自然界的终极规律存在于8元数吗?
科学家们发现宇宙中存在电磁力、强核力、弱核力、引力这四大基本力。尽管擅长解释微观世界的量子力学与擅长解释宏观世界的广义相对论目前不能统一起来,也尽管刚刚去世的霍金宣布放弃“终极理论”,许多科学家依然相信这四种基本力可以用一个“终极理论”来解释。据最近一期的《麻省理工科技评论》报道,Cohl Furey最近在《欧洲物理学C刊》上发表的论文《SU(3)xSU(2)xU(1)(xU(1))
as a symmetry of division algebraic ladder opperators》为“终极理论”提供了新希望。令我惊讶的是,这位英国剑桥三一学院的数学家不仅是一位美女,而且还来自我们这里!看来我们这里,不止有不忍抛弃死去宝宝的鲸鱼,更有美女数学家为人类探索着终极真理!
数学家和物理学家们一直猜想,组成物质世界的作用力和基本粒子的规律可以用8元数来描述,但一直没有得到证明。Cohl Furey所发表的论文揭示了基本粒子物理学标准模型与8元数之间的关系。
熟悉数学的人都知道,实数是由有理数和无理数组成的,复数是由实数和虚数组成的,复数可以构成4元数,而4元数也可以构成8元数。数学家们发现,只有实数、复数、4元数和8元数可以定义加、减、乘、除这四种运算,因此这四种数又称为“可除代数”。许多物理学家认为,可除代数是物理规律的基础。实数是与我们日常生活关系最密切的数,也是横轴上所有的点。因为虚数被定义在纵轴上,所以复数的运算可以视为在二维平面上进行的。因为量子力学基于复数域,所以复数是量子力学的基本概念。4元数对应着四维时空,因此成为相对论重要的描述工具。8元数则对应着八维空间,那么它隐藏着宇宙的什么秘密呢?
早在上高中和初上大学时,Cohl Furey就被这些问题深深吸引了:宇宙中为什么是四种基本力?数学中为什么是四种可除数?这两组“四”是否有神秘的对应关系呢?在后来大学的课程中,Cohl Furey得知,8元数与基本粒子标准模型一样,都有一些怪异的特性。也许正是如此,科学家们一直猜测只有8元数才能描述标准模型。
目前,Cohl Furey所发表的标准模型只涉及一些而不是全部基本粒子和力,尤其是引力没有包括进来,但她非常有信心沿着现在的思路继续做下去。她说,如果研究不顺,她就打算带着心爱的手风琴去新奥尔良街头卖艺,来支持自己对8元数的研究。我衷心祝福她一切顺利!
2018年8月13日丁文父