近一個世紀以來,物理學一直處於分裂狀態。斷層線的一側是愛因斯坦的廣義相對論,該理論認為引力是由於大質量物體彎曲空間和時間而產生的,就像保齡球會使蹦床變形一樣。分歧的另一邊是量子物理學,它是粒子的統治者,在量子物理學中,事件是隨機的,電子同時出現在兩個地方是很自然的。這兩種理論中的每一種都可以在沒有另一種理論的數學和概念基礎的情況下很好地執行。但是,事實證明,要彌合它們並將物理學重新統一起來非常困難。自 20 世紀 80 年代中期以來,許多頂尖物理學家將修復這種分裂的希望寄託在弦理論上,弦理論將粒子描述為在複雜的高維領域中脈動的極小能量環。
弦可以解釋所有已知的物理力:引力、電磁力以及導致放射性衰變的強核力和弱核力。沒有其他假設可以聲稱做到這一點。但是,為了發揮它們的魔力,弦必須在我們用肉眼可以驗證的三維空間之外的額外維度中蠕動。這些額外的維度就像空間中的微小口袋,太小了,無法在任何可以想象的實驗中觀察到。這本身並不是災難性的;一些間接測量可能可以揭示弦的輻射。
近年來,一個更大的問題變得顯而易見。1998 年,天文學家發現了一種神秘的“暗能量”,它以加速的速度將星系推開。(在此之前,他們一直認為星系的擴散是減速的。)研究人員懷疑這種現象是由量子效應在整個時空中起作用而產生的,從而產生了一種排斥引力。簡單的計算表明,這種能量應該是巨大的——這清楚地表明,當量子和引力混合在一起時,舊的觀念不再適用。理想情況下,弦理論應該解釋為什麼暗能量比它可能存在的要弱得多。弦理論支持者提出的唯一解釋是許多物理學家難以接受的:假設弦理論能夠描述天文數字的不同宇宙,每個宇宙都有自己的暗能量,並注意到其中一個宇宙必然看起來像我們的宇宙。換句話說,弦理論“預測”暗能量可以是任何你喜歡的——這絕對不是那種能夠贏得懷疑者認同的說法。
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一些弦理論家,從斯坦福大學的倫納德·薩斯坎德那裡獲得啟發,認為弦理論的這些多重宇宙可能共存,彼此演化,時不時產生一個像我們這樣的宇宙。薩斯坎德將這個概念稱為弦理論的人擇景觀。
懷疑論者認為,這種景觀是對數百年科學實踐的背棄,在這些實踐中,一個成功的理論最終只能描述一個宇宙:我們周圍看到的宇宙。在他們看來,弦理論家正處於不得不改變科學規則以使其理論發揮作用的不利境地。對景觀的焦慮已經從學術界的預印本和學術報告會蔓延到部落格、一些最近的科普書籍,甚至《紐約時報書評》的版面。“我震驚地看到粒子理論家不願意放棄弦理論,”哥倫比亞大學的數學物理學家彼得·沃伊特說。沃伊特維護著一個名為Not Even Wrong的部落格,專門批評弦理論,最近出版了一本同名書籍。“景觀宣告了弦理論作為粒子物理學統一理論的終結,”他斷言。
並非所有弦理論家都對景觀充滿熱情。“並不是說我發現它難以置信。只是感覺它不是一個深刻的解釋,”哥倫比亞大學《優雅的宇宙》的作者布萊恩·格林說。“我堅持這樣一種理想,即我們將能夠從更深層次的地方解釋事物。”他指出,量子物理學花了數十年才弄清楚,而它的先驅者們受益於實際的實驗結果來指導他們前進的道路。
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