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第32章 上帝在拉小提琴

安紫琪很了解林子玄的习惯和性格,知道林子玄就是这样的人,一旦忽然有了灵感,必须要立即去认真的思考一番,林子玄的很多科学发现和创造,都是在这种状态下做出来的。林子玄曾经对安紫琪说过一句话:“当灵感到来的时候,一定要抓住灵感,灵感稍纵即逝,如果没有及时抓住,过后可能永远想不起来了,这是极大的损失。”安紫琪知道林子玄此刻一定是想到了什么很重要的东西,否则他不会在婚礼上逃跑,对此安紫琪倒是也并不生气,谁让自己就是喜欢上这么个怪人呢。

天车是这个时代家家户户都有的交通工具,由小型可控核聚变发动机提供动力,可以在空中飞,可以陆地上跑,十分方便。

此刻林子玄知道自己必须找个安静的地方,将自己的想法仔细整理出来,这些想法或许将颠覆整个物理学的大厦。

林子玄将天车停在阿尔卑斯山脚下一个湖泊的旁边,湖水清澈而干净,这里环境优美,安静,空气清新,没有人来干扰,很适合思考一些问题。

林子玄找来纸和笔,将自己的想法一一整理出来,虽然天车上有电子屏,但林子玄在写重要的东西时,还是喜欢用传统的纸和笔,这种有质感的东西能让他心里感觉更踏实。

林子玄在看安紫琪拉小提琴时,小提琴的四根琴弦引起了他的思考,每当安紫琪的手指按住小提琴琴弦的一个特定的位置,就能发出一个特定的音符,小提琴之所以能发出如此优美的声音,演奏各种复杂的旋律,就是因为小提琴的四根琴弦很奇妙。

小提琴与钢琴不同,钢琴有88个琴键,52个白键和36个黑键,因为琴键的数量是固定的,所以决定了钢琴只能演奏这88个琴键所能发出的音符,而小提琴的琴弦却是一条连续的金属弦,手指在琴弦上每移动一个很微小的距离,都会发出不同的声音,这也是小提琴难学的原因,它的音准完全靠耳朵和手感,即便是最好的小提琴家,在演奏时也会因为手指按的位置稍微有点偏离而发出不准的声音。但也因为如此,小提琴可以发出的声音就更加丰富多彩,小提琴的琴弦就像一条数轴,数轴上的点是无数的,也就是说小提琴的琴弦可以发出无数种震动频率的声音。

林子玄由琴弦联想到自己一直在思考一个问题,物质的最小组成单位到底是什么?

早在公元前460年,古希腊伟大的唯物主义哲学家德谟克利特就曾提出过原子论,他认为,万物的本原是原子和虚空。原子是不可再分的物质微粒,虚空是原子运动的场所。人们的认识是从事物中流射出来的原子形成的“影像”作用于人们的感官与心灵而产生的。也就是说原子是构成万物的最小的粒子,宇宙是由原子构成的。古希腊时代没有显微镜,没有粒子对撞机,德谟克利特无法通过实验验证,这只是他在观察自然和思考宇宙万物时,所得出的一种朴素的唯物论。

随着科学技术的不断发展,后来人们逐渐认识到了物质是有分子、原子等微小的颗粒所组成,粒子加速器的出现,为科学家们打开了一扇认识物质微观世界的大门。

人们首先认识到物质是由原子组成,而原子是由原子核和电子构成,后来人们的认识又更进一步,认识到原子核是由质子和中子所组成,但这种认识并没有持续多久,随着物理学的发展,人们的认识又进一步,发现质子和中子是由更小的微粒夸克组成的。

(注释:质子由两个上夸克和一个下夸克组成,中子是由两个下夸克和一个上夸克组成。目前已知的夸克有六种,夸克的种类被称为“味”,它们是上、下、粲、奇、底及顶。上及下夸克的质量是所有夸克中最低的。较重的夸克会通过一个叫粒子衰变的过程,来迅速地变成上或下夸克。粒子衰变是一个从高质量态变成低质量态的过程。就是因为这个原因,上及下夸克一般来说很稳定,所以它们在宇宙中很常见,而奇、粲、顶及底则只能经由高能粒子的碰撞产生例如宇宙射线及粒子加速器。

夸克是唯一一种能经受全部四种基本相互作用的基本粒子,基本相互作用有时会被称为“基本力”(电磁、引力、强相互作用及弱相互作用)。夸克每一种味都有一种对应的反粒子,叫反夸克,它跟夸克的不同之处,只在于它的一些特性跟夸克大小一样但正负不同。)

就在人们为夸克的发现而兴奋不已,认为已经发现了组成物质的最小单位时,物理学的发展,又发现了夸克还不是最小的单位,在夸克内部还有更微小的结构。

(注释:还有一个概念是费米子和玻色子。科学家们根据自旋倍数的不同把基本粒子分为玻色子和费米子两大类。费米子是像电子一样的粒子,有半整数自旋(如1/2,3/2,5/2等);而玻色子是像光子一样的粒子,有整数自旋(如0,1,2等)。这种自旋差异使费米子和玻色子有完全不同的特性。没有任何两个费米子能有同样的量子态:它们没有相同的特性,也不能在同一时间处于同一地点;而玻色子却能够具有相同的特性。

基本粒子中所有的物质粒子都是费米子,是构成物质的原材料(如轻子中的电子、组成质子和中子的夸克、中微子);而传递作用力的粒子(光子、介子、胶子、W和Z玻色子)都是玻色子。)

目前物理学的发展处于一个瓶颈阶段,受限制于目前的技术水平,人们无法再深入认识组成物质的更小的微粒到底是什么,科学家们只能通过粒子对撞机,一次一次的实验,并对实验结果进行仔细的观察和研究,以期望发现更小的粒子。

林子玄认为,这个过程就像是剥洋葱一样,将洋葱一层一层的剥开,想看看最里面到底有什么。这样做可能出现的一种结果就是,永远无法发现物质最小的构成单位,就像一个数字无限趋向于0,但永远不等于0,如果等于0,那就说明物质和虚空是一样的了,如果不等于0,就说明无论多么微小的微粒,还有比它更小的物质微粒存在,这个过程是无穷无尽的。

中国有本书叫《庄子》,里面有这样一句话:一尺之棰,日取其半,万世不竭。指一尺的东西今天取其一半,明天取其一半的一半,后天再取其一半的一半的一半总有一半留下,所以永远也取不尽。

林子玄认为假设物质存在最小组成微粒的想法本身就是有问题的,或许可以假设就像小提琴的琴弦那样,自然界物质的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子,而是很小很小的线状的“琴弦”,弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子,能量与物质是可以转化的。

也就是说组成所有物质的最基本单位是一小段“能量弦线”,大至星系和银河,小至电子,质子,夸克一类的基本粒子都是由这占有二维时空的“能量线”所组成。

林子玄将自己的这种理论成为“弦理论”,他的这种弦理论可以将两个不兼容的主要物理学理论——量子力学和广义相对论很好的统一起来,而且还可以完美的解释光线为什么具有波粒二象性这种矛盾,一束光线既是粒子又是波,这很难让人理解,如果用弦理论来解释就好理解了。

另外弦理论还能解释一个问题,那就是为什么物质和能量能够相互转化的问题。

弦理论很可能就是爱因斯坦曾经梦想的那种宇宙大一统的理论,能完美解释一切的终极物理理论。

林子玄还意识到一个问题,如果弦理论是正确的,那就说明了一个更不可思议的问题:即宇宙一定存在比目前人类所知的四维空间更多的时空维度。按照弦理论,这些隐藏的维度可能卷起到非常小的程度以至于人类目前没有能力发现它们,也许宇宙存在5维、8维、10维的空间甚至10维以上的宇宙空间都是存在的。

从这个意义上讲,宇宙就像一把小提琴一样,而上帝就像个小提琴家,他的手指每按动在琴弦的不同位置上,就能创造出不同的粒子,所以才能创造出如此纷繁复杂的宇宙万物,就像小提琴能发出出无数种的声音,演奏各种美妙绝伦而由无比复杂的乐曲一样。

“上帝不会掷骰子”爱因斯坦曾用这句话来反驳物理学家玻尔的量子力学非决定论。

“上帝不会拉小提琴”是当今物理学界对于林子玄的弦理论的一种评价。

林子玄将自己的弦理论发表在《科学》和《自然》两本杂志上,立即引起了整个科学界的一场大地震。

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