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1、 理论物理李树楠0810304光子学与技术秦嫈0810307 精神病人的世界是作者整理的与精神病人的谈话，记述了一些精神病人的思想和事迹，其中很多人的思想都建立在量子力学基础上，让人不禁让人感慨原来量子学最热门的地方是精神病院。因此，我们找了其中一个故事进行讨论。患者认为他来自一个月前世界，那是一个比我们更先进的宇宙。将他的信息压缩成数据，按照脑电波的信号用电子排列。电子通过惠勒泡沫来到这个宇宙。大脑本身可以释放很弱的电磁波，到了回传讯号的时间，定期在这个宇宙的替身大脑释放一个信息，刺激一下大脑，然后这个大脑就会释放我特征的电讯号回去。那边负责捕捉接收。在他思想涉及多宇宙理论、数据传输，但是这

2、些迄今为止都只是猜想，虽然能够解决很多问题，没有实质性的证据证明。多宇宙理论引力子反重力运输惠勒泡沫（量子泡沫）虫洞数据传输多宇宙理论最早是由物理学家休.埃费里特在1957年提出的。多宇宙论也叫平行宇宙论（parallel universes）认为在观测所及的总星系或“我们的宇宙”之外，还有无数个具有种种特性的独立的宇宙的理论。多宇宙论为人们描绘了一幅包括“我们的宇宙”在内诸多宇宙的科学图景，不仅涉及一与多、部分与整体、有限与无限、可能与现实等哲学范畴，而且还提出了人类能否认识“我们的宇宙”之外的其他宇宙，以及人类在宇宙中处于怎样的地位等哲学问题。引力子（Graviton），又称重力子，在物理

3、学中是一个传递引力的假想粒子。为了传递引力，引力子必须永远相吸、作用范围无限远及以无限多的型态出现。在量子力学中，引力子被定义为一个自旋为2、质量为零的玻色子。提出引力子的存在纯因为量子理论在各方面都非常成功，譬如电磁学可用光子的量化来解释（量子电动力学），而宇宙其他方面的基本作用力（弱核力和强核力）亦可用量子理论得到完美的描述；人们自然希望量子理论亦能解释重力，故假想有一种未发现的引力子存在，其性质与光子类似，而最终可发展出量子引力理论。可是这种理论的数学运算十分复杂且无法自洽。反重力是爱因斯坦的广义相对论预言众所周知，重力等于物体质量乘以物体的加速度g即G=mg也就是说我们之所以可以停留在

4、地球上而没有被甩到宇宙空间的原因。当物体的加速度不变时，重力的大小取决于物体的质量。当质量越大时引力越大。而反重力系统就是给物体一个反作用力。当这个反作用力大于物体的重力时，这个物体就可以脱离地球的引力。在一定重力与反重力之间达到平衡时。就可以悬浮在大气层与地表之间。当然，我们同样要考虑到大气压强的问题。只有作用与反作用力达到平衡时我们才能脱离 地球引力悬浮在空中惠勒泡沫也叫量子泡沫或时空泡沫（spacetime foam），是惠勒（John Wheeler）1195年根据量子力学提出的概念。量子泡沫是极小尺度（普朗克长度量级）下量子振荡的定性描述。在这么小的时空尺度下，不确定关系使粒子和能量

5、瞬间产生，然后湮灭。随着讨论时空尺度的缩小，虚粒子能量将增加。根据爱因斯坦的广义相对论，能量将使时空弯曲，这意味着足够小尺度下能量的“泡沫”式涨落将大到足以在较大尺度下观测到相对平滑时空的显著偏离。但我们必须有一个量子引力理论才能指出在什么样的尺寸下才能出现这样的量子泡沫，现有的各种量子理论不能精确地描述这么小尺度下的物理。虫洞由阿尔伯特爱因斯坦提出该理论。简单地说，“虫洞”就是连接宇宙遥远区域间的时空细管。暗物质维持着虫洞出口的敞开。虫洞可以把平行宇宙和婴儿宇宙连接起来，并提供时间旅行的可能性。虫洞也可能是连接黑洞和白洞的时空隧道，所以也叫灰道。关于平行宇宙关于平行宇宙长久以来，物理学家们一

6、直致力于找到一个完美的简洁的可以涵盖宇宙万物的理论，正是这个梦想驱使着众多物理学家夜以继日的工作，试图找到一个万有理论，一个宇宙理论。伟大的爱因斯坦为其付出了后半生，但也没能如愿。于是，更多的物理学家投身到这项伟大的工作中，正是找到这种自然界的基本统一理论的强烈渴望导致了平行宇宙的发现。随着实验水平的提高，人们发现原子、或电子等微观粒子没有确定的位置。从某种意义上说，粒子可以在同一时间处在一个以上的位置。对于这个现象，物理学家们能够给出的唯一合理的解释是，粒子不仅仅存在于我们这个宇宙，而是在许多其他宇宙中飞来飞去。弦理论（string theory）一直以来，我们都认为是一些微小的，不可见的粒

7、子组成了现在的世界。但这些粒子其实是细小的，看不见的弦。接受弦理论称为万有理论（theory of everything）之前，我们必须用这个理论来试图解释宇宙大爆炸这个长久以来困扰人们的被称为“奇点”（singularity）的问题。但弦理论并没有和宇宙大爆炸理论完美接合，它依然不能解释宇宙大爆炸的原因、过程，而且随着越来越多的人开始研究弦理论，物理学家发现了五个版本的弦理论，这对于寻找大一统理论的物理学家们来说无疑是一个灾难。超级引力（the great gravity）就在弦理论崛起的同时，另一个理论-超级引力理论被人们抛弃，但超级引力与弦理论的区别仅在于对宇宙的维数的认识。弦理论通过计

8、算发现存在10维，9个空间尺度，再加上时间；而超级引力理论确信存在着11维，当在这11维的框架中时，超级引力方程式表现出了最优雅，最简单的形式。当弦理论加上了第十一维时，五个互相竞争的理论只不过是更基本的理论所表现出来的不同的形式。但由于这第十一维，弦理论中的组成万物的弦延伸、合并成了一个巨大的结构：膜（membrane）。也就是说，我们整个宇宙是一个巨大的膜。这个新的理论，称为“M理论”（“M theory”）。这似乎会是物理学家找寻已久的万有理论。弱引力（the weakness of gravity）引力能使我们稳稳地站在地球上，使地球绕着太阳转，这样看似乎并不弱。但这是整个地球对一个人

9、的引力，我们可以用磁铁吸起金属，也就是说一个磁铁给金属的力会比整个地球给它的力更大，这样看引力其实很弱。当额外的维度也就是第11维出现时，一些物理学家试图用引力从我们的宇宙流到第11维空间来解释弱引力，但并没有成功。直到一个新的想法出现，即在第11维里可能存在另外一个膜，物理学家开始考虑，引力不是从我们的宇宙流到其他维度而是从其他宇宙流进来的，本来很强的引力被消耗了很多，到我们的宇宙时只剩下很少的一部分了。在解释其他历史遗留问题时，第11维的引入使每个问题最终得到的完美解释都是另一个平行宇宙的存在。越来越多的问题被解释，越来越多的平行宇宙（parallel universes）的出现了。“M理

10、论”成为万有理论之前，也要经过解释宇宙大爆炸的考验。三位物理学家在火车上的闲谈解决了这个一直以来的“奇点”问题。大爆炸是由早期膜宇宙碰撞引起的，是两个平行世界某种相遇的结果。这些膜并不是平坦的，是有皱纹的，正是这些皱纹在大爆炸之后造就了物质团。如果这个“M理论”及其解释的宇宙起源最终被大众所接受的话，那么我们将沮丧地发现，我们存在的宇宙并不是唯一的，它只不过是无限多的膜中的一个,组成多元宇宙（multiverse）的众多宇宙之一。这些宇宙也许有着不同的物理定律，也许大爆炸一直在发生，也许我们的宇宙只是在大海中的一粒泡。有些物理学家已经开始思考把平行宇宙论应用到实践中，比如在实验室（或在地下室会更安全些）创造出一个新的宇宙，一个不与我们的宇宙相交，会自己膨胀、生长、创造出新空间的封闭孤立的新宇宙。平行宇宙论也许还可以作为时间旅行导致的佯谬的另一种可能解释，就像前面精神病人眼中的量子力学，你回到过去把你的祖父杀了，但你还可以存在，是因为你只是在你祖父被杀的那个宇宙里不存在了，而其他的平行宇宙中，你还可以继续活下去。