忽略另外一个看不见的维度没有什么不对,不仅仅是视觉效果,即使 是物理作甩,如果微小到难以察觉,也常常可以忽略。科学家们在阐述自 己的理论或进行计算时,常常忽略(通常是无意识地)一些微小到不可察觉 的物理过程。牛顿的运动定律在他能观测的距离和速度上是有效的,他不 需要广义相对论的细节仍作出了成功预言;生物学家研究细胞时,也不需 要了解中子里的夸克。 挑选相关信息,略去细枝末节,这是一种实用主义的做事方法,我们 每个人每天都会这样做。这是一种应对过多信息的办法,对于你所看到、 听到、尝到、闻到或摸到的任何东西,你都可以选择,是细细品味不放过 任何一个细节,还是只需了解其“大概”,抓住主要特征?无论是欣赏油 画、品味美酒、阅读哲学,或是安排下次旅游,你都会不由自主地将自己 的想法按照兴趣归类——可能是大小、口味。也可能是观念,而当时你并 未发现这些归类有什么相关。适当的时候,你会忽略一些细节,以便将精 力集中在你感兴趣的问题上,而不至于被一些无关紧要的细节所迷惑。 这种摒弃细微信息的过程应该并不陌生,因为它实际上是我们人类一 直在做的一个概念的跳跃。以纽约为例,身居这个繁华都市的纽约人都能 够看到曼哈顿的细节和变化。对他们来说,闹市区更为繁荣、古老;街道 更为弯曲、狭窄;而城郊为了方便人们居住建造了更多的房产,还有中心 公园、许多博物馆。尽管对外人来说,这些差别实际是很模糊的,但在这 个城市之内,它们却真实存在。 但想想远离纽约的人是怎么看的:对他们来说,纽约就是地图上的一 个点,也许是一个重要的点,一个有着鲜明特征的点,但仅此而已。即便 各不相同,可在别处看来,‘比如说中西部或是哈萨克斯坦,纽约人就只 有一个类别。当我提起这个比方时,住在闹市区(具体来说,是西村)的表 弟大为不满,不愿将居住在闹市区和城郊的纽约人归为一类,这更证实了 我的观点。但任何一个非纽约人都会告诉他,对并不生活在他们中间的外 人来讲,其间的差别实在太小,真的无关紧要。 在物理学中,正式使用这种直觉并以相关的距离或能量来划分范畴已 成为常规做法。物理学家接受这种做法,并为它取名——有效理论 (effective theory)。 有效理论集中研究那些在相关距离内产生“效果”的粒子和力,我们 不会用不可测量的描述超高能行为的参数来描述粒子及其相互作用,只用 那些与我们能探测的尺度相关的事物来构建我们的发现。任何一个距离尺 度的有效理论都不会深入探究作为其基础的小尺度物理理论的细节,它只 关注可望测量或是观察到的东西。如果某个事物超出了你所在尺度的精度 ,那么你无须考虑其详细结构。这种做法并非科学诈骗,而是忽略冗余信 息的一种方式,这是获得正确答案的一种“有效”方式。 当高维度的细节超出我们的能力时,所有人,包括物理学家在内,都 乐于回到三维世界。正如物理学家常常把一根电线当做一维对待一样,如 果额外维度极其微小,高维细节无关紧要,我们也常常以低维方式来描绘 高维宇宙。额外维度小到无法看见,这样所有可能的高维理论,我们都可 以通过这种低维描述来总结其可观察的效果。这个低维描述不受那些额外 维度数量、大小和形状的影响,足以实现很多目的。 低维的量不提供根本描述,但它们却是归纳发现和预言的简便方法。 如果你确实了解一个理论的短距离细节(即微观结构),就可以利用它们导 出发生在低能描述里的量,否则,那些量就只能是等待实验来确定的未知 数。 接下来的章节:我们将详细讲述这些观点,并探究微小、卷曲的额外 维度的作用。我们将首先探讨的那些维度非常微小,小到根本不会产生任 何影响;然后,当我们再次回到额外维度时,我们会探索庞大且无限延伸 的维度,它们彻底改变了我们现在描绘的这幅图像。P23-25
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