是偶然的、孤立的巧合吗?”

他停顿了一下,让这个问题像巨石投入深潭,在每个人心中激起巨浪。

“我认为不是。”威滕自问自答,语气斩钉截铁,“我推测,存在一个庞大的、可能极其复杂的‘万有对偶群’(Universal duality Group),我们目前观察到的所有对偶变换,都仅仅是这个巨大对称群的、在不同极限情况下的零星表现!这个群,作用在所有弦理论的‘模空间’(或参数空间)上,将这些看似不同的弦理论(如type IIA, IIb, So(32) heterotic, E8xE8 heterotic, type I),以及它们在不同耦合常数、不同紧化几何下的所有真空态,全部编织成一个巨大的、互相关联的、统一的网络!”

他转过身,在黑板上用力写下了几个词:

【万有对偶群 = ?】

【统一的弦理论模空间 _theory】

“这个‘万有对偶群’的变换,”威滕继续道,眼中闪烁着发现终极蓝图般的狂热光芒,“不仅将不同的弦理论联系起来,更可能蕴含着解开弦理论非微扰效应、甚至可能是其最终统一形式的钥匙!找到并理解这个群的结构,或许将引领我们走向那个传说中的-理论——一个将所有超弦理论作为其不同极限的、唯一的、十一维的母理论!”

寂静!

然后是爆炸般的议论!威滕的构想太宏大了,太具颠覆性了!这不再是修补补现有理论,而是试图一劳永逸地绘制出整个弦理论宇宙的“完整地图”,并揭示其最深层的、统御一切的对称性原理!然而,这个构想也抽象到了极点,抽象到让最顶尖的物理学家也感到手足无措。如何数学地定义这个“万有对偶群”?如何构造这个包罗万象的“模空间 _theory”?这需要何等强大、何等超越现有数学框架的工具?

带着这个既令人无比兴奋又看似虚无缥缈的终极问题,威滕、施瓦茨和格林再次踏入了艾莎学派在研究院的“圣地”——那间悬挂着黎曼、希尔伯特、艾莎肖像的图书室。与以往不同,这次格罗腾迪克本人也在场,他坐在窗边的扶手椅上,仿佛与窗外萧瑟的秋景融为一体,却又散发着一种洞悉万物结构的、近乎无形的压迫感。德利涅和志村哲也 分坐两旁,中森晴子 和赵小慧 也在不远处。气氛庄重得如同一场跨越维度的外交会谈。

威滕没有丝毫寒暄,直接复述了他的“万有对偶群”构想。他的陈述清晰、有力,充满了物理学家对统一性的终极渴望。说完后,他望向格罗腾迪克,目光中带着探寻与期待,等待着“神域”的回应。

格罗腾迪克听完,许久没有说话,他深邃的目光仿佛穿透了威滕,也穿透了墙壁,投向了某个由纯粹数学结构构成的、无限深远的世界。最终,他微微抬起眼帘,目光落在志村哲也身上,轻轻点了点头。

志村哲也心领神会,他站起身,走到一个厚重的橡木档案柜前,取出不是一本,而是厚厚一叠用皮革绳仔细捆扎的手稿。手稿的纸张已经泛黄,边缘卷曲,上面是格罗腾迪克 那特有的、结构严谨如建筑图纸、却又充满哲学思辨旁注的笔迹,以及志村哲也 工整的补充和批注。

“威滕博士,”志村哲也的声音平静,却带着一种掌握着真理源代码的、不容置疑的沉稳,“您所描述的……这个‘万有对偶群’的概念,以及它作用的‘统一的模空间’……听起来非常耳熟。”

他将那叠手稿放在桌上,轻轻推开上面的浮尘,翻到某一页。上面画着一个极其复杂的、多层级的、由无数节点和箭头构成的示意图,节点上标注着 “L-函数族”、“自守表示”、“伽罗瓦表示”,箭头旁则写着 “朗兰兹对应”、“函子性”、“相容性系统”。

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