哈佛大學理論物理學家、美女教授麗莎·藍道爾

通過粒子對撞機探索量子宇宙

▲科學家們試圖通過粒子對撞機探索量子宇宙，重現約140億年前誕生宇宙的大爆炸後的情形。

哈佛美女教授挑戰愛因斯坦，認為還有另一個神秘空間和世界存在———

在哈佛大學的一間實驗室裡，一位女教授正在做一個核裂變的實驗。突然，她發現一個微粒竟然離奇地消失得無影無蹤。它會跑到哪兒去？女教授大膽提出一個新的設想：我們的世界中存在一個人類所看不到的第五維空間。

這就是登上《時代》「100名最有影響力人物」之一，被公認為當今全球最權威的額外維度物理學家的哈佛美女教授麗莎·藍道爾。

麗莎·藍道爾大膽的設想立刻引起了國際物理學界的震驚。要知道，根據愛因斯坦的廣義相對論，人類生存的三維空間加上時間軸，構成的是「四維時空」。於是，哈佛美女教授挑戰愛因斯坦的消息一時傳遍了全球。

那麼，這個神秘的第五維空間到底是什麼？本報記者通過電子郵件聯繫到了這位美女教授麗莎·藍道爾。

實驗中的微粒離奇消失了

「在我的一次實驗中，一些微粒莫名其妙地消失了，我認為它們是跑到了我們看不到的另外的空間裡去了。它們其實離我們並不遙遠，只是很好的隱藏了起來。」麗莎·藍道爾說。

藍道爾將這個「我們看不到的空間」稱為「第五維空間」。

如果藍道爾所說的第五維空間存在，那麼為什麼我們會看不到它？藍道爾教授解釋說：「這個額外存在的維度非常微小，如果某些事物足夠的小，你就不能夠感受到它的存在。」

中國科學院理論物理研究所的研究員李淼給我們打了一個比方。這就好比我們看來就是一根線的物體，如果用放大鏡觀察，就可以發現其實裡面還有另外的世界———裡面的纖維有粗有細，有不同的方向。

這就是我們看不見藍道爾教授假設的第五維空間的原因，因為維度太小了。

美女教授挑戰愛因斯坦「四維時空」

麗莎·藍道爾的大膽設想震驚了國際物理學界。

有觀點認為，這位哈佛美女教授是對愛因斯坦提出了挑戰。因為根據愛因斯坦的廣義相對論，我們的世界是「四維」的。

李淼解釋說，「四維」是一個時空的概念。它是指人類存在的三維空間再加上一個時間。這是愛因斯坦在他的《廣義相對論》和《狹義相對論》中提及的概念。我們的宇宙是由時間和空間構成；時空的關係，是在空間的架構上，即在普通三維空間的長、寬、高三條軸外，又加上了一條時間軸。

李淼教授是國內研究高度空間的專家之一，他告訴記者，藍道爾教授的研究應該說是愛因斯坦「四維時空」理論的延伸。研究高度空間是為了將我們現在所知道的力統一起來。比如電磁力和引力，因為在我們這個低維度空間裡看起來表現形式不同的各種力，在更高維度的空間裡可能就是一個力。

第五維空間引出另一個未知世界

在藍道爾教授的理論中，如果第五維空間真的存在，那麼很可能還存在著另一個神秘的三維世界。

這就是說，我們人類生活在一個無限大的五維空間中，不過，我們只能感知到其中的四維———空間和時間，另有一個維度我們無法看見。然而，就在這五個維度共同組成的空間中，還有另一個不為我們所知的三維世界存在。

藍道爾告訴記者，那個「世界」的物質組成將完全不同於我們所能感知的這個世界———其化學成分和存在的力與我們的世界全然不同。它唯一與我們分享的就是重力。只有重力產生的能量，可以穿梭於兩個不同的「世界」。

目前，科學家們正在努力找出重力以外可以穿梭於兩個不同「世界」的其他物質。這樣一來，就可以找出存在於五維空間中的世界，甚至發現時光隧道。不過，藍道爾認為，人類目前還沒有能力離開賴以生存的這個世界。

「第五維空間」將被進行驗證

如果發現了第五維空間，就可以解決物理界一直以來的一個謎團：與電磁力和其他力相比，重力為什麼會如此脆弱？比如，一塊小小的磁鐵就可以將曲別針吸起來，要知道，磁鐵的對手事實上是擁有地心引力的整個星球！

藍道爾透露說，最快在明年，她就可以把「第五維空間」從假設變成全新的理論。

這是因為，歐洲原子核研究中心（CERN）目前正在瑞士和法國的邊境地下100多米深處，興建一台世界規模最大的大型粒子對撞機。粒子對撞機正式投入使用後，便可觀察是不是有粒子消失，進入了人類看不到的「第五維空間」。

延伸閱讀

粒子質量為何離奇增加

早在1919年，波蘭人T-卡盧茲就將愛因斯坦的廣義相對論推廣到「五維時空」。之後，另一位科學家O-克雷恩將其發展而形成了新的Kaluza-Klein理論。

藍道爾教授說，在Kaluza-Klein模型中，存在這樣一些粒子，它們的一些物理特性讓人們感到很奇怪，比如質量。在這個模型裡，這些粒子的質量總是莫名其妙地增加了。這些增加的質量是哪來的呢？

「我們認為，這些質量一定跟額外維度空間中產生的動力有關。」藍道爾說，「它們依靠額外空間中的幾何學存在，而這個額外維度空間可能就是看不見的第五度空間。所以，我們要想尋找第五度空間，其中一種方法就是尋找這樣一些粒子。」

奇人奇事

美女勇闖「男人的世界」

現年45歲的麗莎·藍道爾是美國哈佛大學理論物理學家。金髮碧眼的她擁有天使般的面孔和魔鬼樣的身材。

一直以來，深奧晦澀的理論物理學都被國際學術界視作「男人的世界」，然而這位美女學者卻敢於向這一世俗偏見大膽挑戰。麗莎研究的是引力、時空的額外維度和弦理論。她的代表著作《彎曲的旅行：揭開隱藏著的宇宙維度之謎》一書，由於深入淺出地談論了人類身處其中的宇宙的故事，一舉入選《紐約時報》2005年「100本最佳暢銷書」之列。

今年，麗莎被美國《時代》雜誌評選為全球「100名最有影響力人物」之一，被公認為當今全球最權威的額外維度物理學家。