两人在校门口分了手。
李东回到蓝旗营的时候,已经凌晨四点多了。
小区里安静得只看得见路灯底下得一两只流浪猫的影子。
李东推开门一下子就躺在了床上,可就是一点睡意都没有。
脑子里全是杨先生那份手稿上的数字,以及老人睡前说的那句话。
他在床上翻了两个身。
然后猛地坐了起来,来到书桌前打开了笔记本电脑。
睡什么睡。
22岁,正是闯的年纪。
……
杨先生那份手稿的内容,早就在他的记忆宫殿里了。
李东闭上眼睛,十几页手稿上的每一行公式、脚注以及推导的分叉都写的清清楚楚。
杨先生和威滕想要知道为什么物质场的荷被锁定为+2/3、-1/3、-1、0这四个值,并且物质场必须以三的倍数成套出现。
现在的李东想要揭开这个谜题基本是不可能的,但是他也不准备放弃。
这篇手稿里面其实还很多懂东西,李东只是一知半解,不过也没啥,李东知道自己该去补什么。
记忆宫殿与思维沙盘同时启动,全功率运行。
规范场量子化的完整流程、反常多项式的逐项推导、纤维丛上联络与曲率的几何含义、阿蒂亚-辛格指标定理在规范理论中的物理应用、卡拉比-丘紧致化的基本思路、欧拉示性数与霍奇数的关系……
这些知识庞杂到连李东都啃到了早上十点,而且还只是大概的啃透,不过杨先生的手稿里的每一步推导动机、每一处舍弃合理性、甚至杨先生和威滕在某些地方选择绕路而非硬攻的策略,他都能看懂了
至于那四个数字,+2/3、-1/3、-1、0。
李东几乎是下意识就跳过了。
毕竟百年来,无数物理学家早就将这几个数字翻了个底朝天。
倒也不是说没有东西可挖了。
而是剩下的东西,可能需要等十年、几十年、甚至上百年以后的新工具出现才能挖得动。
李东也不至于自大到觉得自己什么都能碰。
他这次的目标,是那个三。
前文说过,宇宙的基本物质由四种零件搭成:上夸克、下夸克、电子、中微子。
但这四样只是第一代。
自然界会莫名其妙地将同一张图纸复印了三遍,搞出了三代物质。
第二代和第三代除了质量更重以外,所有量子数跟第一代完全相同,只是它造出来转瞬就会衰变,在日常世界里毫无用处。
这件事困扰了物理学界八十多年。
李东嘿嘿一笑。
就它了。
……
接下来的几天,李东把自己关在了蓝旗营的房间里。
他试了能想到的所有路径。
第一条路,反常多项式直接约束。
反常相消的条件本质上是一组求和等式:把一代物质中所有费米子的荷代入,要求各阶混合反常的迹全部为零。
李东逐项展开,把代数的套数N作为待定参数写进去,然后试图从方程中反解出N=3。
结果……
N根本就不出现在约束里。
反常相消的条件对每一代物质内部的荷做出了严格的限制,但对“一共有几代”这个问题,它的态度就是:随便。
一代能平账,一百代也能平账。
代数这个量从头到尾就没有进入过这组方程。
就像一个模具,只管每一块饼干的形状对不对,至于你用它压了几块饼干,模具它根本不Care。
于是李东又试了第二条路,规范耦合常数的重正化群演化。
三种基本力大家都知道,就是电磁力、弱力、强力,它们各自有一个常数来描述自身的强弱。
这三个常数在低能下差别很大,但随着能量升高,它们会朝着彼此靠拢。
如果在某个极高的能量点,三种力其实是可以被统一成一种力的。
而代数N会影响三条线的斜率。
所以李东想看看,是不是只有N=3的时候三条线才能交汇。
他算了一个下午,最后的结论是——不够!
N=3的时候三条线确实大致能交汇,但N=4、N=5甚至N=6的时候,虽然交汇点的位置不同,但也没有被严格排除。
重正化群只能给出一个上界,N不能太大,否则渐近自由会被破坏,强力在高能下不再变弱,但它给不出唯一解。
它说的是最多不超过多少,而不是必须是三。
因此李东想用三种力来解释三,也失败了。
至于第三条路,第四条路,李东用了四维时空的拓扑指标定理和表示论穷举。
毫无意外全部是死路。
所有方法都能复现三,但没有一个能解释为什么是三。
这种情况,李东在攻数学难题的时候从来没遇到过。
数学再难,至少门是看得见的。
你可能一辈子打不开,但你知道它在哪。
而现在李东连门都找不到!
“有意思,物理果然比数学有意思。”
李东干劲十足,然后一天后……
“够劲儿!”
又是一天后……
“我不行了……”
李东无能的把笔往桌上一放,满桌的草稿纸摊成了一片。
他眼神呆滞的看着屏幕。
这时手机突然震动了一下。
李东依旧失神没有没管它,直到手机一直震动个不停,李东才皱了皱眉拿起手机。
青龙学习小组里……
【阿尔伯特·爱因斯坦】:@约翰·冯·诺依曼,约翰,你之前说的那个通用计算机,是不是有什么问题?
【约翰·冯·诺依曼】:爱因斯坦阁下,我的机器没有问题,怎么了?
【爱因斯坦】:那你解释一下,我让这台机器去计算弦的高维空间向四维投影时所有可能的卷曲方式,它不好好算,反倒给我输出了一堆莫名其妙的东西。
李东往上翻了翻聊天记录,面色变得有些古怪。
当初他在群里给出弦理论平息爱因斯坦和波尔的争吵时候,说过万物最底层或许不是点粒子,而是一根根振动的弦。
当时玻尔和爱因斯坦都嗤之以鼻,而且还各自回去算,想要打李东的脸。
当然,玻尔那边他是叫泡利和海森堡去算的。
看这个架势,是算完了?
就在这时候,海森堡也出来了。
【维尔纳·海森堡】:我这边的计算报告已经整理出来了。
【海森堡】:之前李东教授提出的那个高维弦振动假说,我们让冯·诺依曼的机器对所有可能的紧致化构型进行了系统穷举。
【海森堡】:总共枚举了17000余种六维紧致空间的拓扑构型。
【海森堡】:其中16900多种,在将维度从十维压缩到四维之后,会产生无法消除的量子反常。
【海森堡】:存活下来的构型还不到一百种。
【海森堡】:而且我还发现,所有存活下来的构型,无一例外地呈现出两条共同规律。
【海森堡】:第一,物质场的电荷取值被完全锁定,只有+2/3、-1/3、-1、0这四个固定的数值,如果把其中任何一个替换成别的数字,这个构型的反常立刻无法相消,理论当场死亡。
【海森堡】:第二,物质场必须以三的倍数成套出现,不是三的倍数,理论同样会坍塌。
【海森堡】:最后,我还观察到一个现象,那些存活的构型,不管你怎么调整它们内部的规范群选取,怎么更换物质场的具体表示,套数始终不变,唯一与套数直接相关的,不是四维场方程里的任何参数,而是那个六维紧致空间自身的一个整体几何量。
【海森堡】:这个量类似于欧拉先生的多面体公式,一个多面体有多少个顶点、多少条棱、多少个面,不管你怎么拉伸变形,顶点数减棱数加面数始终等于二,紧致空间也有一个类似的全局不变量,叫作欧拉示性数,存活构型的物质场套数,恰好等于这个欧拉示性数绝对值的一半。
【海森堡】:但我无法解释为什么会这样。
紧接着,泡利也冒泡了。
【沃尔夫冈·泡利】:我做一个补充。
【泡利】:我试过从四维规范场方程的内部去推导物质场的套数,具体来说,就是在四维理论里穷举所有可能的费米子配置,看能不能找到一组方程来约束“套数必须等于某个特定的值”。
【泡利】:结论是:推不出来。
【泡利】:四维场方程对套数不施加任何限制,你往方程里放一套物质场,它是自洽的,放一百套,它还是自洽的,套数这个量根本不是四维方程的管辖范围。
【泡利】:所以我认为,决定套数的那把钥匙,不在方程里,它在那个六维紧致空间的几何形状里。
【海森堡】:泡利说得对,我们手里的所有工具,微扰展开、费曼图、重正化,都是用来解方程的,可这个问题的答案,写在几何里,不在方程里这条路,我们走不通。
李东看着这些消息,心里一阵发凉。
又是这四个数字,又是三的倍数。
和杨先生、威滕在手稿中得出的答案完全一样。
但是走的却是两条截然不同的路。
杨先生和威滕走的是四维规范理论,在四维时空的框架里枚举物质场配置,用反常相消做筛子。
群里的大佬们走的是高维紧致化,从十维弦理论出发,穷举六维紧致空间的所有拓扑构型,看哪些能在投影到四维之后存活。
两条路一条从下往上搭,一条从上往下切。
而最后的结果都指向了同一组数字。
这不太可能是巧合。
但也恰恰因为结论相同,泡利那句话就更加刺耳了:这条路,走不通。
就在他消化这些信息的时候,冯·诺依曼发了一条消息。
【冯·诺依曼】:抱歉各位,我稍微打断一下,我是搞计算和数学的,不太懂你们物理学家的语言,这些结论意味着什么?
【爱因斯坦】:约翰,这意味着这套理论病了。
【爱因斯坦】:之前密立根阁下的油滴实验告诉我们,自然界的一切电荷都是基本电荷e的整数倍,而我们现在做出来的是1/3电荷和2/3电荷,这种东西在实验中根本不可能被观测到,它们是幽灵。
【爱因斯坦】:而且最让我无法容忍的是另一件事,为什么明明是完全相同的物质,宇宙要复制三份?宇宙是简洁的,它从来不做多余的事。
一套零件就足以构成世界上的一切物质,它凭什么要原样复制三遍?这违背了我对自然界的全部理解。
这个时候玻尔也出现了。
【尼尔斯·玻尔】:难得啊,阿尔伯特,这一次我和你意见一致,一个既违反电荷量子化定律、又凭空捏造冗余物质的理论,它甚至没有资格被实验否定,因为它不是物理,它是数学的幻觉。
【泡利】:我早就说过,这连错误都算不上。
然后四个人齐刷刷地艾特了李东。
@李东教授
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