我想在这次演讲中描述一个激动人心的新机制,它可能改变我们关于宇宙和实在本身的观点.这个观念是说,我们可能生活在一个更大空间的膜或者面上.
膜这个字拼写为BRANE,是由我的同事保罗·汤森为了表达薄膜在高维的推广而提出的.它和头脑是同一双关语,我怀疑他是故意这么做的.我们自以为生活在三维的空间中,也就是说我们可以用三个数来标明物体在屋子里的位置,它们可以是离开北墙五英尺离开东墙三英尺还比地板高两英尺,或者在大尺度下,它们可以是纬度、经度和海拔.在更大的尺度下,我们可以用三个数来指明星系中恒星的位置,那就是星系纬度、星系经度以及和星系中心的距离.和原来标明位置的三个数一样,我们可以用第四个数来标明时间.这样,我们就可以这样把自己描述成生活在四维时空中,在四维时空中可以用四个数来标明一个事件,其中三个是标明事件的位置,第四个是标明时间.
爱因斯坦意识到时空不是平坦的,时空中的物质和能量把它弯曲甚至翘曲,这真是他的天才之举.根据广义相对论,物体例如行星企图沿着直线穿越时空运动,但是因为时空是弯曲的,所以它们的路径似乎被一个引力场弯折了.这就像你把重物代表一个恒星放在一个橡皮膜上,重物会把橡皮膜压凹下去,而且会在恒星处弯曲.现在如果你在橡皮膜上滚动小滚珠,小滚珠代表行星,它们就围绕着恒星公转.我们已经从GPS系统证实了时空是弯曲的,这种导航系统装备在船只、飞机和一些轿车上.它依靠比较从几个卫星来的信号而运行的.如果人们假定时空是平坦的,它将会把位置计算错.