随梦书屋 通过搜索各大小说站为您自动抓取各类小说的最快更新供您阅读!

随后在爱因斯坦的广义相对论中,没有绝对的时间和空间,守恒定律变得更难以理解。正是这种复杂性首先将诺特带到了这个话题上。

1915年,作为一个全新的引力理论,广义相对论将引力描述为物质弯曲时空的结果。除了爱因斯坦外,德国哥廷根大学的数学家希尔伯特和克莱因都沉浸在新理论的奇妙世界中。希尔伯特与爱因斯坦竞争,希望发展出这个复杂理论背后的数学。

但希尔伯特和克莱因却遇到了一个难题。他们在试图用广义相对论的框架写一个能量守恒的方程时,遇到了一个无谓的重复:就好比写“0”等于“0”一样,这个方程没有物理意义。这个发现令他们感到惊讶,在这之前并没有一个被接受的理论有这样的能量守恒定律。他们想要弄明白为什么广义相对论会有如此奇异的特征。

这个时候,他们邀请诺特加入哥廷根,以帮助他们揭开谜题。

诺特发现,这些看似奇怪的守恒定律是一种被称为“广义协变”的特定类型的理论所固有的。在这样的理论中,无论你是稳步前进还是疯狂加速,与理论相关的方程都是成立的,因为理论方程的两边都是同步变化的。其结果是,广义协变理论——包括广义相对论——总是会有这些非传统的守恒定律。这一发现被称为诺特第二定律。

在她证明第二个定理的过程中,诺特证明了她的第一个定理是关于对称性和守恒定律之间的联系。1918年7月26日,这两个结果被发表在 G?ttinger Nachrichten 上。

在诺特去世后,诺特定律继续闪耀着光芒,尤其是在粒子物理学中。要梳理出基本粒子世界发生的神秘事情是非常困难的。wilczek说:“我们必须依靠理论洞察力、美学和对称性的概念来猜测事物可能是如何运作的。”诺特定理带来了很大的帮助。

在粒子物理学中,相关的对称性是被称为“规范对称”的隐藏类型。物理学家在电磁学中发现了这种对称性,它导致了电荷守恒。

在上个世纪60和70年代,物理学家扩展了这一概念,发现了与守恒定律相关的、其它隐藏的对称性来发展粒子物理学的标准模型。

在发现守恒定律的任何地方,物理学家都在寻找对称性,反之亦然。这个标准模型解释了大量的基本粒子以及它们之间的相互作用。许多物理学家都认为标准模型是有史以来最成功的科学理论之一,因为它能够精确地预测实验结果。然而,标准模型并不完美,还有许多问题是它无法解释的。

一直以来,物理学家的目标便是构建一个统一理论,用几个方程就可以描述万物,尽管这已经被证明是非常困难的。这些统一理论是建立在基本对称的假设上。什么样的对称性能够统一基本力中的电弱力(电磁力和弱核力的统一)和强核力,物理学家还不知道。但是寻找这样的一个“大统一理论”是物理学中一个活跃的领域。

一个好的大统一理论能够预言宇宙中的质子和中子从何而来。质子和中子这两种粒子被称为重子,重子的总数应该是守恒的。在实验上,科学家寻找的是质子是否会发生衰变。如果我们观测到质子衰变,那么我们就会知道重子数是否真的守恒,这是大统一理论的关键线索。

但是,当我们寻找超越标准模型的理论时,物理学家发现了一种隐藏的对称,称为超对称,这是许多大统一理论的核心。超对称是建立在统一两组主要的基本粒子的基础上:费米子(比如电子和夸克)和玻色子(比如光子和希格斯玻色子)。它假设所有的费米子都有一个玻色子伙伴,反之亦然。

对称性是标准模型的基础。图中圆圈部分代表了标准模型中的粒子,比如光子和电子。外围则是超对称理论提出的假想粒子。

超对称优美地解决了许多标准模型无法解决的问题,因此大型强子对撞机(Lhc)的首要任务便是寻找超对称的迹象。但到目前为止,科学家还未发现这样的粒子,尽管人们对探测寄予厚望,一些物理学家开始质疑超对称的正确性。也许对称性只能让物理学家走到这一步。

这一观点让一些物理学家左右为难。如果这不是一直以来的指导原则——即越对称越好——那么指导原则究竟是什么?

尽管这个局面令人沮丧,但对称性在物理学上仍然保持其光芒。诺特定理是发展量子引力的潜在理论的必要工具。量子引力理论把两种截然不同的理论——广义相对论和量子力学——结合在一起。诺特的工作帮助科学家理解在这样一个统一的理论中可以出现怎样的对称性。

在众多理论中,有一个候选者依赖于两种互补理论间的联系:二维表面的量子理论可以作为三维弯曲时空中量子引力理论的全息投影。这意味着,三维宇宙中包含的信息,可以编码到环绕它的二维表面上。

试想一下,一瓶汽水罐的标签上描述了罐中每个气泡的大小和位置,并列出了这些气泡是如何合并和破裂的。一个好奇的研究人员可以利用罐子表面的行为来了解罐子内部的情况,例如计算摇晃罐子时可能发生的事情。对于物理学家来说,理解一个更简单的二维理论可以帮助他们理解发生在三维物体内部更复杂的情况。(这种全息原理(holographic principle)适用的量子引力理论被称为弦理论,在弦理论中,粒子是通过振动的弦来描述的。)

在一个描述粒子二维空间行为的理论可以作为三维量子引力的全息图。这就像仅仅通过阅读标签就能研究汽水罐里面的气泡一样。

物理学家daniel harlow说:“诺特定理是这个故事中非常重要的一部分。”二维量子理论中的对称性出现在不同背景下的三维量子引力理论中。通过一种令人满意的转换,诺特第一、第二定理被连接起来了:描述二维空间的第一个定理,与描述三维空间的第二个定理有着同样的表述。这就好比有两个句子,一句是中文,一句是英文,在翻译的时候意识到它们用不同的方式表达了同一件事。

诺特的工作彻底改变了我们理解宇宙的方式。当你下次阅读到关于宇宙暴胀理论、超对称粒子、或者一切跟万有理论相关的进展时,都应该想到艾米·诺特,她的定理是所有这些理论的核心概念。

随梦书屋推荐阅读:灵气复苏,我有变身次元少女系统天灾合成大师[综]我的女朋友是天师全能相师最强巫女是男生[综漫]游戏入侵:我吞噬亿点属性怎么了[综漫]最强巫女是男生第四天灾:玩家对抗玩的就是真实网游:狩猎时代,我即是杀神求生:开局战五渣,全靠宠物带躺森林深处的星光:居某的睡前故事盛眠傅燕城前妻攻略傅先生偏要宠我最新章节在线阅读小巷人家:重生吴珊珊的逆袭之路王者:别人教练费脑,你费命开局获得暴击系统谁敢跟我比物资如懿传卫嬿婉重生之浴血而归镇龙棺,阎王命颜语新书寒门败家子王渊李诗涵三年才找到打开系统的正确方式监狱二当家综影视:审判宣言姜若烟战景妄闪婚后疯批战少每天缠哄我生崽免费阅读全文我是一个菜鸟四合院:为了棒梗你分手?分就分金币爆率100倍,我骄傲了吗?王渊李诗涵崩原铁:观影二创降临我在修仙界大器晚成网游:刚开局就超神了枭雄齐等闲假千金下山替嫁,真大佬夜夜求卦带S级球娘美少女举起世界杯逃荒捡到锦鲤小福宝,全家都旺了网游之五行真龙星铁:创世女神见闻录怪道胡宗仁苏秦顾宁小说全文完结阅读免费百日情人:总裁,请绕道网游之天下第一重来一次,不再说不反派兵王HP最爱伦敦腔三国领主:开局自投巨蟒口中江湖异界行方舟:我有三倍加速系统开局无尽冬日,我靠盲盒闯天下海贼王之海域骄雄开局信仰负十,你让我当神父?全职明星
随梦书屋搜藏榜:权爷撩宠侯门毒妻英雄联盟入侵异世界王者荣耀之完美世界一个教练家里养个狐狸仙凹凸:这个神明太过病弱王者荣耀:陆神有礼了玛法大陆之游戏入侵末世元年,我在高塔修无敌!许雨晴沐长风免费阅读全文最新章节盛世白莲自救系统苟在新手村半年,出来震撼三国怒充百亿我成了全服公敌都市之仙帝归来从执教皇马开始网游:他怎么那么多高强极品装备我真是个剑客全息吃鸡大主播七零之为了好生活每天都在哄疯批免费阅读小说星战女武神全民:我神话装备加技能怎么了寿命抽奖,可是我是永生者呀!全民穿越:亡灵领主龙族之赤红破碎斗破苍穹之无上之境萧炎全文完整版每日医案我的灵气侧漏了极品小渔民从现在开始当男神我,怪谈制造者我能看到所有BOSS掉落求生:从一座破铁屋开始陆清清盛明羲小游戏其乐无穷樱花飘落时,会有美少女表白网游之寻宝猎手逆水寒手游:绑定系统后暴富了天朝之梦峡谷相逢默神胜我一定喜欢你!登陆数码世界末日之吞噬万物你是我的必不可少金币爆率100倍,我骄傲了吗?克系迷雾:二次元宅女的沙盒求生这斗罗啥画风啊位面供应商柯南琴酒都是我哥,见一面怎么了[综]本虚不是召唤兽这个妖孽有点坑
随梦书屋最新小说:斗罗v:我的武魂是圣主开局觉醒超神级剧毒天赋2025重生之我做上海商铺中介仙不仙原神:探寻璃月的隐秘都市游戏之王重生棒梗,带贾家发家致富改变世界从双城之战开始甜翻,傅总的小鬼喂养指南穿书:主角和反派都是我三生三世:素绵重生归来快穿攻略:点满男主的撒娇技极夜求生:开局获得寻宝罗盘莲花楼里起相思精灵世界:烈焰之旅快穿之一线生机抗日之铁血神枪从穿越火影开始成为最强的忍者网游之重生为魔弑诸神击败梦之队,我统治篮坛医生,不仅看病救命还可以杀鬼子第五人格:民间队爆杀职业队英雄联盟之冠军男友督军两口子去哪儿了甄嬛传之胤禛养母孝懿皇后重生星路战纪游戏融合:千亿战力,战千亿神明迟钝炮灰被主角抱在怀里亲懵了快穿:我家宿主又又掉主神窝里了奥特编年史一入网游成大神NBA:谁说我是最强克猩空间通末世:囤亿万物资养个战神夭寿了,我在游戏养了个修真女友一见钟情之后钓系大小姐对我勾勾快穿之我为反派挥金如土重生之不留遗憾,我要当太后不是废武魂也想拜师?我专教废物吊打天才!柯南:从游戏开始LOL:开局中单被限制出境择膏粱恋恋时光簿龙珠超之仙人模式癫!糊咖竟被影帝骗回家亲懵了当调查一队来了个天才画家职场逆袭女重生之我用ai发扬伟大红色精神红色绿茵场:红魔密码小侍郎重生后被戏精王爷叼回家啦重生之我在沈阳