什么是弦理论?如何用简单易懂的语言进行解释?

作者&投稿:督达 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
怎么用很简单的语言解释弦理论?~

超弦生万象超弦理论认为,不存在粒子,只有弦在空间运动,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。在每一个基本粒子内部,都有一根细细的线在振动,就像小提琴琴弦的振动一样,因此这根细细的线就被科学家形象地称为 “弦”。拨动吉他一根弦,你会听到一个音。拨动另一根弦,你会听到另一个不同的音调,因为不同的弦振动的模式不同。一个音乐家通过一个吉他的六弦合奏,使 这些弦在不同频率振动,便可创造出无数美妙的音乐。像琴弦的不同振动模式弹出不同的乐音那样,粒子内部的弦也有不同的振动模式,只不过这种弦的振动不是产 生什么音乐,而是产生一个个粒子。不同粒子的性质由弦的不同振动行为来决定,电子是以某种方式振动的弦,上夸克又是以另一种方式振动的弦,如此等等。 弦与粒子质量的关联是很容易理解的。弦的振动越剧烈,粒子的能量就越大;振动越轻柔,粒子的能量就越小。这也是我们熟悉的现象:当我们用力拨动琴弦时,振 动会很剧烈;轻轻拨动它时,振动会很轻柔。而依据爱因斯坦的质能原理,能量和质量像一枚硬币的两面,是同一事物的不同表现:大能量意味着大质量,小能量意 味着小质量。因此,振动较剧烈的粒子质量较大,反之,振动较轻柔的粒子则质量较小。 依照弦理论,每种基本粒子所表现的性质都源自它内部弦的不同的振动模式。每个基本粒子都由一根弦组成,而所有的弦都是绝对相同的。不同的基本粒子实际上是在相同的弦上弹奏着不同的“音调”。由无数这样振动着的弦组成的宇宙,就像一支伟大的交响曲。 在量子理论中,每一个粒子还具有波的特性,这就是波粒二象性。现在我们明白了,粒子的波动性就是由弦的振动产生的。 物理学家还发现,弦的振动模式与粒子的引力作用之间存在着直接的联系。同样的关联也存于弦振动模式与其它力的性质之间,一根弦所携带的电磁力、弱力和强力也完全由它的振动模式决定。 这里又涉及到了四种基本力。 宇宙中存在着各种类型的力,是它们把散沙般的基本粒子结合在一起,组成了各种各样的物质,并安排了宇宙间的秩序。这些力从本质上都可归结为四种基本力:引力、电磁力、强力和弱力。 这四种力的来源是不一样的。引力源于物体质量的相互吸引,两个有质量的物体间就存在引力,物体的质量越大,引力就越大。电磁力是由粒子的电荷产生的,一个 粒子可以带正电荷,或者带负电荷,同性电荷相斥,异性电荷相吸。如果一个粒子不带电荷,则不受电磁力的影响,不会感受到排斥力和吸引力。强力主要是把夸克 结合在一起的力,所以也叫核力。像电磁力一样,也起源于电荷,不过只是夸克间的电荷,物理学家称之为“颜色电荷”。弱力的作用是改变粒子而不对粒子产生推 和拉的效应,像核聚变和核裂变这两个过程都是受弱力支配的。 四种力的相对强度以及作用范围都有着巨大的区别。从相对强度上来说,假定以电磁力的强度为一个单位强度,则强力要比这个单位大出100倍,弱力只有 1/1000,引力小到几乎是可以忽略不计的:在微观世界中,它只有电磁力的1040分之一!从作用范围上来说,引力的作用范围是宇宙范围的;电磁力的作 用范围在理论上可以达到无限远,但实际上,大多数物体正负电荷相互抵消,其外部都呈电中性;而强力和弱力的作用范围则极小,只能在粒子范围内发生作用。 这四种强弱悬殊、性质各异的基本力,完全控制了我们的宇宙。 弦本身很简单,只是一根极微小的线,弦可以闭合成圈(闭弦),也可以打开像头发(开弦)。一根弦还能分解成更细小的弦,也能与别的弦碰撞构成更长的弦。例 如,一根开弦可以分裂成两根小的开弦;也可以形成一根开弦和一根闭弦;一根闭弦可以分裂成两个小的闭弦;两根弦碰撞可以产生两个新的弦。

弦理论是理论物理的一个分支学科,弦论的一个基本观点是,自然界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“弦”(包括有端点的“开弦”和圈状的“闭弦”或闭合弦)。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,故弦理论并非证明物质不存在。弦论中的弦尺度非常小,操控它们性质的基本原理预言,存在着几种尺度较大的薄膜状物体,后者被简称为“膜”。直观的说,我们所处的宇宙空间可能是9+1维时空中的D3膜。弦论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论。
弦理论是一门理论物理学上的学说。理论里的物理模型认为组成所有物质的最基本单位是一小段“能量弦线”,大至星际银河,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。中文的翻译上,一般是译作“弦”。超弦理论可以解决和黑洞相关的问题。
在弦理论中,基本对象不是占据空间单独一点的基本粒子,而是一维的弦。这些弦可以有端点,或者他们可以自己连接成一个闭合圈环。正如小提琴上的弦,弦理论中支持一定的振荡模式,或者共振频率,其波长准确地配合。
中文名
弦理论
译 名
string theory
简 称
弦论
分 类
学科

弦理论的一个基本观点就是,自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的粒子,这些看起来像粒子的东西实际上都是很小很小的弦的闭合圈(称为闭合弦或闭弦),闭弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子。

弦理论最开始是要解出强相互作用力的作用模式,但是后来的研究则发现了所有的最基本粒子,包含正反夸克,正反电子,正反中微子等等,以及四种基本作用力“粒子”,都是由一小段的不停抖动的能量弦线所构成,而各种粒子彼此之间的差异只是这弦线抖动的方式和形状的不同而已。由此可见,弦理论并没认识到自然界所谓的四种作用力其实是根本不存在的,它还是基于自然科学思维模式的另类理论。

由于描述微观世界的量子力学与描述宏观引力的广义相对论在根本上有冲突,这意味着二者不可能都正确,它们不能完整地描述世界。弦理论会吸引这么多注意,大部分的原因是因为目前人类知识体系的匮乏,而把弦理论误当做解决根本问题的终极理论。

除了引力之外,量子力学很自然的成功描述了其他三种基本作用力:电磁力、强力和弱力,但据说弦理论也可能是量子引力的解决方案之一。至于弦理论能不能成功的解释基于目前物理界已知的所有作用力和物质所组成的 宇宙以及应用到“黑洞”、“宇宙大爆炸”等,还需要同时用到量子力学与广义相对论的极端情况。可以看出,弦理论连目前天体发现的基本物理都解释不清楚,且还需要借助于在统一信息论看来已经过时的自然科学理论,才能有更好地解释。很显然,这种理论本身在出炉时就明显带有过时性。

另外,同自然科学一样,弦理论也根本上没有认识到能量子与极限粒子的相互转化方式,它只是模糊地描述了能量弦线的抖动造成物质产生的理论推测,至于为何会造成这种现象以及时空的构成则根本没有涉及。

宇宙万物的基本组成单位,是以线段的样子呈现的,是一小段一小段的能量,这些能量线,自身在不停地波动和振动,通过波动和振动,这些线段可以产生共鸣,就像一把琴上的琴弦,只要用手拨动它,就会演奏出各种不同旋律的音乐。只是这些能量弦,没有谁在拨动它,是这些能量弦自身在波动、振动、相互产生共鸣。

这些能量弦,通过不停的波动、振动和共鸣,形成了大千世界,这个世界的形成基础,就是这些能量弦。刹那生灭,相续不断!也可以说,一切的物质都是能量。这个世界是由能量组成的,整个世界里也充满了能量,一切都是由这些能量弦通过振动所产生的美妙音符!有长音、短音、不长不短音、高音、低音和中音!只是这些音符更加形象化了,使我们可以看到、摸到、听到、和感觉到!因为我们也是其中的音符。

一切物体,都有成、住、坏、空的过程。人和动物都有生、老、病、死。一切都在无常、生灭、相续中运行!尤其是我们的思维意识,刹那生灭,相续不断。这些都是能量弦发生振动产生的结果。

世界万物相互关联,互依互存,在因果中循环,这是由能量弦共鸣所产生的结果。能量弦与能量弦之间,相互作用,互为依托,产生共鸣。这些弦所演奏出的音符,结合在一起,就是一整篇完美的乐章!

这些弦在不停的波动,振动和产生共鸣,因此,这个世界 才会生灭不停,相续不断!




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句容市15571273625: 怎么用很简单的语言解释弦理论? -
重发野菊: 超弦生万象超弦理论认为,不存在粒子,只有弦在空间运动,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.在每一个基本粒子内部,都有一根细细的线...

句容市15571273625: 什么是“弦理论”?? -
重发野菊: 弦理论(string theory),即弦论,是理论物理学上的一门学说.弦论的一个基本观点就是,自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的粒子.这些看起来像粒子的东西实际上都是很小很小的弦的闭合圈(称为闭合弦或闭弦),闭...

句容市15571273625: 什么是弦理论?
重发野菊: 弦理论是一门理论物理学上的学说.理论里的物理模型认为组成所有物质的最基本单位是一小段“能量弦线”,大至星际银河,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. 弦理论确信至少需要十个维度才能建立一个理论框架,让引力与量子力学互相兼容.弦理论科学家假定,宇宙中所有粒子都被局限在一个四维的 膜宇宙中,而膜宇宙又漂浮在一个更高维度的 体宇宙里.

句容市15571273625: 请用通俗易懂的文字阐述一下弦理论和M理论
重发野菊: 通俗的说,弦论是这样理解粒子的:它认为粒子实际是弦状的环儿(现在通常假设没有结构的基本粒子是点粒子),而不同的粒子是就是以不同频率振动的弦(可以参考一下振动和波的有关部分).考虑的世界就是由这些粒子构成的,所以弦论就号称统一了所有的相互作用. 当然就像我如果说粒子的自旋就是自转,那么这个说法是不够准确的一样,以上的也只是一种理解.你要是感兴趣的话,以前在网上见过一个ms是美国人拍的科普片是说弦论的,你的英文要是足够的好的话可以找来(应该在一些bt下载能找到)瞧瞧.

句容市15571273625: 谁能讲讲什么是弦论!???
重发野菊: 弦论,即弦理论(string theory),是理论物理学上的一个尚未被证实的理论.这种理论认为宇宙是由我们所看不到的细小的弦和多维组成的.弦论要解决的问题是十分复杂困难的,如了解为何宇宙中有这些物质和交互作用、为何时空是四维的...

句容市15571273625: 怎么解释弦理论
重发野菊: 宇宙中所有物质,时间,空间,都是由波动的弦组成的,微观粒子只是弦波动产生的效应.在弦理论中,我们的世界不是只有4维度,而是由惊人的10维度的空间加上1维的空间组成的,也就是说我们的三维空间中还存在着与我们完全平行的空间.由此还引出了M理论.

句容市15571273625: 弦理论以及11维度 简要解释一下 -
重发野菊: 你好,我也是最近才开始关注超弦理论的,至于维度空间我也是有点理解,根据我的理解,首先维度空间是由个人根据不同的参考数据进行分层的,简单的来讲,你看的零维是一个点,如果你以时间为参考,零维也可以是时间.懂了吧,就现在我理解的多维也不是很准确,零维是点,一维是线,二维是面,三维是立体,四维是时间,也就是可以控制一个立体空间上的时间轴,现在人类是只能向前,而四维就可以控制向后向前,五维是速度,也就是可以控制同一立体空间时间轴上时间前进或者后退的速度等,至于六维就相当于你可以在无数立体空间中穿梭, 仅是个人理解,仅供参考

句容市15571273625: 宇宙弦究竟指的是什么?怎样理解宇宙弦? -
重发野菊: 宇宙弦是弦论里面的名词:弦论,即弦理论(string theory),是理论物理的一个分支学科.弦论的一个基本观点是,自然界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“弦”(包括有端点的“开弦”和圈状的“闭弦”或闭合弦).弦论中的弦尺度非常小,但操控它们性质的基本原理预言,存在着几种尺度较大的薄膜状物体,后者被简称为“膜”.直观的说,我们所处的宇宙空间可能是9+1维时空中的D3膜.弦论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论.弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子.如果想要知道更多,推荐自行寻找弦论(或者M论)的相关科普书或者纪录片.望采纳,谢谢

句容市15571273625: 请问,什么叫量子力学的弦理论呢?这个是科学假说吗? -
重发野菊: 弦理论是发展中的理论物理学的一支,结合量子力学和广义相对论为万有理论.弦理论和量子力学是并列的两个理论,会有一部分重叠的部分.弦理论目前尚未能做出可以实验验证的准确预测,所以可以说是一个富有争议性的科学假说.

句容市15571273625: 弦理论是怎么解释时间的? -
重发野菊: 嗯,弦理论本身就是建立在【时间与空间的融合】的基础上的,所谓【弦】就是粒子在时空中所划出的轨迹(听着很诗意),关于时间的变化就可以用空间来解释了.实际上,时间就是空间的【虚数形式】,两者是可以换算的(1秒钟等于根号负一*【光速÷1秒】) 对你有帮助吗?望采纳.

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