我心如伊分享 http://blog.sciencenet.cn/u/张志东 在一个浮躁的社会和纷杂的年代,在心灵深处保持一片宁静的时空。

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巧合-4

已有 6684 次阅读 2007-8-29 10:13 |个人分类:巧合|系统分类:科研笔记

        前面《追梦》系列已经说到,三维伊辛模型的精确解的困难归结为拓扑学的问题。我认为,三维伊辛模型的拓扑学问题可以被在四维空间引入的一个附加的旋转解决。出发点就是拓扑学中的一个常识:低维空间的扭曲和纽结可以被高一维空间的旋转打开。通过引入高一维(甚至几维)空间来解决我们三维空间的科学问题的方法不是我的首创,它巧合地与许多前辈科学家的思想相通。

为了统一电磁学和引力理论,KaluzaKlein在爱因斯坦的四维时空相对论基础上考虑引入了多一维空间的五维时空。现在已经有一些实验的迹象表明我们可能是生存在四维非紧致空间里。另一方面,科学家们发展出了五个不同的超对称的微扰弦理论:type-I, type-IIA, type-IIB, SO(32) heteroticE8 ´ E8 heterotic 超弦理论。在所有这些超弦理论中,除了四维非紧致空间维外,甚至还存在更多的紧致空间维,如一个被紧致的六维Calabi-Yau空间。这五个微扰超弦理论通过一些弦的对偶性联系在一起,而一个(10 + 1)维的M超弦理论可以描述这五个微扰超弦理论和超引力理论。我不是超弦理论的专家,就不在这里做进一步的深入介绍了。无论如何,尽管紧致空间维可能太小而不能被探测到,它们仍有非常丰富的物理内涵。在三维伊辛模型的精确解的求解过程中引入两个猜想当然也揭示了三维伊辛模型的物理内涵,因为猜想是由解决三维伊辛模型的拓扑学问题本身所自动要求的。当然,对解决三维伊辛模型,四维空间就已经足够了。引入一维附加的卷缩起来的维间接地支持我们可能生活在四维非紧致空间里。现在,在宇宙中可能存在暗物质、暗能量的现象对科学家来将仍然是一个迷。在我们引入一维附加的卷缩维时的旋转变换K’’’做为附加的能量项出现在三维伊辛模型的本征值、配分函数中。这个附加的能量项直接地与引入的一维附加卷缩维度相关,即与三维伊辛模型的自旋间相互作用内禀的拓扑学问题相关。存在的这个四维非紧致空间为我们解释暗物质、暗能量提供了足够的空间。尽管我们无法看到,这个第四维非紧致空间与我们的三维世界交流着和作用着。我们的四维空间世界保留通过被紧致的六维Calabi-Yau空间和一维时间与M超弦理论的(10 + 1)维时空相联系的自由。巧合套巧合!

做科学研究就如同“瞎子摸象”。大家都不知道真理是什么,事实是什么,只好各尽所能地猜测、探索、思辨、争鸣……在摸索中逐步趋近真理。《巧合-4》还可以做一个类比,世界上各个领域的科学家都好比一群生活在两维世界的蚂蚁,在大象的表面皮肤上的不同部分爬来爬去,试图理解这个庞然大物到底是个什么玩意儿。最后,在大象的大腿、身子、鼻子、等部位爬来爬去的蚂蚁均领悟到这个大家伙必定是生活在高一维(甚至有高几维的可能)空间的东东!而我就是一只在大象的尾巴上爬来爬去的蚂蚁,经过多年的苦思冥想,终于明白了一个道理,兴奋地在大象的尾巴上张贴上一个标记“高一维的动物”。然后,发现在大象的大腿、身子、鼻子、等部位早已被高人捷足先登,都已经被贴上“高一维的动物”的标记。我只好大喊:“巧合呀巧合!

如果到现在为止,你还没有被我绕迷糊,而且不觉得我是在痴人说梦,你可以等待着继续看后面的《巧合-5》和《巧合-6》。否则,《巧合》到此结束。

(详细内容见Zhi-dong Zhang, Conjectures on exact solution of three - dimensional (3D) simple orthorhombic Ising lattices, http://arxiv.org/abs/0705.1045) 

发表在Philosophical Magazine, 87(34), 5309 – 5419 (2007)

http://dx.doi.org/10.1080/14786430701646325

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1 杨正瓴

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