2009年10月5日星期一

【和专题】埃及和弦-科学松鼠会

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【和专题】埃及和弦

Mon, 05 Oct 2009 10:00:25 +0800

the elegant universe

the elegant universe

整个近现代物理学发展,呈现为一个各理论之间碰撞、磨合、以求一统的过程,最后却落下相对论与量子力学两大体系之间迄今无法弥合的裂缝,被视为有望解决这一问题的弦论自己也曾四分五裂,费了好大折腾才酝酿了一个"和合"局面。

本文试图以戏谐手法,写出代表人物在各个时期的突出表现和未能夙愿的遗憾,搞笑为主,专业方面的细节不求完全吻合,有些也只是粗浅的概念盗用。至于因为行文需要而出现了言辞不敬,还请已经作古的前人们担待。

  

 

在Shock Corridor(注1)精神病院(以下简称SC)呆的这几个世纪,于我颇为平静也颇为动荡。说平静,是因为每天的日常程序有条不紊按部就班,无非晨起之后去主楼走一圈,巡视各个病房,然后回到office里面,偶尔踱出去一下处理处理某些突发事故。说动荡,是因为我经常在此遭遇精神上的猛烈冲击——实不相瞒,来SC的人级别都相当高,从表面上来说也许看不出哪点儿不对头的,可是一开口准保把你原有的认知体系给颠覆一番,信念不够坚定的人没准就被他带着走到另一个世界去了。

galileo

伽利略,国籍:意大利,诊断:人格分裂

 比如说吧,1642年1月8日,我们接受了一位气度不凡的意大利绅士伽利略·伽利莱:身着长袍,长了好一部神气的大胡子,言辞间颇显一股没落贵族的矜贵。丫用了一个星期时间,不眠不休在我们耳边背诵一本名为《两大世界体系的对话》的书,并且采取多角色扮演方式,一会儿是一个雄浑的男中音,一会儿是个病恹恹的细嗓门,一会儿是个语速奇快的小老头,护士们开始婉言劝他睡觉,孰知听到后来却一个个全都给迷住了,活儿也不好好干,闲了就跑到他的病房里去欣赏这场单簧。我在忍无可忍的境地下只能把他送进了重病房(有栅栏和加密锁),临推入前还听到他嘀嘀咕咕:"亚里士多德在不在这里啊?我想告诉他一件重要的事,就是我们从比萨斜塔上往下扔两个铁球,看到了它们同时落地。"出于愧疚,我回答说:"那个希腊大叔亚里士 ��德啊,他在Cuckoo’s Nest(注2)的头等病房里,每天至少躺浴缸里泡八个小时澡。"伽利略一听显然激动了:"为什么不让他上我们这里来?""那里和这里是平级单位,不过这里接收被普世赋予'科学家'头衔的人,那里接收'哲学家'头衔的,另外,'艺术家'头衔的都在Picnic(注3)里面住着。"答完以后就赶紧头也不回外走了,再也不敢和这个家伙见面。

顺带说一下,SC有句slogan:所有你没去亲手验证的事情都是假的。所以他说什么"两个铁球……"的事情我眼下来说乃是绝对不会相信。

Newton

牛顿,国籍:英格兰,诊断:反应性精神病

1727年3月20日,英国爵士艾萨克·牛顿到来,此人履历中写着"他发现了使苹果落地的力和使月亮绕着地球转的力是同一种力"。然而有天早上,护士试图让他吃下一枚苹果的时候,发现对方脸上露出了极度厌恶和仇恨的扭曲表情,二话不说就把她给轰出去了。他其余多数时刻表现得沉默寡言,绝少攻击性,不过乐于向周遭传播来自一本叫做Bible里面的东东。

1879年11月5日,SC接收了牛顿的一名同胞詹姆斯·克拉克·麦克斯韦,特立独行的怪癖集中体现于每到雷电交加的夜晚就会极度兴奋,不是想冲到窗户对面的小山坡上去,就是在一张手纸上涂抹许多怪符号,据说那些符号组成的四个方程美妙绝伦,真正看明白的人都会当场惊骇不能言语。看护麦克斯韦的两个小护士先后出现一些异常,我在和她们长谈后辞退了其中一名,她临走前来向我道别,口中还在叨念"我还是没法相信,统一了电和磁以后他怎么就变成这个样子了呢"。

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爱因斯坦,国籍:美利坚,诊断:偏执性精神病

我想有个问题是比较严重的:以后还要不要招收看得懂数学公式的雇员呢?传说数学其实是含有某种致幻效力的精神LSD,它的启动阀门根植于大脑的前额叶皮层和脑顶皮层,被一些神经元掌控。如此说来,散布数学定律和定理的那些人和贩卖毒品的毒枭有何区别?为了抵御他们的侵蚀,我们是否需要借助于修改SC的一些重要行动条例?这个问题一直也没想明白,1955年4月18日,犹太人阿尔伯特·爱因斯坦就入住了。让我恼怒不已的是,丫比以往任何一位病人都爱给年轻美貌的小护士讲数学公式,简直以此为生平最大娱乐嗜好,餐厅里、休憩室、活动室、运动场……逮个机会就讲,言辞间频频出现相对论、统一场之类的名词,不知所云也就罢了,还特别喜欢对一个叫做玻尔的人冷嘲热讽,影响的恶劣程度和当时的伽利略比起来也有过之而无不及,� 是我不得不辟出另外一个重病房……

1987年3月19日,长着一撮小胡子的路易·德布罗意也来了,他是个法国人,其貌不扬,喜欢把自己在关得严严实实的小房间里,看漏进来的光线,在地板和墙壁上都写满了"光既是波,也是粒子"这样一行字。

写到这里,我的内心突然充满了忧郁,就在一瞬之间。

记得那谁说过:我看到我们这一代最杰出的脑袋死于疯狂。

每个时代均如此,其实。(注4)

  

1994年5月27日,主楼中又送入了一位迄今不便透露姓名的WW先生,看上去尚十分年轻,英俊倜傥地留着一头长发,削瘦白净,但是目光涣散,眼中已经没有一点神采。

他由一辆神秘的限量版梅赛德斯跑车载入,陪同前来的是两名黑人大汉,交了两倍于首付押金的一笔钱和办完相应的手续之后就离去了。从两名大汉口中问不出什么破绽,也得不到更多信息,看来是受人所托。WW携带有普林斯顿大学的证明文件,标注其身份是一位研究弦论的科学人士,从系主任到导师对他的评价都是才华出众,成就也颇为引人注目。检查其随身物品的过程中,我发现了一个笔记本,上面有他近一年来对身边重要事件的记录。其中第137页开始的一段描写吸引了我的注意:

"你现在进入了石阵的第四层,这一层的特点是通道狭窄,可见度低。"YY小姐的声音从别在脑后的微型扬声器上传入,"但据可靠消息来源,这一段有个隐秘的设置,也许就是解开秘典的关键。"

十三天前,我开着越野车在B市郊外的山岭间转悠,不小心冲下山坡并被当场撞晕,幸亏YY和她的龙猫及时出现才救了我一命(不然一定会因为失血过多而挂了),作为报答,同时也是为了可以接近她,我告诉她说自己是研究神秘学的术士,并声称愿意为她完成一件她最想做的不寻常的事。她先是推却,后来经不过再三执拗,便带我去到她家中,爬到阁楼上取下一张发黄的羊皮纸递到我手中。

仔细地审视了一番,发现它接近一张地图,估计一下,大约300mm×300mm左右,上面写着一些奇怪的文字,以及分布着不计其数的变形圈圈图案,如下:

string 1            string 2             string 3

string 4           string 5

 "这些文字似乎是Hieroglyphic(注5),据说在罗塞塔石上可以找到相应解读。我的祖父大约在60年前得到了这张地图,赠图人说其中隐藏着一个重要的事关世界本原的秘密。他兴致勃勃地研究了很久,后来却不知为什么突然失去了热情,从此它就被束之高阁,我前些天打扫的时候看到了。"

"你希望我帮你解开它?"我相信自己领会到了她的意思。

YY点了点头,又取出一个类似于锦囊的小包包:"还是配套赠送的,里面有帮我们完成这个任务的指示。"

于是我修好了越野车,在远程定位系统的引导下向西长驱直入人烟罕至的戈壁,五天前抵达了这个比英国人的巨石阵还要庞大上几十倍的茂密石林,并且根据指示,必须在进入到它的核心层——也就是第十一层(注6)——之后才能得到终极答案。以上,就是我为什么会在这鸟不拉屎鸡不下蛋的地方拼命转悠的大致来龙去脉。

好,回到眼下来。第四层果然非常暗,我打开了手电,几乎在石缝间往前穿梭,并且伸手尽可能在触及得到的壁上摸索,走了大约三刻钟,发现有一块石头比较松动。

费了点力把它抽取了出来,果然,里面躺着一个琥珀色小盒子。一时间欣喜若狂,赶紧向YY报告了这个发现。"快看看,快看看。"她乐坏了。小盒子里是一本类似于古书那样的小册子,只不过非常薄翻阅之下,发现并不系统成文,最后给出的是若干Hieroglyphic和古希腊文的对照。还好我有不错的希腊文基础,勉强能够看得懂一点。

事情才刚刚开始,根据指示,我必须继续往前走。

……

我下午抽了点时间,把137页之后的全部内容读完了,并终于从字面意义搞懂了WW先生从一名思维清晰的正常男子走向神经错乱的精神病患者这条不归路是怎么回事(或者,另一个更有可能的假设是,他写下第一个单词时已经处于臆想状态)。简单陈述如下:按照锦囊的指示,他在石头里东突西奔,越来越发现这是一个迷阵,明明被告知这个地方的布局是很严谨的,一层层都有分明结构,但好几次却会意识到走了好长时间以后重新踩到了原来的脚印。石壁上经常出现干扰性的图形和符号,有的像是路标,显示出某种强烈的心灵暗示和诱导,一不小心就被它们带到岔路上去了。而在接下去的第五层、第八层、第九层和第十层,WW都分别找到了相似的盒子,无一不是装着本相同形状的小册子,一共五本,只不过上面的文字不尽相同。

石阵之旅勉强可以称之为高潮的部分出现在了183页:

一股明亮而柔和的残月之光从外斜斜射进来,借着它,能隐约看到最后一个盒子就摆放在大厅中央的圆桌上,能感觉和想象到,离答案只差一步之遥了,我轻轻地走向前去,觉得整颗心都要从胸膛中跳出来。

但这种信念维持的时间非常之短,当打开盒子时,失望很快向我涌来——只不过又出现了一本和前面几本差不多的小册子而已,看不出任何可能带来转机的启示。太冰冷了,我将盒子翻了个底朝天,终于只能失望地向YY求助。

她显然正酣梦中,隔了很久才回话:"嗯,让我想想,我们这是在第十层吧,对,第十层!那么就是说还有一层等着你进入。你记得吗,这是一个有着十一层结构的空间。"

我环顾四周,除了方才那个进口,全部是光秃秃而严实的石壁。

以上这句话结束之后,通篇记录也戛然而止,往后唯剩空白。跳出文本,我在搜索学术论文的网页上输入WW的全名,发现他曾于1987~1992年间,在玻色弦(注7)方面做过相当出色的工作,后来全面转入了II B型超弦理论的研究。

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这个叫做弦理论的玩意儿我此前也曾听说过,这是一群在我的重病号爱因斯坦之后发誓要用一种终极理论来解释世界的人捣鼓出来的。该理论因为漂亮地解释了黑洞上的一些问题,就沾沾自喜起来,声称自己才是最完美最对称的。它把世界上一切事物解释为一些振动"弦"的组合——换而言之,不管是我的假牙还是爱因斯坦的头发,尽管在表观层面上看上去如此相去甚远,但实际上都可以通过若干类似于无限细小的"绳子"搭建而成。不过近来听到的消息是,这个只计算公式不动手做实验的学科领域内的人不大和谐,各自为政建立起了五种理论,分别被称为:Ⅰ型理论、ⅡA型理论、ⅡB型理论、杂化O(32)型理论和杂化E8×E8型理论。然后谁也不服谁,彼此唇枪舌战加笔斗,已经到了不可开交之地步(注8)。

WW似乎是这场学术大战中的牺牲品之一,病历上陈述说他自从在某次辩论中遭受重挫后,一年多来越来越严重地陷入了自闭状态,对发表论文失去了兴趣,对各种报告也漠不关心。我看到的那些手记可能是这些日子里陪伴他最重要的东西了,基本上可以拿去做DSM-IV(注9)鉴定。

次日我早早开始巡视,为了和这位新入住的病人见一面。推门进去,见他苍白无助地坐在窗帘下,很长时间保持一个姿势,眼也不抬。我和护士几个人,用了各种方法试图让他开口说话,却只是徒然——和那些喋喋不休的前辈们截然相反的是,他似乎失去了说话的欲望,或者能力。

戏剧化且耐人寻味的相关事件出现在了将近一年后,1995年3月份,WW的同行们在美国南加州的洛杉矶开了场每年一度的大会(我之所以关注这个会议,完全是因为其中很多人可能会成为SC的新成员),谁也不曾想到,这次会议后来被认为是一次颠覆性革命的序曲。当时场景从无聊到有趣的转变太过剧烈,值得各路媒体记者们大书特写。一开始,有个叫做爱德华·威腾的人站到了讲台上,细声细气地提问说:"如果5种理论有一个描写了我们的世界,那么什么人住在其他四个世界?"真是没事找骂的话题,尽管搞分裂已经多年,但硬生生搬到台面上来,不啻挑战大家的面子底线……下面有人猛打呵欠,有人开始走神,有人饶有兴致,正了正坐姿。无疑,接下去的演讲会涉及这些年来弦论学家们吵闹不休的核心:既然整出了五套超弦理论,那么谁才是� �道?

答案揭晓:M理论。威腾向众人解释道,之前的五个版本其实谁也不冒犯谁,不过是盲人摸象时候各自摸到了不同部分而已,如今这头大象已经被他找到,长得有鼻子有眼有模有样,每个人的想象或假设都能在其中找到对应,所以吵架可以暂时告一段落(注9)。当这位演讲者以无可指摘的数学验证表明了五个理论可以合而为一、成为唯一的一套体系时,会场顷刻间陷入深夜般的寂静,然后,是涨落般的沸腾……

可惜WW已无法身在现场分享这欢乐,我知道,他陷在了那个石头阵,将在第十层徘徊终了。

 

注1: 此处借用了美国B级片导演塞缪尔·富勒拍摄的电影《恐怖走廊》(Shock Corridor,1963年)之名。

注2: 此处借用了捷克导演米洛斯·福曼拍摄的电影《飞越疯人院》(One Flew Over the Cuckoo’s Nest,1975年)之名。

注3: 此处借用了日本导演岩井俊二拍摄的电影《梦旅人》(Picnic,1996年)之名。

注4: 可以注意一下这几个人身世中在年份上非常奇妙的承接:1642年伽里略去世,牛顿正好于那一年出生。麦克斯韦逝世于1879年,爱因斯坦也正好于那一年出生。

注5: 古埃及的象形文字,又称圣书体。

注6: 之所以选用这个数字,是因为弦论在最初预言了26维,最后被简化至10维或11维。

注7: 玻色弦可以说是弦理论的最早形式。

注8: 1995年第二次超弦革命之前,弦论学家们曾因各个流派间的不可调和吵得不可开交。他们发现,作为弦理论核心元素的超对称性,实际上可以通过5种不同方式进入弦理论,每一种方式内部都是完全自洽的,能生成成对的玻色子和费米子振动模式,但这些对的具体形式和产生的理论的许多其他性质都有巨大不同。

注9: 《精神疾病诊断与统计手册》(The Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders)第四版,1994

注10: M理论统一5种超弦理论的关键,在于威腾针对耦合常数提出了新的见解,这是一个高深莫测也无法用言语描述的数学问题。

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