李東就這麽站在床前。
楊先生已經睡過去了。
病房裏隻剩下心電監護儀的滴答聲。
“要是能親眼看到,這到底是為什麽,那該有多好。”
楊先生這句話還在李東的耳邊回響。
一個一百多歲的老人,用了一輩子的時間去畫圖紙,最後躺在病床上的時候,念念不忘的不是名利,而是一個“為什麽”。
這時翁博士走了過來,低聲說道:“楊先生需要休息了。”
李東點了點頭。
威滕教授也站了起來,輕輕將手稿放回了床頭櫃上。
兩人向翁博士點頭後就離開了病房。
這時李東才反應過來一件事,威滕教授住哪?他們從機場直接過來,連行李都還沒放呢。
李東剛準備給威滕教授開個房間,突然就想到什麽,於是他說道。
“威滕教授,您這次來也沒提前安排住處,一個人住外邊的話語言交流也不方便,要不讓燕大這邊安排一下?”
威滕笑著看著他點了點頭。
“客隨主便。”
李東也不管威滕看沒看出他的心思,直接就給龔校長打了一個電話過去。
嘟——嘟——嘟——
然後直到電話自動掛斷都沒有人接。
也是,現在都淩晨三點多了,龔校長手機開靜音睡覺也很有可能。
李東又翻出了另一個號碼。
高元林。
燕大 物理學院院長,華夏科學院院士。
電話響了四五聲才接通,那頭傳來一個明顯有些憤怒的聲音。
“李東教授。”高元林咬牙切齒的說道,“你要不要看看現在幾……”
李東直接把他的話打斷了。
“高院長能幫威滕教授安排一下住處嗎?他會在咱們燕大待一段時間。”
電話那頭一下就詭異的安靜了。
大概三秒鍾後……
“你說的威滕教授,是愛德華·威滕?”
“對。”
“好小子!把位置發給我,我馬上到!”
大概十幾分鍾,一輛黑色轎車停在了301醫院門口。
高元林打開車門,快步走了下來。
李東笑著迎上去:“高院長,這麽快?沒闖紅燈吧?”
高元林小聲湊到李東耳邊說了一句。
“你果然給我拐了個 物理教授回來。”
李東:???
然後高元林就沒再管李東的反應,而是突然大聲地用英語說道。
“哈,不愧是我們燕大物理學院出來的學生啊!不僅拿了菲爾茲獎,還去塞勒姆獎做頒獎嘉賓了。”
物院……菲爾茲獎……
這特麽就是說給威滕聽的呀。
李東滿頭黑線。
說完以後,高元林這才走過去和威滕握了握手。
“威滕教授,好久不見。”
“好久不見,高教授。”
兩人之前在國際物理的幾次行業會議上見過,雖然不算熟但自然是認識的。
高元林又說道:“威滕教授,您來京城怎麽沒提前說一聲?招待不周了。”
威滕歎了口氣。
“我隻是來看看楊先生的,李東教授邀請我去燕大做客也是臨時決定的。”
高元林點了點頭表示理解,然後回頭看了李東一眼。
“李東教授,楊先生身體怎麽樣了?前陣子我想去看望他醫生說最好不要有人打擾。”
李東也歎了口氣。
“情況不太好。”
他沒有多說。
高元林沉默了兩秒,也沒再追問。
楊先生的歲數擺在那裏,大家心裏多少都是有準備的。
隨後三人離開301醫院,高元林把威滕安排到了燕大博雅國際酒店。
由於時間實在太晚了,愛德華·威滕一臉疲色,所以高元林和李東也沒有過多逗留,打了個招呼就從酒店出來了。
路上高元林一個勁兒的拍著李東的肩膀。
也不說話,就傻笑。
李東無奈地瞥了他一眼。
“高院長,我肩膀要脫臼了。”
高元林不理他,繼續拍繼續笑。
兩人在校門口分了手。
李東回到藍旗營的時候,已經淩晨四點多了。
小區裏安靜得隻看得見路燈底下得一兩隻流浪貓的影子。
李東推開門一下子就躺在了床上,可就是一點睡意都沒有。
腦子裏全是楊先生那份手稿上的數字,以及老人睡前說的那句話。
他在床上翻了兩個身。
然後猛地坐了起來,來到書桌前打開了筆記本電腦。
睡什麽睡。
22歲,正是闖的年紀。
……
楊先生那份手稿的內容,早就在他的記憶宮殿裏了。
李東閉上眼睛,十幾頁手稿上的每一行公式、腳注以及推導的分叉都寫的清清楚楚。
楊先生和威滕想要知道為什麽物質場的荷被鎖定為+2/3、-1/3、-1、0這四個值,並且物質場必須以三的倍數成套出現。
現在的李東想要揭開這個謎題基本是不可能的,但是他也不準備放棄。
這篇手稿裏麵其實還很多懂東西,李東隻是一知半解,不過也沒啥,李東知道自己該去補什麽。
記憶宮殿與思維沙盤同時啟動,全功率運行。
規範場量子化的完整流程、反常多項式的逐項推導、纖維叢上聯絡與曲率的幾何含義、阿蒂亞-辛格指標定理在規範理論中的 物理應用、卡拉比-丘緊致化的基本思路、歐拉示性數與霍奇數的關係……
這些知識龐雜到連李東都啃到了早上十點,而且還隻是大概的啃透,不過楊先生的手稿裏的每一步推導動機、每一處舍棄合理性、甚至楊先生和威滕在某些地方選擇繞路而非硬攻的策略,他都能看懂了
至於那四個數字,+2/3、-1/3、-1、0。
李東幾乎是下意識就跳過了。
畢竟百年來,無數 物理學家早就將這幾個數字翻了個底朝天。
倒也不是說沒有東西可挖了。
而是剩下的東西,可能需要等十年、幾十年、甚至上百年以後的新工具出現才能挖得動。
李東也不至於自大到覺得自己什麽都能碰。
他這次的目標,是那個三。
前文說過,宇宙的基本物質由四種零件搭成:上誇克、下誇克、電子、中微子。
但這四樣隻是第一代。
自然界會莫名其妙地將同一張圖紙複印了三遍,搞出了三代物質。
第二代和第三代除了質量更重以外,所有量子數跟第一代完全相同,隻是它造出來轉瞬就會衰變,在日常世界裏毫無用處。
這件事困擾了物理學界八十多年。
李東嘿嘿一笑。
就它了。
……
接下來的幾天,李東把自己關在了藍旗營的房間裏。
他試了能想到的所有路徑。
第一條路,反常多項式直接約束。
反常相消的條件本質上是一組求和等式:把一代物質中所有費米子的荷代入,要求各階混合反常的跡全部為零。
李東逐項展開,把代數的套數n作為待定參數寫進去,然後試圖從方程中反解出n=3。
結果……
n根本就不出現在約束裏。
反常相消的條件對每一代物質內部的荷做出了嚴格的限製,但對“一共有幾代”這個問題,它的態度就是:隨便。
一代能平賬,一百代也能平賬。
代數這個量從頭到尾就沒有進入過這組方程。
就像一個模具,隻管每一塊餅幹的形狀對不對,至於你用它壓了幾塊餅幹,模具它根本不care。
於是李東又試了第二條路,規範耦合常數的重正化群演化。
三種基本力大家都知道,就是電磁力、弱力、強力,它們各自有一個常數來描述自身的強弱。
這三個常數在低能下差別很大,但隨著能量升高,它們會朝著彼此靠攏。
如果在某個極高的能量點,三種力其實是可以被統一成一種力的。
而代數n會影響三條線的斜率。
所以李東想看看,是不是隻有n=3的時候三條線才能交匯。
他算了一個下午,最後的結論是——不夠!
n=3的時候三條線確實大致能交匯,但n=4、n=5甚至n=6的時候,雖然交匯點的位置不同,但也沒有被嚴格排除。
重正化群隻能給出一個上界,n不能太大,否則漸近自由會被破壞,強力在高能下不再變弱,但它給不出唯一解。
它說的是最多不超過多少,而不是必須是三。
因此李東想用三種力來解釋三,也失敗了。
至於第三條路,第四條路,李東用了四維時空的拓撲指標定理和表示論窮舉。
毫無意外全部是死路。
所有方法都能複現三,但沒有一個能解釋為什麽是三。
這種情況,李東在攻 數學難題的時候從來沒遇到過。
數學再難,至少門是看得見的。
你可能一輩子打不開,但你知道它在哪。
而現在李東連門都找不到!
“有意思, 物理果然比數學有意思。”
李東幹勁十足,然後一天後……
“夠勁兒!”
又是一天後……
“我不行了……”
李東無能的把筆往桌上一放,滿桌的草稿紙攤成了一片。
他眼神呆滯的看著屏幕。
這時手機突然震動了一下。
李東依舊失神沒有沒管它,直到手機一直震動個不停,李東才皺了皺眉,拿起手機。
青龍學習小組裏……
【阿爾伯特·愛因斯坦】:@約翰·馮·諾依曼,約翰,你之前說的那個通用計算機,是不是有什麽問題?
【約翰·馮·諾依曼】:愛因斯坦閣下,我的機器沒有問題,怎麽了?
【愛因斯坦】:那你解釋一下,我讓這台機器去計算弦的高維空間向四維投影時所有可能的卷曲方式,它不好好算,反倒給我輸出了一堆莫名其妙的東西。
李東往上翻了翻聊天記錄,麵色變得有些古怪。
當初他在群裏給出弦理論平息愛因斯坦和波爾的爭吵時候,說過萬物最底層或許不是點粒子,而是一根根振動的弦。
當時玻爾和愛因斯坦都嗤之以鼻,而且還各自回去算,想要打李東的臉。
當然,玻爾那邊他是叫泡利和海森堡去算的。
看這個架勢,是算完了?
就在這時候,海森堡也出來了。
【維爾納·海森堡】:我這邊的計算報告已經整理出來了。
【海森堡】:之前李東教授提出的那個高維弦振動假說,我們讓馮·諾依曼的機器對所有可能的緊致化構型進行了係統窮舉。
【海森堡】:總共枚舉了17000餘種六維緊致空間的拓撲構型。
【海森堡】:其中16900多種,在將維度從十維壓縮到四維之後,會產生無法消除的量子反常。
【海森堡】:存活下來的構型還不到一百種。
【海森堡】:而且我還發現所有存活下來的構型,無一例外地呈現出兩條共同規律。
【海森堡】:第一,物質場的電荷取值被完全鎖定,隻有+2/3、-1/3、-1、0這四個固定的數值,如果把其中任何一個替換成別的數字,這個構型的反常立刻無法相消,理論當場死亡。
【海森堡】:第二,物質場必須以三的倍數成套出現,不是三的倍數,理論同樣會坍塌。
【海森堡】:最後,我還觀察到一個現象,那些存活的構型,不管你怎麽調整它們內部的規範群選取,怎麽更換物質場的具體表示,套數始終不變,唯一與套數直接相關的,不是四維場方程裏的任何參數,而是那個六維緊致空間自身的一個整體幾何量。
【海森堡】:這個量類似於歐拉先生的多麵體公式,一個多麵體有多少個頂點、多少條棱、多少個麵,不管你怎麽拉伸變形,頂點數減棱數加麵數始終等於二,緊致空間也有一個類似的全局不變量,叫作歐拉示性數,存活構型的物質場套數,恰好等於這個歐拉示性數絕對值的一半。
【海森堡】:但我無法解釋為什麽會這樣。
緊接著,泡利也冒泡了。
【沃爾夫岡·泡利】:我做一個補充。
【泡利】:我試過從四維規範場方程的內部去推導物質場的套數,具體來說,就是在四維理論裏窮舉所有可能的費米子配置,看能不能找到一組方程來約束“套數必須等於某個特定的值”。
【泡利】:結論是:推不出來。
【泡利】:四維場方程對套數不施加任何限製,你往方程裏放一套物質場,它是自洽的,放一百套,它還是自洽的,套數這個量根本不是四維方程的管轄範圍。
【泡利】:所以我認為,決定套數的那把鑰匙,不在方程裏,它在那個六維緊致空間的幾何形狀裏。
【海森堡】:泡利說得對,我們手裏的所有工具,微擾展開、費曼圖、重正化,都是用來解方程的,可這個問題的答案,寫在幾何裏,不在方程裏,這條路,我們走不通。
李東看著這些消息,心裏一陣發涼。
又是這四個數字,又是三的倍數。
和楊先生、威滕在手稿中得出的答案完全一樣。
但是走的卻是兩條截然不同的路。
楊先生和威滕走的是四維規範理論,在四維時空的框架裏枚舉物質場配置,用反常相消做篩子。
群裏的大佬們走的是高維緊致化,從十維弦理論出發,窮舉六維緊致空間的所有拓撲構型,看哪些能在投影到四維之後存活。
兩條路一條從下往上搭,一條從上往下切。
而最後的結果都指向了同一組數字。
這不太可能是巧合。
但也恰恰因為結論相同泡利那句話就更加刺耳了:這條路,走不通。
就在他消化這些信息的時候,馮·諾依曼發了一條消息。
【馮·諾依曼】:抱歉各位,我稍微打斷一下,我是搞計算和 數學的,不太懂你們 物理學家的語言,這些結論意味著什麽?
【愛因斯坦】:約翰,這意味著這套理論病了。
【愛因斯坦】:之前密立根閣下的油滴實驗告訴我們,自然界的一切電荷都是基本電荷e的整數倍,而我們現在做出來的是1/3電荷和2/3電荷,這種東西在實驗中根本不可能被觀測到,它們是幽靈。
【愛因斯坦】:而且最讓我無法容忍的是另一件事,為什麽明明是完全相同的物質,宇宙要複製三份?宇宙是簡潔的,它從來不做多餘的事。
一套零件就足以構成世界上的一切物質,它憑什麽要原樣複製三遍?這違背了我對自然界的全部理解。
這個時候玻爾也出現了。
【尼爾斯·玻爾】:難得啊,阿爾伯特,這一次我和你意見一致,一個既違反電荷量子化定律、又憑空捏造冗餘物質的理論,它甚至沒有資格被實驗否定,因為它不是 物理,它是數學的幻覺。
【泡利】:我早就說過,這連錯誤都算不上。
然後四個人齊刷刷地艾特了李東。
@李東教授
李東:……
李東看著群裏的消息……
這特麽是要造反?
1/3電荷是幽靈?在實驗裏不可能出現?
他太想告訴這群大佬了,1/3電荷真實存在的。
斯坦福的深度非彈性散射實驗已經從質子內部轟出了點狀結構,分數電荷是被加速器確認過的事實。
三代物質也是真的,標準模型裏的第二代、第三代粒子全部被實驗觀測到了。
繆子、陶子、奇異誇克、粲誇克、底誇克、頂誇克,一個都不少。
可他解釋不了為什麽。
你不能隻告訴愛因斯坦和玻爾“實驗說它存在”,就指望他們接受。
這幫人活在實驗數據出來之前的年代,他們要的不是結論,是從第一性原理推導出來的邏輯鏈條。
所以李東必須要告訴他們“為什麽”才行。
而“為什麽”,恰好是李東自己這幾天翻來覆去找不到的東西。
麵對一群大佬的艾特,李東心裏確實有點發虛。
但轉念一想被這麽多大佬挑戰,那不是很有趣的事情嗎?
於是李東隻回複了四個字。
【李東教授】:你們等著。
發完這句話,李東就把手機放到了一邊。
雖然李東說話很硬氣,但是剛才大佬們說的那些話,其實對他是有啟發的。
就像泡利說的那樣,四維的工具根本找不到這道門。
想到這裏,李東也不再好高騖遠的去直接證明為什麽是三了,主要是他差的工具太多了。
關於卡拉比-丘流形的精細拓撲分類、歐拉示性數與手征費米子指標的對應關係,這些東西,全世界也沒有幾個人能真正吃透。
但總不能因為山頂太遠就不邁步了吧。
那就從那四個數字開始,踏出第一步。
+2/3,-1/3,-1,0。
四個數字,選哪一個?
前麵三個,李東已經分析過了。
+2/3和-1/3是誇克的分數電荷,-1是電子的整數電荷,這三個數值之間通過反常相消條件緊密咬合在一起,改動任何一個,另外兩個必須同步變化,否則整套理論立刻崩塌。
想要理解它們為什麽必須取這些值,就必須同時理解三者之間的全部耦合關係,這等於把整個標準模型的荷結構一口氣啃下來。
而0,是中微子。
電荷為零意味著它完全不參與電磁相互作用。
色荷也為零,意味著它也不參與強相互作用。
整個標準模型裏的三種基本力,中微子隻跟弱力打交道,跟剩下兩種力毫無瓜葛。
這讓它在四個零件中顯得格外孤立,也格外的簡單。
當然,簡單是相對的。
放在任何一個正常 物理學家的麵前,“中微子的電荷為什麽恰好是零”這個問題,照樣能搞一輩子。
但至少跟另外三個比起來,它的約束網絡最稀疏,牽扯的耦合結構最少。
從最簡單的零件開始拆。
把零搞清楚了,再回頭去碰那三個更複雜的家夥。
一步一步來,急不得。
不然永遠站在山腳下仰望,永遠到不了山頂。
……
做完這個決定以後,李東感覺思路前所未有的清楚,要解決0的問題,首先……是想去吃飯!
這幾天李東天天就吃一桶泡麵,有一天甚至還忘了吃,所以在正式攻克0之前得先去吃點正經的東西了。
他換了件衣服就往燕大食堂走去。
剛走到農園食堂門口,就看到了高元林。
高元林也看到了他,快步走過來,壓低聲音說了一句。
“哎,你能不能把威滕教授也像彭羅斯教授那樣留在燕大?