“你们俩不睡觉在讨论什么?超高维空间理论是你的万能钥匙吗?”杨彩儿不知道什么时候出现在两个人的旁边,她还给周思青端了杯水,放到茶几上。
“这当然不是我的万能钥匙,问题是,我们的可观测宇宙就是这样,在我们可见的三维世界中,很多问题是解释不了的。而很多物理学的问题突破都是通过这样的推理而实现的。”周思青为自己的理论进行辩解,然后他又提出了一个新的问题:“你们知不知道弱相互作用下宇称不守恒?你们有办法解释一下吗?”
“宇称不守恒,我好像听说过,但是记不太清楚了。”王志云仔细思考了一下,这应该是已经是物理学很细节的内容了。
“这个我可以解释。宇宙中存在着四种基本力,他们分别是引力、电磁力、以及只在微观世界里才出现的强作用力和弱作用力。长期以来科学家们希望能用一个理论统一四种力的到底是什么东西?爱因斯坦和致力于后来的超弦理论的无数科学家都奉献了毕生精力,然而并没有成功。”彩儿抢着向王志云解释这些基本概念。
“宇称守恒,是指物理学关于对称性探索的一个重要进展是建立诺特定理,定理指出,如果运动定律在某一变换下具有不变性,必相应地存在一条守恒定律。简言之,物理定律的一种对称性,对应地存在一条守恒定律。上述经典物理范围内的对称性和守恒定律相联系的诺特定理后来经过推广,在量子力学范围内也成立。通俗一点说,就是在平地上,你向左100米用多大力量,和你向右走100米用多大力量应该一样。而杨振宁和李政道在1956年发现了弱相互作用下的宇称不守恒,因而获得了诺贝尔物理学奖。”
“在20世纪四五十年代,科学家们在宇宙射线里探测到了许多新的粒子,这些粒子并没有在理论中被预言,因此被称为“奇异粒子”。由于宇宙射线有许多人为不可控的因素,为了更好的研究,人们开始自己制造粒子加速器。粒子加速器听起来很高大上,但是大家的使用方法其实很简单粗暴:就是把一些粒子加速到很高的速度(因此具有很高的能量),然后把它们当枪使,让这些高能粒子去撞各种东西,看看能不能撞出一些新东西出来。”
“不过,虽然手法简单,但是效果却非常显著:科学家们撞出了一堆稀奇古怪的“奇异粒子”,而在这些粒子当中,物理学家们最感兴趣的就是θ和τ粒子。它们有一些非常奇特难解的特性,被当时的物理学家们成为“θ-τ之谜”。”
“θ和τ这两种粒子的生命非常短,很快会衰变成其他的粒子,物理学家们也是通过观察衰变之后东西才推测它们的存在。它们奇怪的地方就在于:θ粒子在衰变的时候会产生两个π介子,而τ粒子在衰变的时候会产生三个π介子。有人会说这有什么奇怪的?一个粒子衰变产生两个那个叫啥π介子的东西,另一个产生三个,这不是很稀松平常的事么,难道粒子衰变生成几个介子还要受法律约束不成?”
“没错,单纯这有看,确实没什么奇怪的。但是,随后人们就发现,θ和τ这两种粒子无论是电荷、自旋还是质量都一模一样,这哥俩无论怎么看都像是同样一个粒子,但是它们的衰变结果却不一样,这就尴尬了。更为尴尬的是,澳大利亚的物理学家达利兹仔细的研究了这两个粒子,利用当时普遍被接受的物理定律去做了一个计算分析,结果表明θ和τ的宇称数不一样,因此不可能是同一种粒子。
1956年,李政道和杨振宁在深入细致地研究了各种因素之后,大胆地断言:τ和θ是完全相同的同一种粒子,但在弱相互作用的环境中,它们的运动规律却不一定完全相同,通俗地说,这两个相同的粒子如果是向左走和向右走的话,它们的衰变方式在不同的方向上居然不一样!用科学语言来说,“θ-τ”粒子在弱相互作用下是宇称不守恒的。”杨彩儿一直解释到这里,才说明宇称不守恒的含义。
“你们说这些一大堆的,让我更听不明白了,这最终是要说明什么?”王志云听了这么多,还是不太明白周思青提出这个问题的意义在于什么?
“如果“θ-τ”粒子的衰变过程中,从超高维空间获得了能量,那么说明超高维空间内的能量都是矢量,即存在方向。方向不同能量大小不同。”周思青补充道。进而他又开始反问王志云:“难道你没发现这个发现的重大意义吗?”
“即使这些能量是矢量,又如何呢?”王志云确实没理解他们的意思。本来就很晚的夜里,他突然被问到很多如此专业的物理问题,让他没转过这个弯。
“请问,在蒸汽机发明之前,人类的船只是靠什么来行驶呢?”周思青提出一个很简单的问题。
“当然是使用风帆,利用风能。船只本身并不具备动力装置。”王志云回答着,在回答的同时,他似乎也意识到了上一个问题的答案。他感觉自己的身上出了一身鸡皮疙瘩。“你是说,我们可以利用在超高维空间这些有方向的能量为我们这个三维世界提供动力,就像大海上航行的船只。”
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