超弦

时间:2024-07-07 07:25:36编辑:奇事君

超弦是什么?

超弦理论是人们抛弃了基本粒子是点粒子的假设而代之以基本粒子是一维弦的假设而建立起来的自洽的理论,自然界中的各种不同粒子都是一维弦的不同振动模式。与以往量子场论和规范理论不同的是,超弦理论要求引力存在,也要求规范原理和超对称。毫无疑问,将引力和其他由规范场引起的相互作用力自然地统一起来是超弦理论最吸引人的特点之一。因此,从1984年底开始,当人们认识到超弦理论可以给出一个包容标准模型的统一理论之后,一大批才华横溢的年轻人自然地投身到超弦理论的研究中去了。


什么是超弦论?

弦理论避免了试图将引力量子化时产生的紫外发散, 同时它也比传统量子场论更具预言能力, 比如它曾对粒子相互作用中超对称概念的提出有所助益。 在粒子相互作用的超对称统一理论所获得的成功中有迹象表明, 超对称在接近当前加速器的能量上就可能对基本粒子产生影响。 若果真如此, 则超对称将被实验证实, 并有可能具有宇宙学上的重要性, 与暗物质、 元素合成及宇宙暴胀相关。 磁单极在超弦理论的结构中起着重要作用, 因此如果超弦理论成立, 它们就必须存在, 虽然其密度也许已被宇宙暴胀稀释到无法观测的程度。 磁单极的质量在许多令人感兴趣的模型中都接近 Planck 质量, 但假如粒子相互作用与引力的统一 - 如最近某些模型所提出的 - 通过大的或弯曲的额外维度 (large or warped extra dimensions) 在接近 TeV 的能量上实现, 那么磁单极的质量就会小于 100 TeV。 在天体物理背景下这样的磁单极将是极端相对论性的。 在这类模型中, 超对称将毫无疑问出现在 TeV 能区。

在弦论的最基本层次上, 基本粒子被视为振动的弦而非点粒子。 一段弦可以有许多谐振模式, 不同的基本粒子就被诠释为这些不同的谐振模式。


[图一] (a) 粒子一分为二的时空图 (b) 弦论中的对应时空图
在普通量子场论的 Feynman 图中, 粒子在相互作用顶点处分裂或复合 [图一(a)]。 这些是发生在确定时空点上的过程, 所有 Lorentz 观测者对这些过程都有一致的看法。 相反, 在弦的分裂或复合 [图一(b)] 中并不存在一个相互作用发生的确定时刻。 如果我们将相互作用的历史作为一个整体看待, 可以很明显地看到弦的一分为二, 但是任何一个历史小片段看起来都是一样的。 这暗示着弦论中一个最重要的事实: 一旦弦确定了, 它的相互作用也就确定了; 相互作用不必象在量子场论中那样额外引进。

将一个相对论性弦理论量子化被证明是十分微妙的。 二十世纪七十年代当人们试图对弦论量子化时, 一些异乎寻常的东西出现了。 其中最戏剧性的或许是闭弦的基态被证明是自旋为 2 的无质量场, 即引力子。 它们的相互作用与长波下的广义相对论一致, 因此弦论被认为是量子化的广义相对论。 这正是我们所期望的 - 因为量子力学与引力都是自然界的存在 - 而且是我们用别的方法无法得到的, 因为量子广义相对论的传统方法受到紫外发散的困扰。

用弦取代粒子可以消除量子广义相对论中的紫外发散。 粗略地讲这是由于用弦取代粒子起到了将 Feynman 图中的相互作用顶点涂抹开的作用, 就如 [图一] 所显示的那样。

弦论还可以象导出引力那样导出规范对称性。 比如开弦的基态恰好就是规范场。

超对称

除规范理论和引力外, 弦论还可以导出超对称, 这是一种玻色子与费米子之间的对称性。 事实上, 二十世纪七十年代出现于弦论 Raymond 模型中的世界面超对称 (worldsheet supersymmetry) 是超对称概念历史发源的一部分。 自然界并不具有严格的超对称, 但它可能具有内在的、 自发破缺的超对称, 就象粒子物理标准模型中的 SU(2)×U(1) 规范对称性那样。 事实上, 有迹象表明超对称在当前或拟议中的加速器实验所及的能区中就可能被检测到。

迹象之一是 “等级问题” (hierarchy problem), 它是 Dirac “大数问题” 的现代版。 Dirac 的问题是: 为什么两个质子间的引力比电力弱 10-38 倍? 在物理定律中出现如此微小的无量纲常数似乎是需要解释的。 这一问题的现代版则是: 为什么 W 与 Z 粒子 (这些规范粒子的质量与其它粒子的质量标度密切相关) 的质量比 Planck 质量小 10-17 倍? 超对称为这一问题提供了一种可能的答案, 因为它消除了影响 Higgs 质量的平方发散。

超对称的一个更加定量的迹象来自于强、 弱及电磁相互作用耦合常数的测量值。 它们与基本相互作用的大统一理论及超对称所导出的关系式在 1% 的精度内相符。

如果超对称 - 比如通过费米实验室或正在欧洲核子中心建造的新加速器 LHC - 被发现, 人们将从中得到许多有关超对称粒子质量及相互作用的信息。 现在描述超对称世界细节的理论模型比比皆是, 其中即使有一个的方向是正确的, 我们也无从知晓。

发现超对称无疑会给弦论带来极大的促进, 它将表明由弦论以大致相同的方式导出的三种基本结构 - 引力、 规范理论及超对称 - 都是对自然描述的组成部分。 现在还很难说弦论从发现和探索超对称中可能得到的促进会有多大, 因为我们不知道超对称质量谱会是什么样的, 以及从中能得到有关更高能物理学的什么样的线索。

超对称的发现还可能通过多种方式对宇宙学产生影响:

某些超对称粒子将是暗物质的可能候选者, 计算表明它们有可能恰好具有与观测相符的质量和丰度。 (不过, 超对称粒子并不是暗物质的唯一候选者, 而且有些超对称模型不具有这种候选者。)
如果超对称存在, 那它必须被纳入计算宇宙早期元素合成的理论中去。 事实上, 超对称理论所包含的带重子数的标量粒子很可能会起重要作用 [1]。
超对称标量粒子也许与暴胀有关 (这在 L. Randall 的报告中已经讨论过了), 尽管超对称及弦论尚未对此给出清晰的图景。
1984 年, 随着 Green-Schwarz 反常消除及 Gross、 Harvey、 Martinec 和 Rohm 的杂交弦 (heterotic string) 理论使得构筑优美及半现实的粒子物理与量子引力模型成为可能, 弦论变得越来越让人感兴趣。 这里 “半现实” 指的是可以干净利落地得到正确的粒子与规范相互作用, 但却无法对粒子质量给出合理描述, 因为后者依赖于超对称破缺, 而我们对此还没有合适的模型。

一个好的超对称破缺模型应该会为解决宇宙学常数极小 (或为零?) 的问题带来曙光, 因为在我们的半现实模型中, 超对称未破缺时宇宙学常数为零。 因此宇宙学常数极小不仅本身是一个很大的谜 - 不为零的观测值使之更为尖锐 - 而且缺乏对它的理解还会妨碍我们改进粒子物理模型。

我们现在所知的超对称破缺模型会导致 quintessence 类型的行为 (它们具有变化的标量场, 没有稳定的真空态), 但其参数和耦合却高度非现实。 总体上讲, 带标量场的 quintessence 看来是有问题的, 因为它们的相干耦合按说应该已经在对等效原理的检验中被检测到了。 有鉴于此, 带赝标量场 [即具有 V(a)=∧4(1-cos(a/F)) 型相互作用势的轴子型 (axion-like) 场, 其中 ∧ 和 F 为常数] 的 quintessence 也许更具吸引力, 因为这类模型没有相干耦合 (或者 - 考虑到宇称并不严格守恒 - 相干耦合被高度抑制)。 目前还只有少数文章讨论以赝标量场为基础的 quintessence 型模型 [2][3]。

五种超弦理论

1984 年, 人们依据弦的普遍性质的差异区分出了五种不同的超弦理论:

IIA 与 IIB 型理论中的弦是闭合、 有向, 并且是绝缘的。
I 型理论中的弦是绝缘的, 可以是开弦也可以是闭弦; 开 I 型弦的端点带有电荷。 (这类理论与强相互作用理论有一定的类比性, 其中开弦和闭弦分别对应于介子和胶球; 这种类比性在弦论的发现中起过作用, 并且仍在启发着新的研究方向。)
最后, 杂交 SO(32) 和 E8×E8 弦是闭合、 有向, 并且是超导电性的。
五种超弦理论, 每一种都包含引力, 显然多了四种。 但这比弦论之前的物理学还是强多了, 那时我们有无穷多种可能的量子场论, 其中却没有一种包含引力。

超弦理论与以前的物理学还有一个本质的差别。 在量子场论中通常有一些无量纲的可调参数, 比如精细结构常数 e2/4πhc ~ 1/137, 或者电子与 μ 子的质量比 me/mμ ~ 1/200。 这些可调参数大都出现在如 [图一] 所示的相互作用顶点中, 它们在过渡到超弦理论时会消失。 在超弦理论中不存在无量纲的可调参数, 取而代之的是标量场 φi, 它们的期待值确定了 e2/4πhc、 me/mμ 等。

这表明原则上 e2/4πhc、 me/mμ, 以及其它参数也许可以从作为 φi 函数的能量的极小值中计算出。 不过在实际上, 为了做到这一点我们必须理解超对称破缺及宇宙学常数, 因为如果超对称不破缺, V(φ) 将恒等于零。 这是发现超对称从而有机会对超对称破缺进行实验研究有益于超弦理论的又一个原因。

强耦合

要想回答超弦理论中的任何重大问题, 都会遇到一个困难, 那就是我们其实并不真正理解超弦理论到底是什么? 与其它理论 - 比如广义相对论 - 不同的是, 广义相对论是先有整体构思, 而超弦理论在二十世纪七十年代早期的出现通过的却是一系列修修补补的过程, 没有人知道整体图象。 一开始, 人们只能看到云层之上一片小小的山巅。 三十年后的今天, 我们已经拨开云雾见到了一些底层的结构, 但许多东西依然朦朦胧胧。

二十世纪九十年代的一个重大进展是发现如何将诸如 e2/4πhc=eφ 那样的参数外推到大数值上, 前提是超对称破缺可以忽略。 我们以前可以计算 e2/4πhc > 1 的情形也有所了解了。

进行这种计算的基本技巧是研究磁单极及其它非微扰激发态。 当 e2/4πhc 很小时, 磁单极远比其它粒子重, 这使得它们不如其它粒子重要。 但是当 e2/4πhc 很大时, 磁单极就会变得很轻, 我们有可能用磁单极来描述理论。

我将以过度简化为代价来对此作一个定性地解释。 按照 Dirac, 磁单极所带的磁荷为 g=2πhc/e。 这表明当 e 很小时 g 远比 e 大, 而当 e 很大时 g 远比 e 小。 假如我们认为电子和磁单极的质量是电磁起源的话, 就可以预期在 e→∞ 时磁单极是轻粒子。

因此在 e2/4πhc→∞ 时我们需要一种以磁单极而非电子为基础的描述, 这种描述不是别的, 恰好就是另一种超弦理论, 或是原先理论的变种。 沿着这种思路人们最终明白了超弦理论其实只有一种, 以前以为不同的五种超弦理论只是一个更加完备的理论的不同极限, 这一理论有时被称为 M 理论。 M 理论是超统一的候选者, 尽管我们对它的了解还很少。

磁单极

磁单极在上述图景的发展中起着重要的作用, 因此假如超弦理论是正确的, 它们就应该存在。 但它们到底在哪里呢? 宇宙暴胀也许已经使磁单极的密度小到了难以观测的程度。 但这在二十多年前磁单极刚刚被提出时就是一种可能性, 如果到今天居然还只是一种可能性, 不免令人汗颜, 因此让我们期望有一定数量的磁单极幸存了下来。

磁单极的质量有多大呢? 以大统一类型的理论为基础的标准描述给出的质量在大统一能标以上, 比如 1017-1020 GeV (上限为带磁荷的 Reissner-Nordstrom 黑洞的质量, 最轻的磁单极不太可能比这更重)。

这么重的磁单极将不受有关磁单极通量的 Parker 上限 (Parker bound) 的影响, 因为这种磁单极所受的星系引力场作用远大于磁场作用。 据我所知, 若不是 MACRO 及其它实验排除了这种磁单极 - 哪怕是其中具有最大可能质量的那种 - 成为星系晕 (galactic halo) 主导成分的可能性, 它们是有可能成为暗物质候选者的。

除了大统一类型的理论外, 我们还应该考虑一些通过大的或弯曲的额外维度, 在低能下统一引力的模型 [5][6]。 假如这样的统一发生在 TeV 能量上, 那么磁单极的预期质量也许会在 10-100 TeV 左右。 这么轻的磁单极会被星系磁场加速到极端相对论性, 因此对它们的实验检测将完全不同于大统一标度上的磁单极 (最近的评估可参阅 [7])。 而且这种磁单极有可能没有被宇宙暴胀所稀释。 不过我们很难对最后这点做细致的描述, 因为目前有关低能统一的想法还只是构想而非具体模型。

有关超弦理论中的磁单极的另一个有趣的特点是在许多模型中 [8], 最小磁荷并不是 Dirac 量子 2πhc/e, 而要比它大 n 倍, 其中 n 是与模型有关的整数。 相对应的, 这些模型中存在电荷为 e/n 的非禁闭有质量粒子。 这些粒子的质量在大统一类型的理论中处在大统一能标上, 而在低能统一模型中则在 TeV 能标上。 宇宙线中电荷大于等于 e/5 并且 β>1/4 的粒子通量已经受到 MACRO 的明显限制 [9]。

具有讽刺意味的是, 尽管人们有时认为在 TeV 能量上统一引力使得该能量上的超对称不再有必要, 但假如超弦理论是正确的话, 它们反而会使 TeV 能量上的超对称变得不可避免。 为了说明这一点, 让我们来做一个简单的理想实验 (其实在前面考虑磁单极时就可以做)。 假如加速器实验果真发现了 TeV 能量上与量子引力的统一以及高维有效 Planck 标度为 TeV 量级, 那么, 如果量子引力要求在 Planck 能标上具有超对称 (超弦理论看来正是如此), 则我们就应该预期在 TeV 甚至更低的能量上发现超对称!

最近 Giddings 和 DeWolfe 的一篇文章对上面最后一点做了精彩的论述 [10] (也可以参阅 [11] 中的相关讨论)。 他们考虑了一种带有弯曲额外维度的情形, 对大多数状态来说理论的十维 Planck 质量处在或高于普通的大统一能标, 而且超对称在该能量上破缺。 但是由于度规的弯曲, 部分粒子态可以向下延伸到 TeV 或更低的能量。 在这一模型中, TeV 能标上的粒子包括一些引力子的激发态, 通过在 TeV 上包括这一低能粒子区 (该区域应该包含了我们熟悉的普通粒子) 的实验, 人们可以观测到基本粒子与引力的统一。 毫无疑问, 正如我们的简单分析所预示的, Giddings 和 DeWolfe 发现尽管大统一标度上的粒子具有大统一标度上的超对称质量分裂, TeV 能量上的粒子却具有 TeV 能量上的超对称质量分裂。 因此, 能够发现基本粒子与引力统一的实验也将能够发现超对称。

因此简而言之, 低能磁单极与低能超对称破缺应该是低能引力统一模型的普遍结果。

除此之外还有哪些地方可以看到超弦理论的效应? 如果我们可以通过 (由标量场真空期待值的变化所导致的) 自然常数的变化, 或等效原理的偏离, 或 Newton 引力定律在小尺度上的偏离, 检测到超弦理论中为数众多的标量场, 那将是不错的结果。 不过就自然常数的变化而言, 我个人对此比较悲观, 因为我觉得足以导致可检测的自然常数变化的标量场变化应当已经在对等效原理的检验中被发现了。 但我还是抱着一线希望。

在其它种种想象得到的可能性中, 我只提其中一种, 那就是 “弦论” 这一名称本身就暗示着如果理论是正确的, 弦有可能存在于天空中 (当然, 宇宙弦 - 尤其是重的宇宙弦 - 也可能已被宇宙暴胀极大地稀释了)。 人们可以想象弦在天空中的伸展, 还有其它带有大统一尺度张力的客体, 它们也许会出现在宇宙微波背景图象中。 不仅如此, 其它较轻的, 也许一直向下延伸到 TeV 能标上 (对应的张力约为 10-4 gm/cm) 的客体也同样有可能被观测到。 这些较轻的客体也许可以从, 比方说, 某种我们还不知道的规范群的额外 U(1) 因子的破缺中被产生出来。 它们将无法通过引力效应被观测到, 但如果它们在银河系 (或太阳系?[12]) 中大量存在的话, 也许可以通过其它方法检测到。 在那种情形下, 如果它们是超导电性的 (这对于从额外 U(1) 破缺中产生出的弦来说并不罕见 [13]), 也许可以通过它们对磁场的扰动以及它们与磁场相互作用时产生出的反物质云而被检测到。


什么是超弦?超弦是什么?

超弦理论(英语:Superstring Theory),属于弦理论的一种,是一种引进了超对称的弦论,其中指物质的基石为十维时空中的弦。弦理论认为:宇宙的基本单元不是粒子,是因为弦在空间运动,才产生了各种粒子。各种不同的粒子只不过是弦的不同振动模式而已。自然界中所发生的一切相互作用,所有的物质和能量,都可以用弦的分裂和结合来解释。中文名超弦理论外文名Superstring Theory提出者加来道雄(MichioKaku)博士适用领域弦理论应用学科物理学出现背景超弦理论  20世纪的物理学有两次大的革命:一次是狭义相对论和广义相对论,它几乎是爱因斯坦一人完成的;另一次是量子理论的建立。经过人们的努力,量子理论与狭义相对论成功地结合成量子场论,这是迄今为止最为成功的理论。粒子物理的标准模型理论预言电子的磁矩是1.001159652193个玻尔磁子,实验给出的数值是1.001159652188,两者在误差是完全一致的,精确度达13位有效数值。广义相对论也有长足的发展,在小至太阳系,大至整个宇宙范围里,实验观测与理论很好地符合。但在极端条件下,引出了时空奇异,显示了理论自身的不完善。就我们现在的认识水平,量子场论和广义相对论是相互不自洽的,因此量子场论和广义相对论应该在一个更大的理论框架里统一起来。现在这一更大的理论框架已初显端倪,它就是超弦理论。 超弦理论最早的雏形是大约在1970年左右和那以后提出来的。到1984年,迈克尔·格林博士和约翰·施瓦兹博士两人指出。这种基于弦线的理论有可能发展为“终极理论”。使得这种理论一下得到物理学家们的普遍关注。大宇宙定超弦理论属于弦理论的一种,也指狭义的弦理论。这里的“超”有超对称性的意思。为了将玻色子(bosons)和费米子(fermions)统一,科学家预言了这种粒子,由于实验条件的限制,人们很难找到这种能够证明弦理论的粒子。超弦理论作为最为艰深的理论之一,吸引着很多理论研究者对它进行研究,如果真是理论预言的那样,我们将有可能建立一种大统一理论,来描述我们的宇宙。具体解释超弦理论是物理学家追求统一理论的最自然的结果。它是有希望成为终极理论的一种理论爱因斯坦建立相对论之后自然地想到要统一当时公知的两种相互作用--万有引力和电磁力。他花费了后半生近40年的主要精力去寻求和建立一个统一理论,但没有成功。现在回过头来看历史,爱因斯坦的失败并不奇怪。实际上自然界还存在另外两种相互作用力--弱力和强力。现在已经知道,自然界中总共4种相互作用力除万有引力之外的3种都可有量子理论来描述,电磁、弱和强相互作用力的形成是用假设相互交换“量子”来解释的。但是,引力的形成完全是另一回事,爱因斯坦的广义相对论是用物质影响空间的几何性质来解释引力的。在这一图像中,弥漫在空间中的物质使空间弯曲了,而弯曲的空间决定粒子的运动。人们也可以模仿解释电磁力的方法来解释引力,这时物质交换的“量子”称为引力子,但这一尝试却遇到了原则上的困难--量子化后的广义相对论是不可重整的,因此,量子化和广义相对论是相互不自洽的。超弦理论是人们抛弃了基本粒子是点粒子的假设而代之以基本粒子是一维弦的假设而建立起来的自洽的理论,自然界中的各种不同粒子都是一维弦的不同振动模式。与以往量子场论和规范理论不同的是,超弦理论要求引力存在,也要求规范原理和超对称。毫无疑问,将引力和其他由规范场引起的相互作用力自然地统一起来是超弦理论最吸引人的特点之一。因此,从1984年底开始,当人们认识到超弦理论可以给出一个包容标准模型的统一理论之后,一大批才华横溢的年轻人自然地投身到超弦理论的研究中去了。经过人们的研究发现,在十维空间中,实际上有5种自洽的超弦理论,它们分别是两个IIA和IIB,一个规范为Apin(32)/Z2的杂化弦理论,一个规范群为E8×E8的杂化弦理论和一个规范为SO(32)的I型弦理论。对一个统一理论来说,5种可能性还是稍嫌多了一些。因此,过去一直有一些从更一般的理论导出这些超弦理论的尝试,但直到1995年人们才得到一个比较完美的关于这5种超弦理论统一的图像。

比超弦理论更厉害的理论是什么?

比超弦理论更厉害的理论是膜理论。该观点认为宇宙存在9个不同的维度,与如今的三维空间概念有明显的区别。对人类来说,如果我们的科技发展没有达到一定的水平,很有可能被永远困在如今的宇宙中,维度差异就像一层看不见也摸不到的膜,这个无法跨越的存在也令人十分绝望。膜理论与量子力学有关,它被科学家们称为多世界,由于作用的各种因素不同,人们面临的每次选择都会将其推向完全不同的世界,物理学家试图借助于超级计算机进行模拟,不过至今没有取得太大进展。超弦理论的提出背景:20世纪的物理学有两次大的革命:一次是狭义相对论和广义相对论,它几乎是爱因斯坦一人完成的;另一次是量子理论的建立。经过人们的努力,量子理论与狭义相对论成功地结合成量子场论,这是迄今为止最为成功的理论。粒子物理的标准模型理论预言电子的磁矩是1.001159652193个玻尔磁子,实验给出的数值是1.001159652188,两者在误差是完全一致的,精确度达13位有效数值。广义相对论也有长足的发展,在小至太阳系,大至整个宇宙范围里,实验观测与理论很好地符合。但在极端条件下,引出了时空奇异,显示了理论自身的不完善。就我们现在的认识水平,量子场论和广义相对论是相互不自洽的,因此量子场论和广义相对论应该在一个更大的理论框架里统一起来。现在这一更大的理论框架已初显端倪,它就是超弦理论。

宗教与哲学区别?

一、意义不同。哲学任务就是对现实世界进行元理层面的把握,把多综合为一或把一区分为多,一和多都是元理。元理也要清晰表达、系统构造,这样的元理系统才适用于阐释世界或指导实践。哲学是元理,科学是原理、方法、事实,元理与原理划分并非绝对,实用依据可以是:元理是需要时刻记着即时可用的元初理论,原理是可以查工具书利用的基础理论。宗教信仰为人生提供慰藉。宗教信仰具有追求为生活寻找支撑和意义的显着特征。表征着人对终极关怀的渴望,它给人注入神圣的目标,引导人去反省自我、超越自我、塑造自我、完善自我、实现自我,是一种精神的仰望和生命的活水,是人的一种价值意识的定向形式。二、词源不同宗教:在汉语中,宗、教二词各有其义,本不为一个统一的联缀词。宗”表示对被神格化和人格化的自然宇宙及人类祖先神灵的尊敬和敬拜。“教”则指教育、育化、启发等,进而侧重于表述对神道、人道、或某一家理论体系的信仰和传播,这一点反而与西方的religion一词内涵较为接近。近代中国常将儒家思想和传统称为“圣教”,此“教”的内涵即与西方的religion一词极为相近。哲学:英语词语Philosophy源于古希腊语中的φιλοσοφία,意思为“爱智慧”,有时也译为“智慧的朋友”,该词由φίλος(philos,爱)的派生词φιλεῖν(Philein,去爱)和σοφία(Sophia,智慧)组合而成。一般认为,古希腊思想家毕达哥拉斯最先在著作中引入“哲学家”和“哲学”这两个术语。“哲”一词在中国起源很早,如“孔门十哲”,“古圣先哲”等词,“哲”或“哲人”,专指那些善于思辨,学问精深者,即西方近世“哲学家”,“思想家”之谓。在《易经》当中已经开始讨论哲学问题,形而上学的中文名称取自《易经·系辞上传》“形而上者谓之道,形而下者谓之器”一语。1874年,日本启蒙家西周,在《百一新论》中首先用汉文“哲学”来翻译philosophy一词。三、内容不同一个宗教之所以成为宗教,是因为它包括三个层面,其一为宗教的思想观念及感情体验(教义),二为宗教的崇拜行为及礼仪规范(教仪),三为宗教的教职制度及社会组织(教团)。古希腊哲学家经常提出问题,他们所提出的问题大概可以归类为三类,这三类问题分别形成了哲学的基础学科——分别是形而上学、伦理学、知识论。现代哲学上出现"不要求精确理由"之哲学理论,例如"本质技巧"(认定本质不可知),这种现象将不可知论(世界上终究有人不能理解的存在)的重要程度提高了。

超弦理论能否解释量子力学的种种奇异现象?有何依据?

超弦理论的确可以解释量子力学中的各种奇异现象,这是因为超弦理论本来就是一个“万能体系”,上世纪的科学家之所以创造它出来,就是为了让他统一“四大力”,量子力学和引力的种种关系。谈及如今前沿科技领域,世界各国都在探索的目标,当然就是“量子科技”了。时至今日,我们生活中所常见的手机,电脑,通信科技等各方面,都应用到了量子力学理论。甚至,互联网上还有一句热词,叫做“遇事不决,量子力学”。但是量子力学,仍然有很多谜题没有被现代的科学理论所解释,让许多学者一头雾水。比如说,它的“测不准”原则,大家都是知其然,而不知其所以然。对此,美国哥伦比亚大学天文系教授韦恩在一篇最新论文中指出;我们或许可以应用“超弦理论”,来对量子力学中的种种谜题进行一个解释。那么,何为“超弦理论”呢?这其实是上世纪,一群最顶尖的学者,为了统一“四大力”和现有物理体系而创造出来的一个假设。超弦理论中,万物都是由“弦”这种最基本单位组成的,他充斥在宇宙中的任何一处角落,可以应用在宏观领域;也可以应用在超微观领域。由于,量子力学所研究的“粒子”,一样也是由弦组成的物质;所以,它一样可以被归纳在“超弦理论”中。除此之外,超弦理论还认为,宇宙中不光有四维空间,四维之上,还存在着六个维度。人类进入到“五维空间”中,就能亲自触碰“弦”的存在,并且彻底弄清楚“量子”到底是如何运动的。可惜,时至今日,超弦理论仍然是一个假设,并没有详实的证据。

为何超弦理论能轻易解决量子力学无法解决的问题?

如果你了解什么是超弦理论,你会感叹到它的框架是那样的迷人(也可以在最下方查看我的其它文章),但更吸引人的地方还在于超弦理论能缓和引力与量子力学之间的对立。我们都知道广义相对论和量子力学是不共戴天的,广义相对论讲述的是时间和空间体系,而量子力学却说世间万物都在被量子触摸。对于量子力学来说,尺度距离越小,解释就越精妙。但这尺度到了普朗克尺度以下,也就是远小于原子核的尺度时,广义相对论直接“死机”了,这对它来说根本没办法解释。可超弦理论为什么能在其中如鱼得水,难道这就是超弦理论被称为“大一统”理论的原因吗?总的来说,超弦理论用弦的尺度就可以解决很多问题。首先,假设普朗克尺度以下的空间是以粒子形式建立的。从这点思考这个世界的话,我们想象的所有物质都是被一个个点状粒子组成的,因为又都是点状的,但点又没有空间大小,我们只好走进了一个永远转不过来的弯道——点没有大小,但它们组成的物质却又有大小,这很矛盾。超弦理论则告诉我们,遭遇这些问题只是因为我们没有懂得真正的游戏规则。超弦理论的新规则告诉我们,传统的距离概念在超微观世界中是无法应用的。点虽然小,但也一定有个极限,只是我们不知道那个极限,就只好在点粒子路线一直走下去,却不知道一直走在真理的边缘。可能有人会感觉很奇怪,既然广义相对论和量子力学的矛盾这么容易被超弦理论解决,那为什么过了这么久人们才发现粒子是一种理想化的意义。事实上这些基本粒子确实是有空间大小的,不仅如此,它们还更加奇妙。提出纳米概念的费曼都曾说过大自然的基本组成可能不是一些点,而是一些更“零碎”的东西。但这很难作为一个理论,大家可以想象一下,构成这个世界的基本元素不再是粒子,却还要满足最基本的物质原则,如量子力学中的守恒原则。如果非要把世界强加一个基本原理并从这里作为起点的话,广义相对论和量子力学也会遭到破坏。于是这一派的物理学家也只好放弃把这种粒子以外的事物作为基本的理论,直白告诉大家,这也是不可能的。当然最终我们还要回到超弦理论和引力的关系,从上面看,超弦理论确实有动人的地方,即使它还很新,也有一些还要进步的空间。但它确实满足了任何一个合理的物理理论所要求的特性,并且最重要的一点,超弦理论能解释引力,这至少是量子力学没有做到的。最后想告诉大家,在这里我不想讨论超弦理论是否完全的正确,关于这一点恐怕连爱因斯坦都无法保证自己的相对论是完全正确的理论,本文也只是想为大家传输超弦理论的迷人之处。当然,超弦理论带来的惊喜,远不止这一点!

大学理工类都有什么专业

1、通信工程通信工程专业(Communication Engineering)是信息与通信工程一级学科下属的本科专业。该专业学生主要学习通信系统和通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法,受到通信工程实践的基本训练,具备从事现代通信系统和网络的设计、开发、调测和工程应用的基本能力。2、软件工程软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。它涉及程序设计语言、数据库、软件开发工具、系统平台、标准、设计模式等方面。在现代社会中,软件应用于多个方面。典型的软件有电子邮件、嵌入式系统、人机界面、办公套件、操作系统、编译器、数据库、游戏等。同时,各个行业几乎都有计算机软件的应用,如工业、农业、银行、航空、政府部门等。3、电子信息工程电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。本专业培养掌握现代电子技术理论、通晓电子系统设计原理与设计方法,具有较强的计算机、外语和相应工程技术应用能力,面向电子技术、自动控制和智能控制、计算机与网络技术等电子、信息、通信领域的宽口径、高素质、德智体全面发展的具有创新能力的高级工程技术人才。4、车辆工程车辆工程专业是一门普通高等学校本科专业,属机械类专业,基本修业年限为四年,授予工学学士学位。2012年,车辆工程专业正式出现于《普通高等学校本科专业目录》中。车辆工程专业培养掌握机械、电子、计算机等方面工程技术基础理论和汽车设计、制造、试验等方面专业知识与技能。了解并重视与汽车技术发展有关的人文社会知识,能在企业、科研院(所)等部门,从事与车辆工程有关的产品设计开发、生产制造、试验检测、应用研究、技术服务、经营销售和管理等方面的工作,具有较强实践能力和创新精神的高级专门人才。5、土木工程土木工程(Civil Engineering)是建造各类土地工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动,也指工程建设的对象。即建造在地上或地下、陆上,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等。土木工程是指除房屋建筑以外,为新建、改建或扩建各类工程的建筑物、构筑物和相关配套设施等所进行的勘察、规划、设计、施工、安装和维护等各项技术工作及其完成的工程实体。专业老师在线权威答疑 zy.offercoming.com


理工类包括哪些专业

理工科专业分为理、工、农、医四个学科门类,各学科专业设置如下:一、理学1. 数学类 :数学与应用数学;信息与计算科学2. 物理学类:物理学;应用物理学3.化学:化学;应用化学4. 生物科学类:生物科学;生物技术5.天文学类:天文学6. 地质学类:地质学;地球化学7. 地理科学类:地理科学;资源环境与城乡规划管理;地理信息系统8. 地球物理学类:地球物理学9. 大气科学类:大气科学;应用气象学10. 海洋科学类:海洋科学;海洋技术. 海洋学11. 力学类:理论与应用力学12. 电子信息科学类:电子信息科学与技术;微电子学;光信息科学与技术13. 材料科学类:材料物理;材料化学扩展资料:理工类专业是指研究理学和工学两大学科门类的专业。理工,是一个广大的领域包含物理、化学、生物、工程、天文、数学及前面六大类的各种运用与组合。理工事实上是自然、科学、和科技的容合。理学是中国大学教育中重要的一支学科,是指研究自然物质运动基本规律的科学,大学理科毕业后通常即成为理学士。与文学、工学、教育学、历史学等并列,组成了我国的高等教育学科体系。工学研究的是技术,要求研究的越简单,能把生产成本降的越低越好;理科重视的基础科研,工科重视的实际应用。理科培养科学家,工科培养工程师。科学生适合专业:软件行业自然是首选,软件行业每年的人才缺口数以万计,而社会能提供的人才往往无法满足社会的需求,做软件的优势潜在的市场开拓空间巨大,具备无限的商机和利润,其次软件业是高新技术产业,简单的说就是需要高智商才能从事的行业,理科学生从事的最优选择。企业选择员工看到就是专业技术的掌握程度,所以专业就是择业的前奏,选择什么样的专业,那未来很大程度上会从事相应的职业。企业招聘中一些企业明文规定,需要本专业学生,所以专业就是择业踏入职场的敲门砖。怎样在众多人群中脱颖而出,自身的专业技术是关键。其次,理科自身的优势,应该选择高端行业,因为本身具备逻辑分析能力、空间立体感等优势,根据自己的特长来选择专业,轻松应对以后课程的理解和掌握。最后理科选择专业的范围很广,专业最终标准看重的还是未来的发展前景。参考资料:百度百科——理工类专业

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