第1336章 渊天宫(173)(1/1)
SA: 如果没有天才,你认为我们会有这些发现吗?
格林:嗯,这很难说。就弦论而言,我认为会的,因为里面的谜正在一点一点地变得清晰起来。也许会晚5年或10年,但我认为这些结果还是会出现。不过对于广义相对论,我就不知道了。广义相对论实在是一个大飞跃,是重新思考空间、时间和引力的里程碑。假如没有爱因斯坦,我还真不知道它会在什么时候以什么方式出现。
SA:在弦论研究中,你认为是否存在类似的大飞跃?
格林:我觉得我们还在等待这样一种大飞跃的出现。弦论是由许多小点子汇集而成的,许多人都做出了贡献,这样才慢慢连结成宏大的理论结构。但是,高居这个大厦顶端的究竟是怎么样的概念?我们还不得而知。一旦有一天我们真的搞清楚了,我相信它将成为闪耀的灯塔,将照亮整个结构,而且还将解答那些尚未解决的关键问题。
相对论是对时间和空间重新思考的里程碑,我们正在等待另一次这样的飞跃。
SA:让我们来谈谈环量子理论与其他一些理论。你总是说弦论是唯一的量子引力论,你还这么认为吗?
格林:呃,我认为弦论是最有趣的理论。平心而论,近来环量子引力阵营取得了重大的进展。但我还是觉得存在很多非常基本的问题没有得到解答,或者说答案还不能令我满意。但它的确是个可能成功的理论,有那么多极有天赋的人从事这项研究,这是很好的事。我希望,终究我们是在发展同一套理论,只是所采用的角度不同而已,这也是施莫林(Lee Sol)所鼓吹的。在通往量子力学的路上,我们走我们的,他们走他们的,两条路完全有可能在某个地方相会。因为事实证明,很多他们所长正是我们所短,而我们所长正是他们所短。弦论的一个弱点是所谓的背景依赖(background-depe)。我们必须假定一个弦赖以运动的时空。也许人们希望从真正的量子引力论的基本方程中能导出这样一个时空。他们(环量子引力研究者)的理论中的确有一种“背景独立”的数学结构,从中可以自然地推导出时空的存在。从另一方面讲,我们(弦论研究者)可以在大尺度的结构上,直接和爱因斯坦广义相对论连接起来。我们可以从方程式看到这一点,而他们要和普通的引力相连接就很困难。这样很自然地,我们希望把两边的长处结合起来。
SA:在这方面有什么进展吗?
格林:很缓慢。很少有人同时精通两边的理论。两个体系都太庞大,就算你单在你的理论上花一辈子时间,竭尽你的每一分每一秒,也仍然无法知道这个体系的所有进展。但是已经有不少人在沿着这个方向走,思考着这方面的问题,相互间的讨论也已经开始。
SA:如果真的存在这种“背景依赖”,那么要如何才能真正深刻地理解时间和空间呢?
格林:嗯,我们可以逐步解决这个难题。比如说,虽然我们还不能脱离背景依赖,我们还是发现了镜像对称性这样的性质,也说是说两种时空可以有相同的一套物理定律。我们还发现了时空的拓扑变化:空间以传统上不可置信的方式演化。我们还发现微观世界中起决定作用的可能是非对易几何,在那里坐标不再是实数,坐标之间的乘积取决于乘操作的顺序。这就是说,我们可以获得许多关于空间的暗示。你会隐约在这时看见一点,那里又看见一点,还有它们底下到底是怎么一回事。但是我认为,如果没有“背景独立”的数学结构,将很难把这些点点滴滴凑成一个整体。
SA:镜像对称性真是太深奥了,它居然把时空几何学和物理定律隔离开来,可过去我们一直认为这二者的联系就是爱因斯坦说的那样。
格林:你说的没错。但是我们并没有把二者完全分割开来。镜像对称只是告诉你遗漏了事情的另一半。几何学和物理定律是紧密相连的,但它就像是一副对折开的地图。我们不应该使用物理定律和几何学这个说法。真正的应该是物理-几何与几何-几何,至于你愿意使用哪一种几何是你自己的事情。有时候使用某一种几何能让你看到更多深入的东西。这里我们又一次看到,可以用不同的方式来看同一个物理系统:两套几何学对应同一套物理定律。对于某些物理和几何系统来说,人们已经发现只使用一种几何学无法回答很多数学上的问题。在引入镜像对称之后,我们突然发现,那些深奥无比的问题一下子变得很简单了。
理论上可以导出许多不同的宇宙,其中我们的宇宙似乎是唯一适合我们生存的。
SA:弦论以及一般的现代物理学,似乎逼近一个非如此不可的逻辑结构;理论如此发展是因为再无他路可走。一方面,这与“人择”的方向相反;但是另一方面,理论还是有弹性引导你到“人择”的方向。
格林:这种弹性是否存在还不好说。它可能是我们缺乏全面理解而人为造成的假像。不过以我所了解的来推断,弦论确实可以导出许多不同的宇宙。我们的宇宙可能只是其中之一,而且不见得有多么特殊。因此,你说得没错,这与追求一个绝对的、没有商量余地的目标是有矛盾的。
置身于弦宇宙,时空可能像这样:另有6维卷曲在所谓的“卡拉比-丘空间”内。
SA:如果有研究生还在摸索,你如何在方向上引导他们?
格林:嗯,我想大的问题就是我们刚才谈到的那些。我们是否能穷究时间和空间的来源?我们能否搞清楚弦论或M理论的基本思想?我们能否证明这个基本思想能导出一个独特的理论?这个独特理论的独特解,也就是我们所知的这个世界?有没有可能借助天文观测或加速器实验来验证这些思想?甚至,我们能不能回过头来,了解为什么量子力学必然是我们所知世界不可或缺的一部分?任何可能成功的理论在其深层都得依赖一些东西:比如时间、空间、量子力学等,这其中有哪些是真正关键的,有哪些是可以省略掉仍能导出与我们世界相类似的结果?