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第八章 宇宙的起源和命运(10 / 14)

们观测到非常不同宇宙某种态。们是否应该转去应用人择原理以求解释呢?难道所有这切仅仅是因为好运气?看来,这只是无望遁词,是对们理解宇宙内在秩序所有希望否定。

预言宇宙应该是如何开始,人们需要在时间开端处有效定律。罗杰·彭罗斯和证明奇点定理指出,如果广义相对论经典理论是正确,则时间开端是具有无限密度和无限空间——时间曲率点,在这点上所有已知科学定律都失效。人们可以设想存在在奇点处成立新定律,但是在如此不守规矩点处,甚至连表述这样定律都是非常困难,而且从观察中们没有得到关于这些定律应是什样子任何提示。然而,奇点定理真正表明是,该处引力场变得如此之强,以至于量子引力效应变得重要:经典理论不再能很好地描述宇宙。所以,人们必须用量子引力论去讨论宇宙极早期阶段。们将会看到,在量子力学中,通常科学定律有可能在任何地方都有效,包括时间开端这点在内:不必针对奇点提出新定律,因为在量子理论中不须有任何奇点。

们仍然没有套完整而协调理论,它将量子力学和引力结合在起。然而,们相当清楚这样套统理论所应该具有某些特征。其中个就是它必须和费因曼提出按照对历史求和量子力学表述相致。在这种方法里,个粒子不像在经典理论中那样,不仅只有个历史。相反,它被认为是通过空间——时间里可能路径,每条途径有对相关数,个代表波幅度,另个代表它相位。粒子通过指定点概率是将通过此点所有可能途径波迭加而求得。然而,当人们实际去进行这些求和时,就遇到严重技术问题。回避这个问题独特方法是:你必须不是对发生在你经验“实”时间内,而是对发生在所谓“虚”时间内粒子途径波进行求和。虚时间可能听起来像科学幻想,但事实上,它是定义得很好数学概念。如果你取任何平常(或“实”)数和它自己相乘,结果是个正数。(例如2乘2是4,但-2乘-2也是这多)。然而,有种特别数(叫虚数),当它们自乘时得到负数。(在这儿虚数单位叫做i,它自乘时得-1,2i自乘得-4,等等。)

人们可以用下面办法来图解实数和虚数:实数可以用根从左至右线来代表,中间是零点,像-1,-2等负数在左面,而像1,2等正数在右面。而虚数由书页上根上下线来代表,i,Zi在中点以上,而-i,-2i在中点以下。这样,在某种意义上可以说,虚数和实数夹直角。

图8.1

人们必须利用虚时间,以避免在进行费因曼对历史求和技术上困难。也就是为计算人们必须用虚数而不是用实数来测量时间。这对时空有有趣效应:时间和空间区别完全消失。事件具有虚值时间坐标时空被称为欧几里德型,它是采用建立二维面几何希腊人欧几里德名字命名们现在称之为欧几里德时空东西除是四维而不是二维以外,其余和它非常相似。

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