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第十一章 物理学的统一(5 / 8)

弯曲;但在更大尺度下,你看不见曲率或者额外维数。如果这个图像是正确,对于自愿空间旅行者来讲是个坏消息,额外附加维实在是太小,以至于不能允许空间飞船通过。然而,它引起个重要问题:为何是些而不是所有维数被卷曲成个小球?也许在宇宙极早期所有维都曾经非常弯曲过。为何维时间和三维空间摊平开来,而其他维仍然紧紧地卷曲着?

人择原理可能提供个答案。二维空间似乎不足以允许像们这样复杂生命发展。例如,如果二维动物吃东西时不能将之完全消化,则它必须将其残渣从吞下食物同样通道吐出来;因为如果有个穿通全身通道,它就将这生物分割成两个分开部分,二维动物就解体(图10.8)。类似,在二维动物身上实现任何血液循环都是非常困难

图11.8

多于三维空间维数也有问题。两个物体之间引力将随距离衰减得比在三维空间中更快。(在三维空间内,如果距离加倍则引力减少到1/4。在四维空间减少到1/8,五维空间1/16,等等。)其意义在于使像地球这样绕着太阳行星轨道变得不稳定,地球偏离圆周轨道最小微扰(例如由于其他行星引力吸引)都会引起它以螺旋线轨道向外离开或向内落到太阳上去。们就会被冻死或者被烧死。事实上,在维数多于三维空间中,引力随距离变化同样行为意味着,太阳不可能由于压力和引力相平衡,而存在于个稳定状态,它若不被分解就会坍缩形成黑洞。在任情况下,作为地球上生命热和光来源来说,它没有多大用处。在小尺度下,原子里使电子绕着原子核运动电力行为正和引力样,这样电子或者从原子逃逸出去,或者以螺旋轨道落到原子核上去。在任情形下,都不存在们所知道原子。

看来很清楚,至少如们所知,生命只能存在于维时间和三维空间没被卷曲得很小时空区域里。这表明,只要人们可以证明弦理论至少允许存在宇宙这样区域——似乎弦理论确实能做到这点,则们可以用弱人择原理。同样,也会存在宇宙其他区域或其他宇宙(不管那是什含意),那里所有维都被卷曲得很小,或者多于四维几乎是平坦。但在这样区域里,不会有智慧生物去观察这有效维数不同数目。另个问题是存在至少四种不同弦理论(开弦和三种不同闭弦理论),以及由弦理论预言额外维极其繁多卷曲方式。为何自然只挑选种弦理论和种卷曲方式?这问题度似乎没有答案

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