超弦理论

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超弦理论的定义

超弦理论的具体解释

超弦理论的同名电影

我们生活在11维时空吗？

2006年国际弦理论会议科学群星闪耀

　　

超弦生万象

超弦理论的出现背景
　　20世纪的物理学有两次大的革命：一次是狭义相对论和广义相对论，它几乎是爱因斯坦一人完成的；另一次是量子理论的建立。经过人们的努力，量子理论与狭义相对论成功地结合成量子场论^[1]，这是迄今为止最为成功的理论。粒子物理的标准模型理论预言电子的磁矩是1.001159652193个玻尔磁子，实验给出的数值是1.001159652188，两者在误差是完全一致的，精确度达13位有效数值。广义相对论也有长足的发展，在小至太阳系，大至整个宇宙范围里，实验观测与理论很好地符合。但在极端条件下，引出了时空奇异，显示了理论自身的不完善。就我们现在的认识水平，量子场论和广义相对论是相互不自洽的，因此量子场论和广义相对论应该在一个更大的理论框架里统一起来。现在这一更大的理论框架已初显端倪，它就是超弦理论。

[编辑本段]超弦理论的定义

　　

大宇宙

超弦理论属于弦理论的一种，也指狭义的弦理论，是物理学家追求统一理论的最自然的结果。这里的“超”有超对称性的意思。为了将玻色子（bosons）和费米子（fermions）统一，科学家预言了这种粒子，由于实验条件的限制，人们很难找到这种能够证明弦理论的粒子。超弦理论作为最为艰深的理论之一，吸引着很多理论研究者对它进行研究，如果真是理论预言的那样，我们将有可能建立一种大统一理论，来描述我们的宇宙。

[编辑本段]超弦理论的具体解释

　　超弦理论是物理学家追求统一理论的最自然的结果。爱因斯坦建立相对论之后自然地想到要统一当时公知的两种相互作用－－万有引力和电磁力。他花费了后半生近40年的主要精力去寻求和建立一个统一理论，但没有成功。现在回过头来看历史，爱因斯坦的失败并不奇怪。实际上自然界还存在另外两种相互作用力－－弱力和强力。现在已经知道，自然界中总共4种相互作用力除万有引力之外的3种都可有量子理论来描述，电磁、弱和强相互作用力的形成是用假设相互交换“量子”来解释的。但是，引力的形成完全是另一回事，爱因斯坦的广义相对论是用物质影响空间的几何性质来解释引力的。在这一图像中，弥漫在空间中的物质使空间弯曲了，而弯曲的空间决定粒子的运动。人们也可以模仿解释电磁力的方法来解释引力，这时物质交换的“量子”称为引力子，但这一尝试却遇到了原则上的困难－－量子化后的广义相对论是不可重整的，因此，量子化和广义相对论是相互不自洽的。
　　超弦理论是人们抛弃了基本粒子是点粒子的假设而代之以基本粒子是一维弦的假设而建立起来的自洽的理论，自然界中的各种不同粒子都是一维弦的不同振动模式。与以往量子场论和规范理论不同的是，超弦理论要求引力存在，也要求规范原理和超对称。毫无疑问，将引力和其他由规范场引起的相互作用力自然地统一起来是超弦理论最吸引人的特点之一。因此，从1984年底开始，当人们认识到超弦理论可以给出一个包容标准模型的统一理论之后，一大批才华横溢的年轻人自然地投身到超弦理论的研究中去了。
　　经过人们的研究发现，在十维空间中，实际上有5种自洽的超弦理论，它们分别是两个IIA和IIB，一个规范为Apin(32)/Z2的杂化弦理论，一个规范群为E8×E8的杂化弦理论和一个规范为SO（32）的I型弦理论。对一个统一理论来说，5种可能性还是稍嫌多了一些。因此，过去一直有一些从更一般的理论导出这些超弦理论的尝试，但直到1995年人们才得到一个比较完美的关于这5种超弦理论统一的图像。
　　这一图像可以有用上图来表示。存在一个唯一的理论，姑且称其为M理论。M理论有一个很大的模空间（各种可能的真空构成的空间）。5种已知的超弦理论和十一维超引力都是M理论的某些极限区域或是模空间的边界点（图中的尖点）。有关超弦对偶性的研究告诉我们，没有模空间中的哪一区域是有别于其他区域而显得更为重要和基本的，每一区域都仅仅是能较好地描述M理论的一部分性质。但是，在将这些不同的描述自洽地柔合起来的过程中我闪也学到了对偶性和M理论的许多奇妙性质，尤其是各种D－膜相互转换的性质。
　　在此我们不得不提到超弦理论成功地解释了黑洞的熵和辐射，这是第一次从微观理论出发，利用统计物理和量子力学的基本原理，严格了导出了宏观物体黑洞的熵和辐射公式，毫无疑问地确立了超弦理论是一个关于引力和其他相互作用力的正确理论。
　　将5种超弦理论和十一维超引力统一到M理论无疑是成功的，但同是也向人们提出了更大的挑战。M理论在提出时并没有一个严格的数学表述，因此寻找M理论的数学表述和仔细研究M理论的性质就成了这一时期理论物理研究热点。
　　道格拉斯（Douglas，MR）等人仔细研究了D－膜的性质，发现了在极短距离下，D－膜间的相互作用可以完全由规范理论来描述，这些相互作用也包括引力相互作用。因此，极短距离下的引力相互作用实际上是规范理论的量子效应。基于这些结果，班克（Banks，T）等人提出了用零维D－膜（也称点D－膜）作为基本自由度的M理论的一种基本表述－－矩阵理论。
　　矩阵理论是M理论的非微扰的拉氏量表述，这一表述要求选取光锥坐标系和真空背景至少有6个渐近平坦的方向。利用这一表述已经证明了许多偶性猜测，得到了一类新的没有引力相互作用的具有洛仑兹不变的理论。如果我们将注意力放在能量为1/N量级的态（N为矩阵的行数或列数），在N趋于无穷大的极限下，可以导出一类通常的规范场理论。许多迹象表明，在大N极限下，理论将变得更简单，许多有限N下的自由度将不与物理的自由度耦合，因而可以完全忽略。所有这些结论都是在光锥坐标系和有限N下得到的，可以预期一个明显洛仑兹不变的表述将是研究上述问题极有力的工具。具体来说，人们期望在如下问题的研究上取得进展：
　　（1）全同粒子的统计规范对称性应从一个更大的连续的规范对称性导出。
　　（2）时空的存在应与超对称理论中玻色子和费米子贡献相消相关联。
　　（3）当我们紧致化更多维数时，理论中将出现更多的自由度，如何从量子场论的观点理解这一奇怪的性质？
　　（4）有效引力理论的短距离（紫外）发散实际上是某些略去的自由度的红外发散，这些自由度对应于延伸在两粒子间的一维D－膜，从场论的观点来看，这些自由度的性质是非常奇怪的。
　　（5）将M理论与宇宙学联系起来。
　　显然，没有太多的理由认为矩阵理论是M理论的一个完美的表述。值得注意的是矩阵理论的确给出了许多有意义的结果，因此也必定有其物理上合理的成分，这很像本世纪初量子力学完全建立前的时期（那时，普朗克提出能量量子导出黑体辐射公式，玻尔提出轨道量子化给出氢原子光谱），一些有关一个全新理论的迹象和物理内涵已经被人们发现了。但是，我们离真正建立一个完美自洽M理论还相距甚远，因此有必要从超弦理论出发更多更深地发掘其内涵。在这方面，超弦理论的研究又有了新的突破。
　　1997年底，马尔达塞纳（Maldacena）基于D－膜的近视界几何的研究发现，紧化在AdS5×S5上的IIB型超弦理论与大N SU（N）超对称规范理论是对偶的，有望解决强耦合规范场论方面一些基本问题如夸克禁闭和手征对称破缺。早在70年代，特胡夫特（´t Hooft）就提出：在大N情况下，规范场论中的平面费曼图将给出主要贡献，从这一结论出发，波利考夫（Polyakov）早就猜测大N规范场论可以用（非临界）弦理论来描述，现在马尔塞纳的发现将理论和规范理论更加具体化了。1968年维内齐诺（Veneziano）为了解决相互作用而提出了弦理论，发现弦理论是一个可以用来统一四种相互作用力的统一理论，对偶性的研究引出了M理论，现在马尔达塞纳的研究又将M理论和超弦理论与规范理论（可以用来描叙强相互作用）联系起来，从某种意义上来说，我们又回到了强相互作用的这一点，显然我们对强相互作用的认识有了极大的提高，但是我们仍没有完全解决强相互作用的问题，也没有解决四种相互作用力的统一问题，因此对M理论、超弦理论和规范理论的研究仍是一个长期和非常困难的问题。
　　

理论模型

　超弦理论认为，在每一个基本粒子内部，都有一根细细的线在振动，就像琴弦的振动一样，因此这根细细的线就被科学家形象地称为“弦”。我们知道，不同的琴弦振动的模式不同，因此振动产生的音调也不同。类似的道理，粒子内部的弦也有不同的振动模式，不过这种弦的振动不是产生音调，而是产生一个个粒子。换言之，每个基本粒子是由一根弦组成。
　　超弦理论认为，粒子并不存在，存在的只是弦在空间运动；各种不同的粒子只不过是弦的不同振动模式而已。自然界中所发生的一切相互作用，所有的物质和能量，都可以用弦的分裂和结合来解释。
　　弦的运动是非常复杂，以至于三维空间已经无法容纳它的运动轨迹，必须有高达十维的空间才能满足它的运动，就像人的运动复杂到无法在二维平面中完成，而必须在三维空间中完成一样。

[编辑本段]超弦理论的同名电影

　　超弦理论The Theory of Everything (2006)
　　

超弦理论电影

　　导演： David de Vos
　　主演： Philip Anderson Joan Benedict Cheridah Best
　　类型： 剧情 / 科幻
　　上映日期： 2006年4月16日
　　国家/地区： 美国
　　片长：96分钟
　　对白语言： 英语
　　发行公司： Trinity Broadcasting Network (TBN)
　　剧情简介
　　Doug Holloway的婚姻出现问题，银行账户差点变零，在生存出现危机时，他去找寻自己的亲生父亲，后者为著名物理学家Eugene Holland博士，这名天才最近患上了大脑退化病。博士决心在失去理解能力前，证明艰涩难懂的“超弦理论”——他的发明公式来证实上帝的存在。当这两个人在一起时，他们的任务合而为一，在上帝的荣耀下，寻找安慰和希望。
　　完整的演职员表：
　　导演
　　David de Vos
　　演员
　　David de Vos Doug
　　Joan Benedict Judge
　　Cheridah Best Marcia
　　Frances Black Abby
　　Kimber Eastwood Veronica Shores
　　Michael Gier Sam
　　John Gilbert Dr. Woodford
　　Stanley Herman Lawyer
　　Brandis Kemp Elaine
　　Andrew Koenig Scott
　　Victor Lundin Gene
　　Laird Macintosh Cole Shores
　　Eric Prescott Flight Instructor
　　Jeff Rector Roger
　　David Schall Jim
　　Greg Sidnam Clay
　　Howard Yearwood Church Choir Guitarist
　　Sebastian Kunnappilly Sean
　　Mary Jo DuPrey Delilah
　　Amanda de Vos Amanda
　　Kristen Prewitt Allison
　　Harry Karp Orderly
　　Jim Maljanian Foreman
　　Brad den Dulk Cop #2
　　Arolyn Burns Weather Reporter
　　Janel Grant Hospital Receptionist
　　Lori Rockwell Nurse
　　Dwight Elrich Conductor
　　Janna Savatchee Lindsay
　　Abigail Joy Baby
　　Philip Anderson Male Nurse
　　Teres Byrne Hospital Administrator
　　Chris Yearwood Church Choir Member
　　Brian Mulvey Investor
　　编剧
　　David de Vos
　　制片人
　　David de Vos producer
　　David McFadzean executive producer
　　Terence Pratt associate producer
　　Stephanie de Vos producer
　　原创音乐
　　Brian Mann
　　改编音乐 摄像师
　　Terence Pratt
　　电影剪辑
　　David de Vos
　　Jeff Learned
　　David Christiaan
　　协调剧组人员 造型设计 艺术指导
　　Noelle Charles
　　布景师 服装设计 化妆师 制片主管 助理导演
　　Darren Moorman second assistant director
　　Greg Sidnam first assistant director
　　美术
　　Matthew T. Welch property master
　　音效
　　Bruce Buehlman sound re-recording mixer
　　Brett Michael sound mixer
　　David Weinstock sound mixer
　　Emily McCullough sound re-recording assistant
　　James Fielden sound editor
　　Paul S. Shapiro boom operator
　　特技师Jake Carvey visual effects
　　视觉特效师Stevan Del George visual effects supervisor: AceFx
　　特技演员Craig W. Smith assistant editor
　　其他职员Janelle Smith production assistant

[编辑本段]我们生活在11维时空吗？

　　

11维空间

　宇宙学告诉我们，我们肉眼看到的三个空间维数正在膨胀，由此可以推测它们曾经是很小和高度弯曲的。一个自然的可能性是；也许存在与我们观测到的三个空间 维数垂直的其它空间维数，这些额外空间维数曾经是但现在仍然是很小和高度弯曲的。如果这些维数的尺度是够小，以我们现有的观测手段仍不是以直接推测到，但 是这些维数仍将以许多间接的效应表现出来。
　　特别地，这是一个强有力的统一观念：在低维中观测到的不同粒子也可能是同一种粒子，在额外维数空间中，它们都是同一粒子不同方向的运动的表现。实际上，额外维数还是弦理论不可分割的一部分：弦理论的数学方程要求空间是9 维的，再加上时间维度总共是10维时空。更进一步的研究表明，由M理论给出的更完全的认识揭示了弦理论的第10维空间方向，因此理论的最大维数是11维。 最近的一些发展还提出了我们也许生活在低维的膜上面，但是引力仍然是10维的，为了得到现实的3维引力，可以通过引入“影子膜”或者Randall- Sundrum机制。Randall-Sundrum机制是一种束缚引力的新方法，这时，额外维度可以不是很小很小的。通过观测小距离情况下引力对平方反 比定律的偏离，或者是在粒子加速上或者是通过超新星爆发中产生的粒子散射进入额外维度因而看起来象消失一样等等奇怪的现象，也许我们现在就有能力探测到这 些额外维度。弦理论不仅大大地拓展了人们的思维空间，将大大地拓展人们的活动空间。
　　基本原理：揭示微观和宏观的奥秘
　　爱因斯坦在生命的最后30 年里一直在寻找统一场论——一个能在单独的包罗万象的协和的数学框架下描写自然界所有力的理论。爱因斯坦这样做的动机不是我们常想的那些与科学研究紧密相 关的东西，例如，为了解释这样或那样的已知现象或实验数据。实际上，驱使他的是一种关于自然界基本规律内在美的信念：对宇宙的最深刻认识将揭示它的最真实 秘密，那就是，它所依赖的原理是简单而有力的。爱因斯坦渴望以前人从未成功达到过的清晰来揭示宇宙活动的奥秘，由此而展示的自然界的动人美丽和优雅，将让 每一个第一次知道的人产生有生以来最强烈的敬畏、惊讶和震撼。
　　爱因斯坦从未实现他的梦，主要原因是当时人们对自然界的许多基本特征还是未知的，或者知之甚少。但在过去的半个世纪，人们已构筑起越来越完整的有关自然 界的理论。当年，爱因斯坦满怀热情追求统一理论，却空手归来，如今，相当一部分物理学家相信他们终于发现了一个框架，有可能把这些知识缝合成一个无缝的整 体——一个单一的理论，一个能描述一切现象的理论，这就是超弦理论“2006年国际弦理论会议”的主题。
　　弦理论或者超弦理论是那些像量子和夸克等等已经融入大众词典的诸多新科学专用词汇之一，但它们却很少能被人解释清楚。即使会议的参加者也会告诉你，超弦 理论像许多新兴科学和研究领域一样，涉及了许多高深前沿的数学领域，并不是很容易能把握的。超弦理论到底是什么呢？首先，我们发现，弦理论描述自然界的活 动还真有几分科学幻想的成分。举例来说，弦理论描述的世界并不是我们肉眼所看到的三维空间和一维时间。合理的解释是那些额外的空间维数没有被观测到是因为 它们很小很小。要理解弦理论的高维属性并不困难。(参见《宇宙的琴弦》P.180～181)
　　在弦理论中就有许多极小的额外空间维数，因此，微观世界并不像我们普遍感觉到的世界那么简单。在宏观尺度上，弦理论也可能用来解释宇宙大爆炸的开始和黑 洞内部的行为，而这些问题是以前的物理理论包括爱因斯坦的广义相对论都失效的地方。现在发展的弦理论是有关时间和空间的量子理论，因而此理论看起来也就显 得非常非常的奇怪。
　　弦理论的一个基本观点就是自然界的基本单元不是像电子、光子、中微子和夸克等等这样的粒子，这些看起来像粒子的东西实际上都是很小很小的弦的闭合圈(称 为闭合弦或闭弦)，闭弦的不同振动和运动就给出这些不同的基本粒子。因此弦理论从一些非常基本和简单的单元就能得到宇宙的无穷变化和复杂性。在弦理论中， 人们自然地可以得到规范对称性、超对称性和引力，而这些原理在原有的标准模型中或者是强加进去的或者是与量子理论相冲突的，在弦理论中它们都协和地统一起 来了，并且是彼此需要、独一无二的。
　　到现在为止还没有人观测到基本的弦。但正如多数参加“2006年国际弦理论会议”的人所相信的那样，如果弦是真实的，那么由爱因斯坦开创的广义相对论和量子理论的完美结合就不是遥遥无期的奢望了。
　　弦理论的近期发展：第二次革命
　　如果说超弦理论的第一次革命统一了量子力学和广义相对论，那么近年来发生的弦理论的第二次革命则统一了五种不同的弦理论和十一维超引力，预言了一个更大的M理论的存在，揭示了相互作用和时空的一些本质，并暗示了时间和空间并不是最基本的，而是从一些更基本的量导出或演化形成的。M理论如果成功，那将会是一场人类对时空概念、时空维数等认识的革命，其深刻程度不亚于上个世纪的两场物理学革命。
　　从科学研究本身看，研究引力的量子化及其与其他互相作用力的统一是自爱因斯坦以来国际著名物理学家的梦想，但由于该理论涉及的能量极高，不能进行直接实验验证。尽管如此，一些技术和方法的发展，启发了很多新的物理思想，如解决能量等级问题的Randall-Sundrum模型和引力局域化，关于弦理论巨量可能真空的图景想法和人择原理等等。
　　近期天文和宇宙学观察所取得的进展对弦理论的发展会起积极的促进作用。比如，近期观察的宇宙加速膨胀所暗示的一个很小的但大于零的宇宙学常数(或 暗能量)，为弦理论目前的发展提供了指导作用。反过来说，要在更深层次上理解近期的天体物理学观察和暗能量，没有一个基本的量子引力理论是行不通的，弦理 论是目前仅有的量子引力理论的理想候选者。二者的结合不仅对弦理论的自身发展有着指导作用，同时对理解和解释宇宙学观察也有很大的促进作用
　　弦理论在中国：为第三次革命作准备
　　在超弦的第一、第二次革命，以及随后的快速发展中，中国都未能在国际上起到应有的作用。我们在研究的整体水平上，与国际、与周边国家如印度、日本、韩 国，甚至和我国台湾地区相比都有一定的差距。内地学术界对弦理论的认识存在较大的分歧，一些有影响的物理学家，基于某种判断，公开地发表“弦理论不是物理”的观点。受他们的身份和地位的影响，这种观点在中国更容易被大多数人接受，因而在某种程度上制约了弦理论在中国的研究和发展。
　　从教育和人才培养上看，我国的世界一流大学如北大、清华，在相当长的一个时期内都严重缺乏主要从事弦理论研究的人才，这种局面间接地制约了青年研究生的专业选择，直接地造成了国内研究队伍的青黄不接。
　　值得庆幸的是，在丘成桐教授的直接推动下，伴随着浙江大学数学科学中心的成立，以及随后该中心和中国科学院晨兴数学中心每年举办的多次高水平专业会议，并邀请像安地．斯特罗明格这样一流水平的学者到中心工作，大大地推动了国内弦理论方面的研究。
　　2002 年底，在中国科技大学成立的交叉学科理论研究中心，目前已经发展为非常活跃和具有吸引力的研究中心。成立4年来，通过多次举办工作周和暑期学校，在超弦理 论的人才培养和研究方面做了许多基础性工作。在本次国际弦理论会议之前，国际理论物理中心和中国科学院交叉学科理论研究中心还举办了“亚太地区超弦理论暑 期学校”，吸引了100多名参加者。
　　这种种现象都表明，中国的超弦理论研究，在平静的外表下，正积蓄着旺盛的爆发潜力。很显然，一个国家或一个研究团体的整体水平，与这个国家将会在科研上出现的突破性进展的机会是成正比的，这就是所谓“东方不亮西方亮”的道理，也是所谓科学研究文化的建设重要性所在。忽略科学研究文化的建设，单纯追求诺贝尔奖，是一种急功近利的态度，其结果往往是“欲速则不达”。
　　摆在超弦理论研究面前的，是一幅广阔的前景和一条艰难的道路，这是一条热闹又孤独的旅程，它所涉及的问题对年轻的学生和学者，有着强大的魅力，同时它对研究人员的专业素养有着很高的要求。2006年国际弦理论会议，对我们来说，是一次机遇——壮大队伍、提高水平，并随着整体水平的不断提高，在国际上占有一席之地。我们正在为弦理论的第三次革命作准备，也期待着她的早日到来。

[编辑本段]2006年国际弦理论会议科学群星闪耀

　　

国家弦理论会议

　此次会议是在弦理论系列会议国际委员会建议下，由中国科学院晨兴数学中心、数学和系统科学研究院、理论物理研究所、浙江大学数学科学中心和美国自然科学基金会联合资助举办的，参加会议的有来自世界各地的600多名专家，霍金教授、格罗斯教授、威腾教授和斯特罗明格教授等多位著名理论物理学家将应邀参加会议并在大会上作报告。
　　大卫．格罗斯(David Gross)教授
　　2004 年诺贝尔物理学奖获得者，2006年国际弦理论会议主席。现任美国加州大学Santa Barbara分校物理学教授，Kavli理论物理研究所所长，中科院理论物理所国际顾问委员会主席。格罗斯教授在理论物理，尤其是规范场、粒子物理和超 弦理论等方面有一系列杰出的研究成果。他是强相互作用的基本理论——量子色动力学的奠基人之一。他还是“杂化弦理论”的发明人之一。1985年当选为美国 科学与艺术学院院士，1986年当选美国国家科学院院士。
　　爱德华．威腾(Edward Witten)教授
　　国际著名理论物理学家，现任普林斯顿高等研究院教授，查尔斯． 西蒙(Charles Simonyi)教授。他的研究遍布高能物理和数学物理的诸多方向，最擅长将近代数学与物理学研究的前沿问题结合起来，其应用的典范有：Wess- Zumino-Witten项与拓扑项、反常与指标定理、Dirac算子与正能定理、超对称与Morse理论等。他与Green和Schwarz教授合著 的二卷本《超弦理论》自出版后一直是弦理论家的圣经。
　　斯蒂芬．霍金(Stephen Hawking)教授
　　当代享有盛誉的伟人之一，被称为“活着的爱因斯坦”。他在解决20世纪物理学的两个非常成功的理论——广义相对论和量子理论的冲突方面走出了重要的一步。
　　1973年3月1日，霍金教授在《自然》杂志上发表论文，阐述了自己的新发现——黑洞是有辐射的(霍金辐射)。霍金的新发现被认为是多年来理论物理学最重要的进展。该论文被称为“物理学史上最深刻的论文之一”。
　　安地．斯特罗明格(Andrew Strominger)教授
　　现任哈佛大学教授，美国科学与艺术院院士，主要研究量子引力、弦理论和量子场论。在弦理论的研究中，斯特罗明格和他的合作者利用微观黑洞的变轻和凝聚成功地描述了时空拓扑变化的相变过程。此外，斯特罗明格和同事瓦法(C. Vafa)成功地利用弦理论和统计力学，导出了黑洞的贝肯斯坦-霍金(Bekerstein-Hawking)熵公式，这一结果提示弦理论也许能最终解决霍金提出的黑洞信息丢失疑难。
　　丘成桐(Shing-tung Yau)教授
　　国际著名数学家，2006 年国际弦理论会议主席。现任美国哈佛大学教授，美国科学院院士，中国科学院外籍院士。丘成桐教授在科研方面做出了杰出的成就，赢得了许多荣誉。更为可贵的是，他十分关注中国基础研究的发展，并将其同自己的科研发展紧密联系在一起，多年来，一直运用他在国际上的影响和活动能力，协同各方面力量，为中国数学的发展做了大量的工作。 

参 考 资 料1

超弦理论-超弦理论

 

 

超弦理论-正文

  超弦理论在玻色弦和费密弦理论基础上提出的一种同时具有10维时空超对称性和 2维弦空间超对称性的弦理论。该理论是1981年由M.B.格林和J.H.许瓦兹提出的。
根据超弦理论，引力子、规范玻色子、夸克和轻子等（见强子结构），都是弦在弦空间中振动的不同模式。弦分闭弦和开弦两种，闭弦零质量模式构成超引力多重态，包含引力子、引力微子等；开弦零质量模式构成超杨-密耳斯多重态，包括规范场和规范费密子。此外,弦还有无穷多高激发态模式。弦的断裂或连接表示弦之间的相互作用。当弦的张力趋向无穷大时，弦理论过渡到通常的点粒子理论。
超弦理论分为三种类型：Ⅰ 型，由开弦和非定向闭弦构成，其低能极限等价于N=1的10维超引力和超杨-密耳斯理论,规范群为SO(N)和USP(N);Ⅱ型,仅由定向闭弦构成，不能描述规范相互作用,低能极限等价于N=2的10维超引力理论；Ⅲ型是1985年由D.J.格罗斯等人提出的杂交弦，由26维空间玻色弦和10维空间费密弦“杂交”而成,虽然它仅包含定向闭弦,但由于在环面上紧致化及孤立子的存在,可以描述规范相互作用,规范群为E₈×E₈或Spin(32)/Z₂，其中Spin(32)为SO(32)的覆盖群，其低能极限与Ⅰ型超弦相同。
格林和许瓦兹于1984年证明：精确到一圈图，如果规范群为SO(32)，Ⅰ 型超弦理论无反常且有限（此结论对杂交弦亦正确）。因而超弦理论有可能成为一种把引力相互作用、弱相互作用、电磁相互作用、强相互作用统一起来的理论形式，因此它已成为1984～1985年粒子物理学理论最活跃的研究方向。

 

超弦理论-弦理论认识

 

超弦理论弦理论或者超弦理论是那些象量子和夸克等等已经溶入大众词典的诸多新科学专用词汇之一，但它们却很少能被人解释清楚。即使会议的参加者也会告诉你，超弦理论，象许多新兴科学和研究领域一样，涉及了许多高前沿的数学领域，并不是很容易能把握的。超弦理论到底是什么呢？简单说来，我们可以这样来定义超弦理论：(1)超弦理论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论；(2)超弦理论认为弦是物质组成的最基本单元，所有的基本粒子如电子、光子、中微子和夸克都是弦的不同振动激发态；(3)超弦理论第一次将二十世纪的两大基础理论-广义相对论和量子力学-结合到一个数学上自冾的框架里；(4)超弦理论有可能解决一些长期困绕物理学家的世纪难题如黑洞的本质和宇宙的起源。(5)超弦理论的实验证实将从根本上改变人们对物质结构、空间和时间的认识。　　首先，我们发现，弦理论描述自然界的活动还真有几分科学幻想的成份。举例来说、弦理论描述的世界并不是我们肉眼所看到的三维空间和一维时间。合理的解释是那些额外的空间维数没有被观测到是因为它们很小很小。要理解弦理论的高维属性并不困难。(参见《宇宙的琴弦》P. 180-181) 　　在弦理论中就有许多这样极小的额外空间维数，因此，微观世界并不象我们普遍感觉到的世界那么简单。在宏观尺度上，弦理论也可能用来解释宇宙大爆炸的开始和黑洞内部的行为，而这些问题是以前的物理理论包括爱因斯坦的广义相对论都失效的地方。现在发展的弦理论是有关时间和空间的量子理论，因此理论看起来也就显得非常非常的奇怪。　弦理论的一个基本观点就是自然界的基本单元不是象电子、光子、中微子和夸克等等这样的粒子，这些看起来象粒子的东西实际上都是很小很小的弦的闭合圈(称为闭合弦或闭弦)，闭弦的不同振动和运动就给出这些不同的基本粒子。因此弦理论从一些非常基本和简单的单元就能得到宇宙的无穷变化和复杂性。在弦理论中，人们自然地可以得到规范对称性、超对称性和引力，而这些原理在原有的标准模型中或者是强加进去的或者是与量子理论相冲突的，在弦理论中它们都协和地统一起来了，并且是彼此需要、独一无二的。

超弦理论-科学家相关理论

 

超弦理论20世纪的物理学有两次大的革命：一次是狭义相对论和广义相对论，它几乎是爱因斯坦一人完成的；另一次是量子理论的建立。经过人们的努力，量子理论与狭义相对论成功地结合成量子场论，这是迄今为止最为成功的理论。粒子物理的标准模型理论预言电子的磁矩是1.001159652193个玻尔磁子，实验给出的数值是1.001159652188，两者在误差是完全一致的，精确度达13位有效数值。广义相对论也有长足的发展，在小至太阳系，大至整个宇宙范围里，实验观测与理论很好地符合。但在极端条件下，引出了时空奇异，显示了理论自身的不完善。就我们现在的认识水平，量子场论和广义相对论是相互不自洽的，因此量子场论和广义相对论应该在一个更大的理论框架里统一起来。现在这一更大的理论框架已初显端倪，它就是超弦理论。超弦理论是物理学家追求统一理论的最自然的结果。爱因斯坦建立相对论之后自然地想到要统一当时公知的两种相互作用－－万有引力和电磁力。他花费了后半生近40年的主要精力去寻求和建立一个统一理论，但没有成功。现在回过头来看历史，爱因斯坦的失败并不奇怪。实际上自然界还存在另外两种相互作用力－－弱力和强力。现在已经知道，自然界中总共4种相互作用力除有引力之外的3种都可有量子理论来描述，电磁、弱和强相互作用力的形成是用假设相互交换“量子”来解释的。但是，引力的形成完全是另一回事，爱因斯坦的广义相对论是用物质影响空间的几何性质来解释引力的。在这一图像中，弥漫在空间中的物质使空间弯曲了，而弯曲的空间决定粒子的运动。人们也可以模仿解释电磁力的方法来解释引力，这时物质交换的“量子”称为引力子，但这一尝试却遇到了原则上的困难－－量子化后的广义相对论是不可重整的，因此，量子化和广义相对论是相互不自洽的。

超弦理论-研究评论

 

超弦理论超弦理论是人们抛弃了基本粒子是点粒子的假设而代之以基本粒子是一维弦的假设而建立起来的自洽的理论，自然界中的各种不同粒子都是一维弦的不同振动模式。与以往量子场论和规范理论不同的是，超弦理论要求引力存在，也要求规范原理和超对称。毫无疑问，将引力和其他由规范场引起的相互作用力自然地统一起来是超弦理论最吸引人的特点之一。因此，从1984年底开始，当人们认识到超弦理论可以给出一个包容标准模型的统一理论之后，一大批才华横溢的年轻人自然地投身到超弦理论的研究中去了。经过人们的研究发现，在十维空间中，实际上有5种自洽的超弦理论，它们分别是两个IIA和IIB，一个规范为Apin(32)/Z2的杂化弦理论，一个规范群为E8×E8的杂化弦理论和一个规范为SO（32）的I型弦理论。对一个统一理论来说，5种可能性还是稍嫌多了一些。因此，过去一直有一些从更一般的理论导出这些超弦理论的尝试，但直到1995年人们才得到一个比较完美的关于这5种超弦理论统一的图像。这一图像可以有用上图来表示。存在一个唯一的理论，姑且称其为M理论。M理论有一个很大的模空间（各种可能的真空构成的空间）。5种已知的超弦理论和十一维超引力都是M理论的某些极限区域或是模空间的边界点（图中的尖点）。有关超弦对偶性的研究告诉我们，没有模空间中的哪一区域是有别于其他区域而显得更为重要和基本的，每一区域都仅仅是能较好地描述M理论的一部分性质。但是，在将这些不同的描述自洽地柔合起来的过程中我闪也学到了对偶性和M理论的许多奇妙性质，尤其是各种D－膜相互转换的性质。

在此我们不得不提到超弦理论成功地解释了黑洞的熵和辐射，这是第一次从微观理论出发，利用统计物理和量子力学的基本原理，严格了导出了宏观物体黑洞的熵和辐射公式，毫无疑问地确立了超弦理论是一个关于引力和其他相互作用力的正确理论。将5种超弦理论和十一维超引力统一到M理论无疑是成功的，但同是也向人们提出了更大的挑战。M理论在提出时并没有一个严格的数学表述，因此寻找M理论的数学表述和仔细研究M理论的性质就成了这一时期理论物理研究热点。道格拉斯（Douglas，MR）等人仔细研究了D－膜的性质，发现了在极短距离下，D－膜间的相互作用可以完全由规范理论来描述，这些相互作用也包括引力相互作用。因此，极短距离下的引力相互作用实际上是规范理论的量子效应。基于这些结果，班克（Banks，T）等人提出了用零维D－膜（也称点D－膜）作为基本自由度的M理论的一种基本表述－－矩阵理论。矩阵理论是M理论的非微扰的拉氏量表述，这一表述要求选取光锥坐标系和真空背景至少有6个渐近平坦的方向。利用这一表述已经证明了许多偶性猜测，得到了一类新的没有引力相互作用的具有洛仑兹不变的理论。如果我们将注意力放在能量为1/N量级的态（N为矩阵的行数或列数），在N趋于无穷大的极限下，可以导出一类通常的规范场理论。许多迹象表明，在大N极限下，理论将变得更简单，许多有限N下的自由度将不与物理的自由度耦合，因而可以完全忽略。所有这些结论都是在光锥坐标系和有限N下得到的，可以预期一个明显洛仑兹不变的表述将是研究上述问题极有力的工具。具体来说，人们期望在如下问题的研究上取得进展：

（1）全同粒子的统计规范对称性应从一个更大的连续的规范对称性导出。

（2）时空的存在应与超对称理论中玻色子和费米子贡献相消相关联。

（3）当我们紧致化更多维数时，理论中将出现更多的自由度，如何从量子场论的观点理解这一奇怪的性质？

（4）有效引力理论的短距离（紫外）发散实际上是某些略去的自由度的红外发散，这些自由度对应于延伸在两粒子间的一维D－膜，从场论的观点来看，这此自由度的性质是非常奇怪的。

（5）将M理论与宇宙学联系起来。

显然，没有太多的理由认为矩阵理论是M理论的一个完美的表述。值得注意的是矩阵理论的确给出了许多有意义的结果，因此也必定有其物理上合理的成分，这很像本世纪初量子力学完全建立前的时期（那时，普良克提出能量量子导出黑体辐射公式，玻尔提出轨道量子化给出氢原子光谱），一些有关一个全新理论的迹象和物理内涵已经被人们发现了。但是，我们离真正建立一个完美自洽M理论还相距甚远，因此有必要从超弦理论出发更多更深地发掘其内涵。在这方面，超弦理论的研究又有了新的突破。

1997年底，马尔达塞纳（Maldacena）基于D－膜的近视界几何的研究发现，紧化在AdS5×S5上的IIB型超弦理论与大N SU（N）超对称规范理论是对偶的，有望解决强耦合规范场论方面一些基本问题如夸克禁闭和手征对称破缺。早在70年代，特胡夫特（´tHooft）就提出：在大N情况下，规范场论中的平面费曼图将给出主要贡献，从这一结论出发，波利考夫（Polyakov）早就猜测大N规范场论可以用（非临界）弦理论来描述，现在马尔塞纳的发现将理论和规范理论更加具体化了。1968年维内齐诺（Veneziano）为了解决相互作用而提出了弦理论，发现弦理论是一个可以用来统一四种相互作用力的统一理论，对偶性的研究引出了M理论，现在马尔达塞纳的研究又将M理论和超弦理论与规范理论（可以用来描叙强相互作用）联系起来，从某种意义上来说，我们又回到了强相互作用的这一点，显然我们对强相互作用的认识有了极大的提高，但是我们仍没有完全解决强相互作用的问题，也没有解决四种相互作用力的统一问题，因此对M理论、超弦理论和规范理论的研究仍是一个长期和非常困难的问题。

 

超弦理论-相关参考

  　J.H.Schwarz,Superstrings,World Scientific Publ.Co.,Singapore,1985.

附图

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参 考 资 料2

多维空间理论《超弦理论》

5小时前

多维空间理论《超弦理论》
一维：线
二维：平面（长宽）
三维：立体（长宽高）
四维：立体时间（长宽高+时间）
五维：指数维
　　超三维空间的最常用维度之一，
　　一般和“对数维”构成“表达感觉反馈的——联合平面”；
　　“指数维”多发生在我们面对的遥远世界，
　　比如宇观和微观就是最通常表达的指数维，
　　一般也用于解释非常悬殊的物理量，
　　……
　　“指数维”一般叫做第五维，
　　在除“长、宽、高”三维外，
　　继第四维周期运动“时间维”之后。
　　是简称“久、达、参”的后继三维之一。
　　见“对数维”。
　　根据相对论物理学，在第五维“指数维”里，
　　我们被限制在宏观的（四维时空）薄膜上面。
　　由“中国闪烁软件”在“六度超弦”宇宙游戏《分数维空间》中首先提出。
六维：
对数维
　　超三维空间的最常用维度之一，
　　一般和“指数维”构成“表达感觉反馈的——联合平面”；
　　“对数维”多应用于我们的强度感觉，
　　比如分贝压缩的听觉，
　　发光强度压缩的视觉，
　　……
　　“对数维”一般叫做第六维，
　　在除“长、宽、高”三维外，
　　继第四维周期运动“时间维”、
　　第五维分形相似倍率“指数维”之后。
　　是简称“久、达、参”的后继三维的最后一维度。
　　由“中国闪烁软件”在“六度超弦”宇宙游戏《分数维空间》中首先提出。
三维空间
　　长、宽、高便构成“三维空间”。三维即前后--上下--左右。三维的东西能够容纳二维。三维空间的长、宽、高三条轴是说明在三维空间中的物体相对原点O的距离关系
　　将一些橡皮绳按经纬线的样式编成一张网，将之张平，我们可以将之近似看做是二维平面，然后将一个小球放在网上，橡皮网在小球的重力作用下凹陷，这就形成了三维空间。
　　三维空间可以在我们的生活中以动物植物的形式表现出来！
　　“维”这里表示方向。由一个方向确立的空间模式是一维空间，一维空间呈现直线性，只被长的一个方向确立。由两个方向确立的空间模式是二维空间，二维空间呈面性，被长、宽两个方向确立。同理，三维空间呈体性，被长、宽、高三个方向确立。四维空间呈时空流动性，被长、宽、高和时间四个方向共同确立。
　　植物是典型的一维空间生物，它的枝叶的成长是延伸的，也就是延伸式的成长，也就可以下个定论，植物一般都是一维空间中的生物！
　　蚂蚁是典型的适应二维空间的生命形式。它们的认知能力只对前后(长)、左右(宽)所确立的面性空间有感应，不知有上下(高)。尽管它们的身体具有一定的高度，那也只是对三维空间的横截面式的关联。蚂蚁上树也并不知有高，因为循着身体留下的气味而去，它们在树上只会感知到前后和左右。我们都做过这样的游戏：一群蚂蚁搬运一块食物向巢里爬去。我们用针把食物挑起，放在它们头上很近的地方，所有蚂蚁只会前后左右在一个面上寻找，决不会向上搜索。对于蚂蚁来说，眼前的食物突然消失实在是个谜。当它们依据自己的认知能力在被长、宽确立的面上遍寻不着时，这块食物对它们来说就是神秘失踪了，因为这块食物已由二维空间进入到三维空间里。只有我们把这块食物再放在它们能感知到的面上，蚂蚁才可能重新发现它。这对于蚂蚁来说，却又是神秘出现了。我们人类是生存在三维空间里的生命形式，我们的认知极限是空间只可能由长、宽、高确立，并占据一个时间点(现在)。人类社会的万千事物都只能存在于长、宽、高确立的空间和与时间的接触点“现在”所构成的生存模式中。就是说在四维空间中，长、宽、高形成的体与时间的结合不是一点(现在)。而是拉长的“现在”，就是我们在三维空间中所认为的“过去”、“现在”和“将来”的集合。就像生存于一维空间的草木不知有二维空间的蚂蚁，二维空间的蚂蚁不知有三维空间的人类一样，我们又怎么知道生存于四维空间的生命形式呢？它们或许就在我们身边伸手可及的地方。 现在科学家已承认十一维空间。空间维数愈高，说明其境界愈不可思议。佛陀法身遍满广大虚空，
　　维数必然是无限大。由于复度多空间的学说，可以减少人们对佛教种种不可思议境界的怀疑。 四维空间是一个时空的概念。简单来说，任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”。不过，日常生活所提及的“四维空间”，大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。根据爱因斯坦的概念，我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系，是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴，而这条时间的轴是一条虚数值的轴。
　　根据爱因斯坦相对论所说：我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。由于我们在地球上所感觉到的时间很慢，所以不会明显的感觉到四维空间的存在，但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中，使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时，我们能对比的找到时间的变化。如果你在时速接近光速的飞船里航行，你的生命会比在地球上的人要长很多。这里有一种势场所在，物质的能量会随着速度的改变而改变。所以时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的。这就是时间为什么是四维空间的要素之一。
　　1。首先一个世界的构成必须满足两个条件：空间和时间，如果这两者之间任意一个不存在，那么这个世界就无意义，无意义也就是说不存在。
　　按照以上理论，那么就是说1～2维空间不存在时间，这就是不可能的。
　　而且你能说在草木和蚂蚁的世界里不存在时间概念吗？？
　　2。一个世界的物理法则是必需，世界上一切事物的运作规律都必需有一定限制，不然该事物的存在就不可能（正所谓一切事物都是相对的存在），如果按照维度空间论来说，那么位于更高维度的生命体就有可能控制时间或空间（如BW），这就是不合逻辑的事。
　　3。该理论自身存在矛盾。
　　比如说蚂蚁是2维生物的观点，那么在下雨的时候蚂蚁怎样感知位于“高”这个维度的雨？然后移动到可以避雨的地方？
　　但是,种种现象表明,我们所感知的这个世界是所有三维物体的集合,包括植物动物等,当然也包括蚂蚁.
　　而人看到的基本全是三维的,,尽管如此,人也在不断想四维进发~
高维数世界
　　高维宇宙与整体世界
　　我们所认识的世界简单与复杂，与我们所选择的空间维数有关。 在一个一维空间中，只能容纳点和线的运动； 在一个二维空间中，已经可以有面的存在，只有三维空间，才允许有运动的立体物。这立体的存在物可以是生命体，也可以是物体。但三维空间并不是可以容纳一切的，有些更高的存在很可能不是三维空间的框架所能容纳的。即使加上时间，构成四维时空，也还是有一些生命现象不能说明。 例如，我们很难说生命意识能否存在于三维空间中。因为意识的存在不可见，“视之不见、听之不闻、搏之不得”，完全超乎有形之体的感性存在之外，是超验的。
　　科学是诉诸实证的。 不能实证，不属于科学认识的范围,这样有些神秘的生命现象就落在了科学研究的视野之外。但世界的维数究竟如何，却并不属于科学研究之外的问题。我们生活于其中的宇宙， 它的空间维数究竟如何？对于这个问题的认识，有助于我们对物理现象和生命现象的理解。 我们日常生活所熟悉的世界， 是人与其它生物生存的世界， 也就是说，是人与动物共同的生存世界。对这个世界的认识， 属于人的生存境界。在生存境界中，我们积累了不少知识，但也形成了难以纠正的偏见。 空间维数问题，也许就是我们约定俗成的偏见。
　　其实，即使在物理学的意义上，空间维数也不仅仅是三维。 对于三位以上空间的存在，最早给出它的可能性的，是与爱因斯坦同时代的物理学家卡鲁扎。后来经过克莱茵的改进，成为与时间维数合一的五维时空。这是对空间维数最早的扩展，因为这一思想是在1919年产生的，后来成为统一场论的基础框架。而现在，在超弦理论中，空间维数已经扩大到10维，连同时间，构成11维的时空结构。时空维数越高，越能容纳更多的运动形式，越能统一理解世界。而更大的统一理论是和更高的时空维数相联系的；也就是说，为了统一理解世界，我们必须引进更高的时空维数。而真实世界是统一的，这就表明，真实世界的时空维数是高维的。三维空间，仅仅是一种最简单的情形。
　　那么，高出三维的空间怎样是可能的呢？二维与三维空间，都容易想象；那么三维以上的空间怎样存在？物理学家把它想象成“卷曲”的维度。当然，这卷曲的维度尺度极小，1926年，克莱茵发展了卡鲁扎的理论，结合量子力学，给出了计算结果是普朗克尺度。也就是说，三维以上的空间都是微观量子的尺度，我们生活在宏观世界的动物凭经验是发现不了的。在这种意义上，也可以说高维空间是超验的。所以我们一直没有注意到它的存在。
　　超弦理论引进的11维时空当然也是超验的，它超出日常经验之外，而且与三维空间相比，这些都是“多余的”空间维数。但是，在超弦理论中，这是这些“多余”的空间维数，却决定了粒子的物理属性例如质量与电荷、超荷等。物质属性的复杂，取决于空间维数的“多余”，也就是高维空间。只有在高维空间中，复杂的粒子物理属性才是可理解的。超弦理论家B.格林说：“宇宙的这些基本性质在很大程度上决定于多余维度的几何形态和大小。这是超弦理论的一个最深远的洞察。”超弦理论不仅引进高维空间，而且给出了高出三维以上空间的几何结构以物理意义，这是超弦理论成功的关键。
　　其实，在现代物理学发展起来以前，没有现代的数学工具和逻辑推理手段，佛家仅凭冥想和沉思，也已经发现了更高维的宇宙。
　　对于常识来说， 空间是三维的。但对于佛家来说，空间维数也许远不止于三维。按照卡普拉的意思，佛家在沉思中见到的是更高维的空间，而高维空间是超越日常语言逻辑的 。
　　F.卡普拉曾引用一位高僧的话说：“较高维的体验是通过综合意识中不同中心和不同层次的体验而获得的。逻辑思维进一步限制了思维过程，从而减少了表达的可能性。因此，在三维意识的层次和这种逻辑的体系中无法描述沉思的某些体验。”
　　这在表面看来所说的是思维和意识过程，但在佛家那里，心与物是一回事（非幡动、非风动，仁者心动），较高维的体验对应的就是高维宇宙。
　　实际上，超弦理论中的11维时空，首先也是存在于人的思维中的，因为它毕竟还没有得到实验的严格验证。
　　在高维空间可以传达低维空间中不可传达的意识内容。我们的语言是有局限的。因为日常语言属于逻辑思维， 而逻辑是对真实的空间联系的简化，在逻辑的空间中， 只能容纳 简单的因果联系。
　　自然是一个整体。自然联系是整体联系。而整体的联系必有更多的联系渠道，这更多的联系渠道，需要更高的空间维度才能容纳。因为空间维数越低，不同的联系形式之间越有可能发生冲突，只有在高维空间中，各种不同的联系才可以互不妨碍，同时发生。没有足够高的空间维数，就不能容纳足够多的运动形式和相互作用联系，而世界的整体性，与宇宙的全息性相对应，而全息性与整体性互为条件，它们都只有在空间维数足够高时才是可能的。
　　真实宇宙是高维的，经验的宇宙却是三维的。因为作为生命存在，我们自身就是三维动物。但我们的生命存在又不止于物质世界，我们有精神性的存在。而精神，是不能纳入三维空间的。要统一理解真实世界，就需要站在整体的角度；而站在整体的角度，就需要引进高维空间。因为只有足够高的空间维数，才可以容纳足够多的相互作用方式，才允许有多种不同层次的联系发生。因此，整体世界需要有足够高的空间维数，足够高的空间维数意味着世界的整体联系，因此，高维宇宙与整体世界，就是一体两面。
　　另外，空间维数也未必是整数维。把空间维度理解为整数，这是明显的线性逻辑思维的结果。这样理解世界的时空结构很简单，也很直观，但却未必符合于真实的自然。于是分维几何与混沌理论就把空间描述为分数维，这种描述不是一个形式问题， 而是有真实意义的。例如在量子场论以及在临界现象的理论中，都引入了分数维的空间，否则计算结果就是无穷大，没有物理意义。为什么采用整数维空间维数计算结构就是发散的（无穷大），而采用分数维空间计算结果就收敛，就可以有真实物理意义呢？这只能说明真实空间不是整数维的，也不是线性的。我们以往所认识的世界，限于三维空间，不过是经过了人的理想化而已。
　　空间维数问题，关系到我们对世界认识的深度，而整体世界的整体联系，只有在高维空间才能容得下