科学|加瑞特 · 里斯真的发现了万物理论吗？( 二 )
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最终 ， Atlas项目将E8计算分为多个部分 ， 并将它们分配给其他计算机 。 他们从每个部分获得不完整的答案 ， 然后将它们拼凑到Sage超级计算机中 ， 这花了77个小时来完成任务 。 关于Sage的能力 ， 这无可奉告：如果将E8公式和由此产生的答案以小字体写在纸上 ， 那么该纸将覆盖7平方英里的区域 。
尽管Atlas项目是第一个实际绘制E8的项目 ， 但多年来数学家们已经知道对称形状的存在 。 物理学家也是如此 ， 有些人甚至把E8当作所有事物的可能理论 ， 但没有一个像里西那样接近 。
那么 ， 对称形状如何成为宇宙的关键呢？首先请记住 ， 几何形状仅仅是数学公式的图形表示 。 这适用于您在高中数学课或壁球比赛中构建的菱形 。 这是一种用数学表达的图案 ， 绘制时会形成形状 。 从这个意义上讲 ， E8可能是所有力和粒子都适合我们宇宙的框架 。
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困惑？考虑自己是俱乐部的一部分 。 加瑞特 · 里斯、E8和万物理论都是令人头疼的东西 。 但是里西实际上使用相对基本的数学将E8用作一切理论的可能关键 。
里斯并不是第一个将E8（一个相互关联的248维对称物体）视为万物理论的可能钥匙的物理学家 。 但是他想出了一个聪明的方法 ， 可以克服增加引力的棘手问题 。 在他尝试之前 ， 物理学家普遍认为 ， 引力无法像电磁学一样以数学方式表达 ， 而强和弱核力也可以 。 这有点像将中文和西班牙文的段落组合在一起 ， 并尝试仅使用英语-西班牙语词典将结果文档翻译成英语 。
但是里斯听说过1977年发现的一种表达引力的数学方法 ， 称为MacDowell-Mansouri引力 。 使用此表达式 ， 里西可以使用数学表达式将引力、电磁力以及弱和强核力插入E8中 。
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宇宙中的所有四种力都会对所有最基本的亚原子物质形式（称为基本粒子）产生明显的影响 。 当这些粒子与力载体（称为玻色子）相互作用时 ， 它们变为不同的粒子 。 例如 ， 当最基本的量子粒子之一——轻子——遇到弱力玻色子时 ， 它将变成中微子 。 与光子（带有电磁电荷的玻色子）相互作用的轻子变成电子 。 因此 ， 尽管最基本的粒子数量有限 ， 但是当它们遇到不同的力时 ， 它们会变为其他不同的粒子 。 而且 ， 对于每个粒子 ， 都有同样不同的反粒子 ， 例如反夸克或反中微子 。 这些总共构成基本粒子 ， 共有28个 。
基于每个粒子具有的电荷 ， 这些不同的基本粒子中的每个粒子都有八个分配给它的量子数 。 这使得不同的粒子数达到224 。 这些数字帮助里斯使粒子适合E8模型 。 虽然E8以一种方式表示为248维对象 ， 但也可以表示为具有248个对称性的8维对象 。 里斯在八个维度内使用E8进行计算 。 对于剩余的24个未装满已知粒子的地方 ， 里斯使用了尚待观察的理论粒子 。
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再看一下E8 ， 请注意线是如何从每个点辐射的：
里斯将这248个点中的每个点分配给一个粒子 ， 使用基于其电荷的八个数字作为八个维度内的坐标 。 他发现 ， 与E8组中的对称性一样 ， 量子粒子在对称物体内也具有相同的关系 。 他希望他已经找到一种破解一切理论的方法 ， 因为当他旋转充满受力影响（包括重力）量子粒子的E8时 ， 他发现了粒子和力之间出现的模式——光子与轻子相互作用例如 ， 产生了电子 。 E8点上显示的连接与我们物理世界中粒子之间的真实已知连接匹配 。
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