麗莎·藍道爾

麗莎·藍道爾

麗莎·藍道爾(Lisa Randall),1962年6月18日出生於美國紐約皇后區的一個猶太人家庭,是一名理論物理學家,粒子物理學和宇宙學領域的權威,執教於哈佛大學。麗莎·藍道爾應邀前往日本東京大學講演,會上她大膽提出一項革命性的假說,地球上可能存在“第五維空間”。這就是登上《時代》“100名最有影響力人物”之一,被公認為當今全球最權威的額外維度物理學家的哈佛美女教授麗莎·藍道爾。要知道,根據愛因斯坦的廣義相對論,人類生存的三維空間加上時間軸,構成的是“四維時空”。

美女教授

《時尚》雜誌上的麗莎·藍道爾《時尚》雜誌上的麗莎·藍道爾

現年49歲的麗莎曾因美貌榮登美國《時尚》雜誌,被譽為哈佛美女教授。身為哈佛大學理論物理學專業的博士,麗莎多年來潛心研究引力、時空的額外維度、膜宇宙模型和弦理論。

她的代表著作《彎曲的旅行:揭開隱藏著的宇宙維度之謎》一書,由於深入淺出地談論了人類身處其中的宇宙故事,一舉入選《紐約時報》2005年 “100本最佳暢銷書”之列。2007年,麗莎被美國《時代》雜誌評選為全球“100名最有影響力人物”之一,被公認為當今全球最權威的額外維度物理學家。

第五維空間

挑戰愛因斯坦

麗莎·藍道爾麗莎·藍道爾

在哈佛大學的一間實驗室里,一位女教授正在做一個核裂變的實驗。突然,她發現一個微粒竟然離奇地消失得無影無蹤。它會跑到哪兒去?女教授大膽提出一個新的構想:我們的世界中存在一個人類所看不到的第五維空間。

這就是登上《時代》“100名最有影響力人物”之一,被公認為當今全球最權威的額外維度物理學家的哈佛美女教授麗莎·藍道爾。

麗莎·藍道爾應邀前往日本東京大學講演,會上她大膽提出一項革命性的假說,地球上可能存在“第五維空間”。

麗莎·藍道爾大膽的構想立刻引起了國際物理學界的震驚。要知道,根據愛因斯坦的廣義相對論,人類生存的三維空間加上時間軸,構成的是“四維時空”。於是,哈佛美女教授挑戰愛因斯坦的訊息一時傳遍了全球。

麗莎表示:“我認為(地球上)存在第五維空間等其他的維度。如果這個假設正確,那么其他空間(第五維空間)其實離我們並不遙遠,甚至可說近在咫尺。只是它們隱藏得很好,所以我們看不到而已。”

在東京大學的簽名板上,麗莎·藍道爾博士寫下“相信直覺,大膽享受科學”的留言。

麗莎希望能用這句話來勉勵其他年輕科學家,能夠像她一樣,從意外之中發現無限可能。

看不到的空間

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“在我的一次實驗中,一些微粒莫名其妙地消失了,我認為它們是跑到了我們看不到的另外的空間裡去了。它們其實離我們並不遙遠,只是很好的隱藏了起來。”麗莎·藍道爾說。

藍道爾將這個“我們看不到的空間”稱為“第五維空間”。

如果藍道爾所說的第五維空間存在,那么為什麼我們會看不到它?藍道爾教授解釋說:“這個額外存在的維度非常微小,如果某些事物足夠的小,你就不能夠感受到它的存在。”

中國科學院理論物理研究所的研究員李淼給我們打了一個比方。這就好比我們看來就是一根線的物體,如果用放大鏡觀察,就可以發現其實裡面還有另外的世界———裡面的纖維有粗有細,有不同的方向。

這就是我們看不見藍道爾教授假設的第五維空間的原因,因為維度太小了。

李淼解釋說,“四維”是一個時空的概念。它是指人類存在的三維空間再加上一個時間。這是愛因斯坦在他的廣義相對論和狹義相對論中提及的概念。我們的宇宙是由時間和空間構成;時空的關係,是在空間的架構上,即在普通三維空間的長、寬、高三條軸外,又加上了一條時間軸。

李淼教授是國內研究高度空間的專家之一,他告訴記者,藍道爾教授的研究應該說是愛因斯坦“四維時空”理論的延伸。研究高度空間是為了將我們現在所知道的力統一起來。比如電磁力和引力,因為在我們這個低維度空間裡看起來表現形式不同的各種力,在更高維度的空間裡可能就是一個力。

另一個世界

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在藍道爾教授的理論中,如果第五維空間真的存在,那么很可能還存在著另一個神秘的三維世界。

這就是說,我們人類生活在一個無限大的五維空間中,不過,我們只能感知到其中的四維———空間和時間,另有一個維度我們無法看見。然而,就在這五個維度共同組成的空間中,還有另一個不為我們所知的三維世界存在。

藍道爾告訴記者,那個“世界”的物質組成將完全不同於我們所能感知的這個世界———其化學成分和存在的力與我們的世界全然不同。在第五維空間,唯一與我們分享的就是重力。只有重力產生的能量,可以穿梭於兩個不同的“世界”。

科學家們正在努力找出重力以外可以穿梭於兩個不同“世界”的其他物質。這樣一來,就可以找出存在於五維空間中的世界,甚至發現時光隧道。不過,藍道爾認為,人類還沒有能力離開賴以生存的這個世界。

驗證

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如果證實了第五維空間,就可以解決物理界一直以來的一個謎團:與電磁力和其他力相比,重力為什麼會如此脆弱?比如,一塊小小的磁鐵就可以將曲別針吸起來,要知道,磁鐵的對手事實上是擁有地心引力的整個星球!

藍道爾透露說,最快在2011年,她就可以把“第五維空間”從假設變成全新的理論。

這是因為,歐洲原子核研究中心(CERN)目前正在瑞士和法國的邊境地下100多米深處,興建一台世界規模最大的大型粒子對撞機。粒子對撞機正式投入使用後,便可觀察是不是有粒子消失,進入了人類看不到的“第五維空間”。 屆時,一條周長27公里的環形隧道將把兩束質子加速到接近光速,然後讓它們以每秒8億次的速率迎面相撞,釋放出大量比質子更小的粒子,從而重現宇宙形成時發生大爆炸的情形。如果屆時有粒子消失無蹤,就可以證實後者進入了人類看不到的“第五度空間”。

離奇增加質量的粒子

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早在1919年,波蘭人卡盧茲就將愛因斯坦的廣義相對論推廣到“五維時空”。之後,另一位科學家克雷恩將其發展而形成了新的Kaluza-Klein理論。

藍道爾教授說,在Kaluza-Klein模型中,存在這樣一些粒子,它們的一些物理特性讓人們感到很奇怪,比如質量。在這個模型里,這些粒子的質量總是莫名其妙地增加了。這些增加的質量是哪來的呢?

“我們認為,這些質量一定跟額外維度空間中產生的動力有關。”藍道爾說,“它們依靠額外維度空間中的幾何學存在,而這個額外維度空間可能就是看不見的第五維空間。所以,我們要想尋找第五維空間,其中一種方法就是尋找這樣一些粒子。”

電視訪談

關於麗莎.藍道爾的兩個電視訪談節目:

1、【美國公共廣播公司PBS】的知名夜間訪談節目Charlie Rose——“對話哈佛美女教授麗莎·藍道爾和她的第五維空間”

2、【美國有線衛星公眾事務廣播電視網C-SPAN】的BOOK TV——“哈佛美女量子物理學家麗莎.藍道爾額外維度空間”

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