首 页 要闻 图片 发展观察 新闻跟踪 经济发展 减贫救灾 社会发展 全球招标投标 商务资讯 观察思考 发展报告 数字报告 白皮书 中国之窗 世行在中国
专家专栏 政策解读 宏观经济 区域发展
行业动向
行业规划 金融证券
金融法规
贸易发展 工程项目/ 数据库/周刊 企业发展
国情公报 经济数据 经济名词 采购商
发展要闻  -首个民间房价指数:京7成样本楼盘降9.3% 中介称房租将下跌 -多地再现问题奶粉 卫生部:未取消"乳品中可添加三聚氰胺"规定 -中国三大能源商跻身世界500强前十/榜单 -西部大开发十年西部经济年均增速11.9% 2020基本实现小康 -中国10年后有2400万男光棍 相亲折射社会变迁  中国式“围城” -世行发布全球经济规模排名 中国第三 IMF:中国今年GDP达10.5% -杭州现UFO 大批航班备降 长春多地现UFO 核弹对付撞地小行星 -移动多收钱被曝光 承认存计费误差 农行A股网上中签率9.29% -资源税改将覆盖油气生产近半 三网融合开启 6880亿元蛋糕待分享 -住建部报告显示中介推高房租 中介集体否认 曝中介抬高房租招数
首页>>科技动态
12件可能改变未来大事:人造生命到致命病毒(图)
中国发展门户网 www.chinagate.cn  2010 年 07 月 09 日 
关键词: 科学家 维度 人造生命 黏菌 太阳能面板 国际热核聚变实验堆 超对称性 生命形式 病毒
字号:    打印本文章 写信给编辑

2.隐藏的维度

50%的实现可能

隐藏的维度

世界上最大的粒子对撞机或能揭示更多的空间维度。

撰文 乔治·马瑟(George Musser)翻译 庞玮

想不想把手伸进第四维空间?在那里你能挣脱三维几何的枷锁。乱如麻的各种线缆从此不再让你绝望;宠物狗咬坏了你的右手手套,你可以把左手的翻过来给右手戴;牙医不需要在牙上钻孔,甚至不需要你张嘴,就可以完成根管治疗。

额外的维度看起来确实神奇,而且它们可能真的存在。从相对较弱的引力(引力是 4种基本相互作用力中最弱的一种),到看起来各不相同的粒子和作用力之间的深层联系,这个世界的众多谜团都让人觉得,我们所认识的宇宙只不过是一个更高维实在的投影。果真如此的话,瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)将粒子撞碎而释放出的能量,或许就足以使粒子脱离三维空间的束缚,让我们一窥神奇的高维世界。

美国麻省理工学院的宇宙学家马克斯·泰格马克(Max Tegmark)说,若能证实额外维度的存在,“目前对‘实在’的所有认识将被颠覆”。他曾在 1990年编写过一个四维空间版的俄罗斯方块游戏,用来体验额外维度是个什么样子。(游戏中你要同时在四维空间的各个不同三维切片中控制下落的方块。)

在现代物理学理论中,额外维度的主要理论基石是超对称(supersymmetry)概念,它试图将各种不同类型的粒子统一在一个大家庭里。要实现这种统一,超对称需要空间总共具有 10个维度。我们之所以觉察不到三维之外的其他维度,要么是因为这些维度非常细小,要么是因为我们本身被限制在一个三维的膜上,犹如趴在叶片上的一条毛虫,只能在叶片上爬来爬去。

当然,不是所有的大统一候选理论(unified theory)都要求有额外维度。所以能否发现这些维度就将成为一个分水岭。“这能让我们集中在最有可能的理论上,”以研究三维膜理论而闻名的哈佛大学物理学家莉萨·兰多尔(Lisa Randall)说。增大粒子加速器的能量是接触这些额外维度的方法之一。按照量子力学定律,一个粒子能量越高,它的尺度就越小,1 TeV(1012电子伏特)对应的尺度大约是 10-19米,如果某个额外维度有这么大,这个粒子就会落入这个维度,并开始振荡。

1998年,美国密歇根大学安阿伯分校的物理学家戈登·凯恩(Gordon Kane)猜想,两个质子在 LHC中对撞产生出电子和其他粒子,它们的能量既有可能是1TeV,也有可能是 1TeV的整数倍,例如 2TeV或 3TeV。如果观察到了这种能量倍增现象,这就说明撞击导致了粒子在额外维度中发生振荡。除此之外,不论是常规的粒子过程,还是暗物质粒子之类的奇异过程,都无法作出解释。

额外维度还可能通过其他方式暴露踪迹。如果 LHC制造出了亚原子尺度的黑洞,就能直接证明额外维度存在,因为三维空间中的常规引力在如此之小的尺度上极度微弱,根本无法产生黑洞。由于几何上的原因,额外维度可能增强引力的作用,也有可能改变电磁力等其他基本力在小尺度范围内的作用方式。额外维度还决定了超对称性如何发挥作用,从而有可能在粒子的质量和其他性质中留下独特的印迹。除了LHC,测量引力强度、观测黑洞或爆炸恒星运行轨道等其他手段,或许也能帮助科学家找到额外维度的蛛丝马迹。

一旦发现额外维度,面临变革的不仅有物理学,还有与之相关的所有法则。额外维度或许可以解释宇宙加速膨胀之类的一些谜题,甚至可能成为重新定义整个维度概念的序幕——因为它进一步强化了科学家日渐萌生的一个猜测:这个世界本质上既不存在空间也不存在时间,空间和时间都是从一些物理学原理中涌现而来的。

“因此,尽管额外维度会是一个让人震惊的发现,”美国新泽西州普林斯顿高等研究院的物理学家尼马·阿尔坎尼-哈米德(Nima Arkani-Hamed)说,“但在更深的层次上,额外维度的概念并非特别基本。”

虽然额外维度对物理学家来说魅力无限,作为普通人的我们却永远无法造访。如果构成我们身体的粒子可以随意造访这些维度,额外的运动自由度会使包括生命在内的复杂结构变得不再稳定。杯具啊,绞成一团的耳机线和疼痛难忍的牙钻孔,竟然是为了保证我们得以存在而必须付出的代价。

来源: 中国经济网综合
   上一页   1   2   3   4   5   6   下一页  



相关文章:
中科院士:人造生命证实人类迄今对生命的认识
“人造生命”令世界不安 美国国会举行听证会
美制出世界首例人造生命 将来可造特殊功能生物
世界首例人造生命在美诞生 可自己繁殖
耗时15年世界首例人造生命在美诞生 华人参与研究
英媒预测2020年的世界:"人造生命"或将诞生
图片新闻:
12件可能改变未来大事:人造生命到致命病毒(图)
海南万泉河水位因高温少雨急剧下降(组图)
更多 >>