1、帶你走進(jìn)十一維時(shí)空 理學(xué)院物理學(xué)121班 肖麟慧-初步理解弦理論下的高維時(shí)空初步理解弦理論下的高維時(shí)空2013.4.19高維空間由來(lái)什么是時(shí)空? 近代物理學(xué)認(rèn)為，時(shí)間和空間不是獨(dú)立的、絕對(duì)的，而是相互關(guān)聯(lián)的、可變的，任何一方的變化都包含著對(duì)方的變化，時(shí)間存在于空間，空間存在于時(shí)間，但是特定條件下的時(shí)間和空間它只能夠造就一個(gè)特定的時(shí) 空，因此把時(shí)間和空間統(tǒng)稱為時(shí)空時(shí)空 相對(duì)論認(rèn)為：空間本身是有形狀的，當(dāng)沒(méi)有任何物質(zhì)或能量存在時(shí)，空間應(yīng)該是平直光滑的，當(dāng)一個(gè)大質(zhì)量物體進(jìn)入空間后，平直的空間就發(fā)生了彎曲凹陷，這就像一條拉得很平很直的床單上，當(dāng)放進(jìn)一個(gè)保齡球時(shí)，床單就凹陷下去，所謂引力就是因?yàn)檫@樣的空

2、間彎曲而導(dǎo)致的。在這里，引力變成了漂亮的幾何圖景，引力本身 并 不存在，它只是空間的幾何形變所引起的明顯 結(jié) 果 。高維空間由來(lái) 量子理論研究微觀世界里基本粒子的行為，在這個(gè)理論體系中，宇宙中所有的物質(zhì)最終由數(shù)百種不同的基本粒子組成，由于質(zhì)量小到幾近于零，這些粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡變化莫測(cè)，毫無(wú)規(guī)律可循。在這里，力是由粒子的交換而來(lái)的，電磁力是由光子交換而來(lái)，弱力是由弱規(guī)范玻色子交換而來(lái)，強(qiáng)力是由膠子交換而來(lái)。量子理論無(wú)法涵 蓋引力。高維空間由來(lái)為了能讓兩個(gè)理論協(xié)調(diào)起來(lái)，物理學(xué)家做過(guò)大量的嘗試，他們以這樣那樣的方法，要么修正廣義相對(duì)論，要么修正量子理論。雖然一次次的努力都膽識(shí)驚人，但結(jié)果卻一個(gè)跟著一個(gè)

3、失敗。高維空間由來(lái) 近代物理學(xué)發(fā)展過(guò)程近代物理學(xué)發(fā)展過(guò)程 18、19世紀(jì)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律麥克斯韋電磁學(xué) （融合） （光速?zèng)_突）波動(dòng)理論粒子理論 20世紀(jì)初期：經(jīng)典力學(xué)狹義相對(duì)論（低速運(yùn)動(dòng)）（高速運(yùn)動(dòng)）波粒二象性 （引力沖突）（能量困境） 弦理論的發(fā)展歷程簡(jiǎn)介 （引力沖突）（能量困境） 20世紀(jì)中期：廣義相對(duì)論量子力學(xué) （宏觀世界）（微觀世界） （水火不容） 20世紀(jì)80年代：超弦理論 弦理論的發(fā)展歷程簡(jiǎn)介 20世紀(jì)80年代：超弦理論 （衍化） 20世紀(jì)末21世紀(jì)初：M理論 未來(lái)： ？等你來(lái)解答弦理論的發(fā)展歷程簡(jiǎn)介超弦理論時(shí)空 據(jù)90年代提出的M理論（超弦理論的一種），宇宙是十一維的，由震動(dòng)的平面

4、構(gòu)成的 零維零維 ( 奇異點(diǎn)奇異點(diǎn) ) 一維一維 ( 長(zhǎng)度長(zhǎng)度 ) 二維二維 ( 長(zhǎng)度、寬度長(zhǎng)度、寬度 ) 三維三維 ( 長(zhǎng)度、寬度、高度長(zhǎng)度、寬度、高度 ) 四維四維 ( 長(zhǎng)度、寬度、高度、時(shí)間長(zhǎng)度、寬度、高度、時(shí)間 ) 五維五維 ( 無(wú)數(shù)個(gè)四維空間根據(jù)某一軸線集合而成無(wú)數(shù)個(gè)四維空間根據(jù)某一軸線集合而成 ) 六維六維 ( 接納任何可能的形狀，而且都與其自身的世界相一致接納任何可能的形狀，而且都與其自身的世界相一致 ) 十一維空間的元素十一維空間的元素超弦理論時(shí)空 七維七維 ( 所有點(diǎn)即無(wú)限點(diǎn)上產(chǎn)生無(wú)限個(gè)時(shí)間線所有點(diǎn)即無(wú)限點(diǎn)上產(chǎn)生無(wú)限個(gè)時(shí)間線 ) 八維八維 ( X維（物體的長(zhǎng)）、維（物體的長(zhǎng)）、Y維（物體的寬）、維（物體的寬）、Z維（物體的維（物體的高）、時(shí)間維、重力維、高）、時(shí)間維、重力維、 電磁力維、萬(wàn)有引力維、萬(wàn)有斥力電磁力維、萬(wàn)有引力維、萬(wàn)有斥力維維 ) 九維九維 ( 九維空間則是八維空間的彎曲九維空間則是八維空間的彎曲 ) 十維十維(以九維空間為基礎(chǔ)以九維空間為基礎(chǔ)) 十一維十一維(在十維空間的基礎(chǔ)上引入膜理論，新的膜理論在超在十維空間的基礎(chǔ)上引入膜