http://www.sina.com.cn 2002年08月19日 15:43 東方網-文匯報
本報北京8月18日專電霍金北上，“霍金熱”跟著到了京城。今天下午，這位“輪椅上的愛因斯坦”繼在杭州演講后，在北京國際會議中心再次向2000多位首都聽眾做了題為“膜的新奇世界”的公眾演講，用他孱弱的3根手指為聽眾“描繪出”他大腦中美妙的多維宇宙。
3：30，霍金在隨行人員的幫助下，自己駕駛輪椅車“走上”講壇。他依然露出特有的微笑，接受著臺下2000多名聽眾的熱烈掌聲。通過吐字清晰的語音合成器，他從容地展開那張神奇的宇宙之“膜”，引導人們進行一次高維時空旅行。
癱坐在輪椅上的霍金，行動不便，思維卻異�；钴S，在黑洞、統(tǒng)一場理論、大爆炸宇宙學等當今理論物理學研究的最前沿領域，都有重要貢獻。著名數(shù)學家、1982年菲爾茲獎章獲得者丘成桐教授在報告開始前的致辭中，稱贊霍金在微分幾何上的成就“勝過大部分微分幾何學家”。
霍金的理論確實是高深而難懂的，雖然他做了精心準備，且盡可能采用通俗的語言和事例，但聽眾想要跟上科學巨人的思想節(jié)奏，還是覺得困難重重。按照霍金自己的說法：能夠讀懂《時間簡史》的人，至少可以拿物理學博士。
聽不懂似乎并沒有影響人們與這位科學奇才“親密接觸”的熱情。原定下午3：00開始，但記者于2：10趕到會場時，入口處早已排起了長隊，足有300米長。中科院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院的陶躍剛博士帶著即將就讀小學五年級的女兒排在最前，他們中午12：00就從家里趕來了。陶博士說，主要是讓女兒感受一下科學的氛圍。據觀察，家長帶著孩子或同學結伴來的幾乎占了聽眾人數(shù)的2/3。
在長達80分鐘的報告中，整個演講大廳鴉雀無聲，能夠清晰地聽到霍金用手指觸摸語音合成器按鈕的“滴”、“滴”聲。會場外售書點上霍金的名著《時間簡史》和《果殼中的宇宙》特別好銷，不到2小時就售出了300多套。
解讀霍金的宇宙
為了便于讀者理解霍金的宇宙，記者搭上因特網，就他在《膜的新奇世界》報告中提到的有關概念，請教上海師范大學天體物理聯(lián)合中心李新洲、孫玨岷2位專家。
為什么叫“果殼中的宇宙”？
果殼中的宇宙出典于英國戲劇大師莎士比亞的名著《哈姆萊特》。在劇中，主人公哈姆萊特有這樣一句吟唱：即便把他關在果殼中，他仍然是無限空間之王。藝術與科學是相通的，莎翁和霍金原本就是他們各自領域中的無限空間之王�；艚鹫J為，整個宇宙是一個4維果殼狀的泡泡演化而來的，果殼上的皺紋(即量子擾動)在演化中產生了今天宇宙的所有結構。
弦理論基本思想是什么？
目前的物理學理論認為，物質是由原子組成，而原子由夸克和電子組成；粒子是一切物質的基本單元，像英語里的“字母”一樣。
弦理論則假設不存在粒子，只有弦在空間運動。一條弦就是一個畫在空間中的圈。它假設只存在一種弦，而各種不同的粒子只不過是弦的不同振動模式而已。當一條弦在隨時間運動的時候，它的軌跡不是一條線，而是一根管子。兩條弦還可以結合在一起形成一條新弦；相反，一條弦也可以分裂成兩條。弦理論認為，自然界中所發(fā)生的一切相互作用，包括電子和光子的相互作用，都可以用弦的分裂和結合來解釋。
霍金的“膜”含義是什么？
霍金所講的“膜”實際就是對多維曲面的通俗表達。他認為，時空就是一張推廣了的“膜”，不過，它是4維的，不同于我們日�？吹降�2維膜。物理學家從英文薄膜(menbrane)這個單詞中創(chuàng)造了一個弦理論的專用術語--膜(brane)。雖然已在學術界應用了10多年，但牛津詞典中恐怕還沒有將其收入進去。
M理論妙在何處？
上個世紀八九十年代，研究弦理論的學者提出了多種理論，最后形成5種互不相容的學說。這顯然有違弦理論研究者創(chuàng)立一種能夠調和廣義相對論與量子力學的大統(tǒng)一理論的初衷。
經過多年的努力，到了1995年科學家終于找到了解決問題的鑰匙，這就是M理論，它被稱為是弦理論研究的第二次革命。
M理論中的“M”得名于英文中mysterious，就是奇妙的意思。
M理論認為時空是11維(10維空間和1維時間)的，但為什么我們日常生活中所見的時空是4維的呢？霍金認為，存在著兩種可能的解釋，其一是認為所有的額外維數(shù)都非常小，觀察到它們實在是太難了；其二是額外維也許相當大，甚至是無限的，只是在我們目前的觀察條件下，尚無法觀察到它們而已。
暗物質指的是什么？
恒星繞銀河系中心作緩慢的轉動，大約2億多年轉動一周。銀河系的形狀像一個盤子，其中心附近聚集著大量的恒星，銀河系的盤面里包含了更多的氣體、塵埃以及一些恒星。如果套用開普勒定律，銀盤外部恒星運動的速度應當比靠近銀河系中心的慢。但是觀測結果并非如此，整個銀盤內恒星的運動速度大致相同。據此，天文學家認為，銀河系中存在著大量暗物質，它們中的大部分分布在銀盤的外圍，從而加快了這部分區(qū)域內恒星的運動速度。
不過，暗物質尚未得到物理學實驗的精確認證。
我們是生活在一張膜上呢，或者只不過是張全息圖？
M-理論
量子力學
廣義相對論
10-維膜
超弦
黑洞
11-維超引力
P-膜
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