第十八章 宇宙的层级
“涨落频率就是时空曲率？” 赵宇清和王恒一脸惊讶，被程虚天马行空的想象力彻底折服。 以普朗克常数为切入点，借助它在高曲率时空下的变化，从一个全新角度解析时空的本质，曲率的本质。 简直……太刁钻！ “好难理解啊……谁能告诉我，刚才究竟发生了什么？” 另一边，苏小渃迷迷糊糊，完全搞不清楚状况。 许世文虽然能听懂一些，但还没彻底消化完全，此刻也是万分懵逼。 怎么云里雾里说了半天，突然就直奔主题，找到进入高维的关键了？ “都别激动，我这才刚起了个头，说那么多，也是为了给大家带来启发，方便深入探讨。” 程虚被众人盯得浑身不自在，只能干笑几声，试图缓解今晚被乱刀砍死的概率。 “小程，你就别谦虚了，心里早就有了腹稿吧？” 王恒似笑非笑地看着程虚，声音几乎是从牙缝里挤出来，充满了身为炮灰的不甘心：“赶紧给个痛快，把你的思路全都抖出来，也好让其他人早点断了跟你竞争的念头。” “的确……不然我们寝食难安，很容易梦游的时候把镰刀架在你脖子上！” 赵宇清接话，目光幽幽，像是饱含强大怨念。 “别，我还想睡个安稳觉。” 程虚吓得连忙摆手。 最终，在竞争对手的威胁下，他只能老老实实，完整阐述自己的想法。 其实，理论推演到这一步，高维的大门已经触手可及，只要迈入进去，等待所有人的就将是全新的天地。 只不过，其他人还没有想到一个明确的方案，就算阻止程虚说出口，自己想好再提前发表出来也毫无意义。 高维生命能够读取凡人思想，谁先出成果，谁在打什么算盘，清楚得很。 还是那句话，合作收益大于对抗。 为了夯实根基，程虚首先在刚才的理论基础上，进一步探讨了时空的本质。 “我们生活在这样一个框架之中：光速是头顶的天空，永远高不可攀，普朗克常数是脚下的大地，永远不会踏空，二者共同限定了物质世界的范围，确保物理规则始终不变。” 程虚从火堆边捡起一块木炭，在地面画下一条直线，又以它为切线做了许多大小不同的圆，并标注文字。 直线代表平坦的宇宙时空，时空曲率为零或近似为零，可以看做一个无限大的欧几里得空间。 不过数学上的无限空间有一个巨大问题，无法移动，也就说时间为零。 道理很简单，如果存在无限，自然数1和2之间就存在无限个数，0.1和0.2也是如此，0.01和0.02依然如此，类推下去，别说学芝诺追乌龟，就连一丝一毫的移动都是无法做到的。 但是宇宙巧妙地解决了这个问题。 它规定万物都由量子组成，普朗克常数是物质的最小单位，又规定速度上限为光速，于是空间可被跨越，物质可以移动，又不会因为作用力的超距传递而瞬间塌缩为奇点。 不过这又带来了新的问题，速度上限该如何体现？ 总得找个理由，处理那些足以加速到速度上限之外的能量，保持守恒不变。 “答案是用弯曲度为时空分层。” 程虚指着直线上的一个个圆圈说：“这些圆的周长对应了同样的时空距离，比如一光秒，但是压缩幅度不一样。每个圆的半径即为曲率半径，也代表了普朗克常数的大小和时空振动的能级。” “加速的过程就是改变曲率半径的过程，需要消耗能量降低时空振动频率，半径越小，量子涨落幅度越小，曲率更大，时空压缩更剧烈，圆周滚动一圈所需的时间越短。” “需要注意，静止状态物体的时空曲率在三个空间维度保持平衡，如果往后方施加推力，会导致后方的时空曲率骤然变小，原本平衡的三维曲率发生破缺，形成一个排斥力，于是时空自身往前平移，而我们自身是静止的。” “这便是运动的本质。” “一旦物体达到光速，它将成为时空的一部分，永恒凝固在那里，所有自身的振动，都将依附于时空的振动，比如相同的一束光，在不同速度下看到的波长并不一致。” “说完物质世界的本质，接下来该说非物质世界了，谁如果有疑问可以提出来。” 程虚目光扫过众人。 “我……我有问题。” 苏小渃小心翼翼地举起手，发挥她的作用：“我想知道时空的振动幅度和频率的关系，为什么振动幅度越小，频率就越低？” 这个问题很有意思。 参照电磁波的运动，振幅的变化只是能量强度变化，不用长度单位表示。 程虚想了想，用木炭在在地面画下长短不一的线条，组成类似手机信号强度的图案，一共好几组，然后解释说：“时空的振动很复杂，同时具备横波和纵波，是一种类似水波但维度更高的复合波，不过具体问题可以简化看待。” 程虚用脚擦去最长的两根线条，然后重复该步骤，地面图案中的线条越来越少，并且越来越短。 “我知道啦，涨落幅度变小的时候，长线条会消失，所以时空密度降低，整个收缩了。” 苏小渃恍然大悟，小鸡啄米似的点了点头。 这时，王恒忽然开口，对程虚说：“小程，我倒是有一个疑惑，希望不会对你的理论造成冲击。” “王老师，如果发现什么漏洞，你直说就是，大家集思广益，一起完善。” 程虚笑着回应。 “我想说的是卡西米尔效应，在真空中放置两块金属板，因为内侧虚粒子的波长相较外侧受到抑制，于是会产生一个向内的压力，但是这个压力比引力大很多，在宏观尺度又无法观测到，似乎与你的涨落时空理论有些矛盾。” 听完王恒的疑问，赵宇清笑着摇了摇头，向他解释：“其实不矛盾，真空中的量子场不止一种，各自的传递子和作用范围也不一样，那个实验测试到的虚粒子是光子，向内压力来自虚光子产生的电磁场，与时空弯曲没有什么关联。” “是的，一个时空不同的场就像这些圆圈，有各个层级的划分。” 程虚指着地面上的几何图案，补充道：“引力场比电磁场之类更靠近时空底层，属于更弱但更大的那个圆，小圆再强也只是大圆的一部分，只有这些所有的场加在一起，才是完整的时空。由于广义相对论通过质能转换的形式，很流氓地将一片时空之中的所有能量纳入势力范围，所以引力场的变化等价于时空的变化，等价于所有场的总和。” “原来如此……引力场是时空的弯曲，但引起时空弯曲的除了物质，还有其他场的能量。” 王恒十分惊奇地看着程虚和赵宇清，调侃道：“这么说来，你们俩岂不是已经统一广义相对论和量子引力论，解决了物理学界最大的难题？” “王老师说笑了，事情哪有那么简单，搞学术不是开脑洞，光有创意不行，还需要严谨的数学论证。” 赵宇清微微摇头。 “简单来说，广义相对论与量子引力论的根本矛盾在于，一个认为时空连续，一个认为时空不连续。虽然时空不连续已经是常识，但如果把量子引力代入进去计算，无法进行重整化，会得到无穷大的结果，也就是说当前的观测支持广义相对论，支持时空连续……” “总而言之，现在的状况有点类似当年的波动性与粒子性之争，只不过舞台从基本粒子转移到了时空本身，时空是否具有波粒二象性，这种性质如何体现，谁也不敢说自己清楚。” 赵宇清解释了一通，最后自嘲笑道：“说实话，我一个研究纳米材料的，对基础理论的了解真不比你们强多少，要不是亲身遭遇穿越、亲眼看到高维生命，也不会跨领域来思考这些被同行讽刺为民科的东西。” “甭管民不民科了，升维的机会就在眼前，谁爱搞学术谁搞去，咱们还是继续刚才的话题，研究光速之上和普朗克常数之下的非物质世界，究竟是一个什么形态。” 程虚很有身为民间科学家的觉悟，迅速将话题拉回正轨。