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馬爾達(dá)西那:被稱“當(dāng)今愛(ài)因斯坦”

2017-12-29 00:00:00韓晶晶
科學(xué)導(dǎo)報(bào) 2017年70期

馬爾達(dá)西那提出了Ads/CFT對(duì)偶,打開(kāi)了一扇通往量子引力的新大門。他的發(fā)現(xiàn)把弦論和物理學(xué)家已經(jīng)研究得相當(dāng)透徹的量子場(chǎng)論聯(lián)系起來(lái),令所有弦論研究者興奮不已。用他自己的話說(shuō),這個(gè)理論意味著“你可以在瓶子中創(chuàng)造一個(gè)宇宙”。

馬爾達(dá)西那時(shí)年29歲,在哈佛大學(xué)擔(dān)任副教授。他來(lái)自阿根廷,出生于布宜諾斯艾利斯,幼年時(shí)的他受工程師父親的影響,對(duì)日常器物的運(yùn)作原理頗感興趣,當(dāng)在中學(xué)階段接觸了物理學(xué)后,他立刻就被這個(gè)探究宇宙運(yùn)行機(jī)制的學(xué)科牢牢吸引。

Ads/CFT對(duì)偶用加利福尼亞大學(xué)物理學(xué)家約瑟夫·波爾津斯基(Joseph Polchinski)的話說(shuō),Ads/CFT對(duì)偶是目前為止,距離統(tǒng)一量子力學(xué)和廣義相對(duì)論的宏大目標(biāo)最近的理論。

所謂的對(duì)偶,指的是看似毫不相同的兩個(gè)事物之間存在奇異的等效性。在馬爾達(dá)西那對(duì)偶的左邊,Ads代表反德西特(anti-de Sitter)空間,右邊的CFT則代表共形場(chǎng)論(Conformal Field Theory)。

我們熟悉歐幾里德式的平直空間,在這樣的空間中,兩條平行線永遠(yuǎn)不會(huì)相交,三角形的內(nèi)角和精確等于180度。但空間也可能是彎曲,實(shí)際上,按照愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論,物體擁有的質(zhì)量就會(huì)讓周圍空間彎曲,而整個(gè)宇宙空間也有可能是彎曲的。彎曲的空間,曲率可能是正也可能是負(fù),為了方便理解,我們可以考慮只有兩個(gè)維度的空間,最簡(jiǎn)單的正曲率代表就是球面,而負(fù)曲率的代表則是馬鞍形的雙曲拋物面。

馬爾達(dá)西那對(duì)偶的核心就是,這個(gè)三維空間中的量子引力理論,和二維球面上不包含引力的量子理論是完全等價(jià)的(對(duì)于更高維度也成立)。這種“體”與“邊界”的全息對(duì)應(yīng)關(guān)系,也被稱為全息原理,馬爾達(dá)西那對(duì)偶就是這個(gè)原理的一個(gè)成功實(shí)例。

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