布赖恩·格林 Brian Greene
(也有翻译成布莱恩·格林,但较官方的应为布赖恩·格林)毕业于哈佛大学,在牛津大学获博士学位,曾是牛津获得Rhodes(罗德)奖学金学者。1990年,他来到康奈尔大学物理系,1995年被聘为教授,1996年到哥伦比亚大学任物理学和数学教授。美国著名的理论物理学家与超弦理论家,同时也是哥伦比亚大学弦论、宇宙学和天体粒子研究中心 ISCAP的教授。他曾在20多个国家开过普及和专业讲座,他是理论物理学前沿理论"弦理论"的领军人物之一,同时也是著名的科普作家,他现在住纽约。
像斯蒂芬·霍金、卡尔·萨根一样,格林善于将深奥的科学理论用浅显易懂的话语向大众解说。格林还是一名科普明星,因其知识渊博和迷人的风范,他成为众多媒体追逐的热点人物并参演了多部纪录片和影视剧。格林在科普上的最大贡献是向公众普及了弦理论。1999年,他的出版了介绍弦理论的通俗读物《宇宙的琴弦》(The Elegant Universe),该书全球销量达一百多万册,曾在纽约时报的畅销书排行版上名列第四,并入围普利策奖的最终评选,2000年获英国皇家学会科普图书奖。根据该书制作的纪录片曾三次获得艾美奖提名,最终获得皮博迪奖。2004年,作者推出《宇宙的构造:空间、时间与现实的结构》(The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality)。该书的问世,使他再度成为大众瞩目的焦点,在该书中,格林将玄之又玄的"弦理论"、不可思议的"时间旅行"、十一维空间和宇宙图景向我们娓娓道来。2008年,他和妻子特蕾西·戴发起创办世界科学节。2011年,他出演《生活大爆炸》第四季第二十集,在剧终向听讲者(谢耳朵也在里面)讲解了新书《隐藏的宇宙:平行宇宙是什么》,该书出版后连续数月蝉联亚马逊同类书籍排行版首位。
布赖恩·格林: 关于弦理论
“四方上下曰宇,古往今来曰宙”,宇宙是时空的连续系统,其中充满了物质和能量。但物质和能量是怎么处于时空中的呢?布赖恩解释说,超弦理论认为构成万事万物的基本成分是以不同频率振动的弦,不同振动能量弦构成了不同的粒子,从而产生不同的物质和能量。这犹如琴弦以不同方式振动产生各种音符,进而构成不同的乐曲。
其中,物体之间通过“力”相互作用。牛顿发现了万有引力定律,但引力从何而来?爱因斯坦认为“扭曲的空间”导致了引力的产生。试想没有物质的空间是一块细致扁平的布,加入物质如太阳后,空间发生类似织布的扭曲,于是,地球就围绕着太阳造成的曲面旋转。德国的数学家西奥多·卡鲁扎(Theodor Kaluza)在此基础上也用“扭曲”来描述电磁力。由于爱因斯坦已用三维空间为模型构建的方程式组描述了重力,卡鲁扎就加入一个新维度,来解释电磁力。那么,空间的额外维度在哪里? 瑞典物理学家奥斯卡·克莱因(Oskar Klein),维度有大小之分。我们能很容易地感知大维度,但对于卷曲在我们周围的小维度则很难被感知。
维度和超弦理论有什么关系呢?超弦理论中的方程式在三维空间上不成立,四维上也不成立,只有在十个空间维度和一个时间维度上,超弦理论才能被解释。要合理地描述这个世界,只凭我们能感知的三维空间是不行的,需要加入有着错综复杂几何形状的额外维度。
如何证明这些额外维度的存在呢?在欧洲大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)中相撞的粒子,如果撞击的能量够大,可能会使部分残骸进入额外维度,在我们这个维度中的能量就会减少,从而证明额外维度的存在。
布赖恩说,为了将重力、量子力学、电磁力学统一起来,宇宙中必须拥有更多的维度,而在他有生之年,这些额外维度有可能就被证实,这是多么伟大的时刻和机遇。
科幻中,平行世界、镜像宇宙和时间旅行等总让我们充满遐想,但似乎现实更加科幻。想象一下,我们每时每刻都会穿越超小的额外维度,却如同呼吸空气一样,浑然不觉。不过,为什么额外维度为什么是小维度?我们就能感知所有的大维度吗?不存在更多的维度吗?我们所处的世界真是妙不可言。