Just Another Really Good Episode with Brian Greene
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查克，你和布莱恩·格林的谈话你恢复过来了吗？说实话，我很惊讶我现在还能和你说话。你看起来好像在那里气坏了几个活塞。不止是活塞。这太令人震惊了，简直是难以置信。就像血从你的眼窝里喷出来一样。你的大脑说，我受不了了。好吧，你和布莱恩聊起来的时候，伙计，我得告诉你，很难跟上。我不知道。好吧。

欢迎来到 StarTalk。您在宇宙中的位置，科学和流行文化在这里碰撞。StarTalk 现在开始。这是 StarTalk。

尼尔·德格拉斯·泰森，你是一位私人天体物理学家。我和查克·奈斯在一起。查克，宝贝。你好吗，尼尔？好吧。好吧。你知道你今天要谈论什么吗？我不知道。谈论物理学的唯一方法就是和布莱恩·格林一起谈论物理学。这是真的。谢谢。你必须，你知道，你不能。除非你和布莱恩·格林一起谈话，否则它是空的。绝对的。而且他就在街对面。

在哥伦比亚大学。你是一位双教授，物理学教授和数学教授。没错。哇。你为此拿两份工资。但我从不参加系务会议。我总是说我在另一个系。这很酷。对不起，我不能。我今天是数学。所以你是……

几本书的作者，《直到时间的尽头》。那是你最近的一本吗？是的，这是我最近的一本。那是多久以前出版的？2020 年，正好在大流行期间。以《直到时间的尽头》为书名，真是个好时机，对吧？我认为大多数人如果认识你，都会知道《宇宙的优雅》。

还有一本，《宇宙的结构》。是的，绝对的。那是下一本。隐藏的现实。是的，那是关于多重宇宙的。对。伙计，所以他完全沉浸其中。我相信宇宙的结构是花呢的。花呢？缎纹。缎纹。所以欢迎回到节目。谢谢。这就像你的……

不止是三连冠，我认为，在这一点上。是的。哦，上帝。而且你参与了很多事情。你正在写书。除了当教授，你还在写书。我们是不是已经度过了你……的第 15 个年头？

世界科学节？你做了多少年了？没错。我们从 2008 年开始。所以如果你只是减去，甚至会多一点。但大流行改变了一些事情。大流行，是的。是的，我们即将迎来大概第 15 届现场活动。祝贺你。尽管在纽约举办并称之为世界科学节有点大胆。但我们不只在纽约举办。我们也在澳大利亚举办。

我们在阿姆斯特丹、莫斯科举办过活动。我什么也没有。在意大利，在西班牙。我知道。我试着。顺便说一句，纽约就是世界。说实话。对于任何在听的听众，我很抱歉。你去巴黎，你会发现巴黎人。你去英国，你会发现英国人。但你来到纽约，你会发现所有人。大胆的做法就像……

宇宙科学节。是的，你知道，那样你就有道理了。好吧，祝贺你把它带到世界各地。谢谢。或者把它带到世界各地。我最喜欢参加的几次活动中，最让我享受的是努力以有意义的方式将艺术融入其中。有很多艺术家，我后来会了解或不了解

罕见的，他们受到科学、宇宙和发现的启发。他们将创作舞蹈和音乐。你会有这些环节的混合。我们会的。我们会的。我的意思是，目标是让科学感觉与我们生活中的一切都息息相关。当然，文化是其中很大一部分。文化和艺术对每个人都很重要。事实上，现在有了人工智能，我们正在做一个关于人工智能时代的艺术的节目。那么，人工智能如何改变艺术家处理作品的方式以及科学家对艺术的思考方式呢？我们将会有更多失业的艺术家。是的，好吧。但这很有趣，人们这么说。这没有报酬。

他们只是不会被制造出来。是的，但是每当出现新技术时，比如照相机，人们就会说，好吧，现在你不再需要艺术家了，因为任何人都可以点击一下。但是有一些艺术家使用相机来创作凡人无法创作的东西。也有一些画家实际上会拍一张照片，然后他们会画出这张照片，而不是让某人来画肖像。但这并不是最重要的事情。最大的作用力是你不再需要艺术家来

来描绘现实，因为当然相机捕捉到了这一点，所以这解放了艺术家，没错，来描绘印象现实，确切地说，它不是场景看起来的样子，而是场景感觉的样子，重要的是诠释，这是巨大的，我的意思是，这就是在如此多的表达中的魔力，对吧？这是我们如何处理它，而不是仅仅字面地描绘出那里存在的东西，所以

很多人预测人工智能将创造一种新型艺术，就像相机一样。就像相机一样。它必须脱颖而出。我认为人工智能只是加速了创造力。它并没有取代它，因为发生的事情是，你有一些关联是在你作为人类可能最终在数年时间内才能建立的水平上建立的，但计算机可以做到这一点

几乎是瞬间完成的。然后你拿着它说，嗯，这对我来说意味着什么？好吧，所以它推动了你前进。推动你前进。是的，但另一方面是，如果你有一台电脑创造了这么多，有很多

你知道，你必须区分开来。千真万确。是的。即使是人们自己做的时候，也有谷壳。不，这是真的。是的。你在纽约市出生和长大。是的，就在我们现在坐的地方对面。你去了史岱文森高中，这是一所专门从事科学的私立高中，就像布朗克斯科学高中一样。事实上，他们是竞争对手。没错。他们就像知识上的竞争对手。你认为我们为什么时不时地互相较量？我总是输给他们。如果你……不喜欢一本书，那本书里就没有方程式。这是真的。这很奇怪。是的，我应该说这已经改变了。所以你读过小说。现在偶尔会读。这意味着你对数学的思考比对文字的思考更深入。是的，但我对这句话要做的一个改变是，当涉及到科学课的书籍时。如果书里充满了文字，

我觉得，哦，不，这门科学课会有很多解释。但如果它充满了方程式。我想，不，这是严格的。这将是具体的。这将是我可以掌握的东西，因为我不必解释。我可以真正地参与方程式。哇。所以在历史课或文学课上，你……

你会因为你所要求的任务而泪流满面。——好吧，再说一次，这主要只是针对科学。但你完全正确。你对历史课或英语课采取了一种不同的心态，当我年轻的时候，我对此并没有充分的认识。这是绝对正确的。当我长大后，尤其是在我大学毕业的那一刻，我对自己说，

我认为我只是接受了技术教育，而不是学习关于世界、生活和人类的东西。我有一段时间陷入了困境，因为我想，我做了什么？

这真的改变了一切。文字已经成为我与世界互动的方式中不可或缺的一部分。你认为呢？我的意思是，鉴于他四本畅销书，文字很重要。这就足够了。如果你想和不是物理学家的人交谈。如果你想真正了解某人的本质，而不是量化某种抽象或客观现实的品质。好的。是的。好吧，我认为这是一个……

这是一个开明的姿态。是的，我已经到了。我花了一段时间。所以，我想做的是跟进。我们有一个宇宙疑问，我没有答案。哦，不。我们开始吧。好的。我说，你知道，我不知道。我们必须把布莱恩·格林请到这里来。我们必须请大人物来。好吧。如果我记得问题的话，那就是，如果夸克……

掉进黑洞里会发生什么。你有一对夸克。是的。我们只在夸克对中发现过它们。是的。好的。在普通的实验室里，如果你把它们分开，想要把它们拉在一起的力量就会增强。

当你习惯了引力和其他距离使某些东西变弱的东西时，这听起来很奇怪。但它们就像非常令人毛骨悚然的同卵双胞胎。就像你有没有见过非常令人毛骨悚然的同卵双胞胎？他们一起说话的地方？他们一起说话的地方？一起走路？他们有自己的语言。是的，是的，是的。好的。对。所以，但这有点像橡皮筋。

是的。当你拉伸菱形带时，力就越大。是的，它们之间的胶子力。胶子力。它由胶子结合在一起。好的，所以现在我把它拉开，就会有一个断裂点。

据我了解我的核物理学知识，它会以你投入的精确能量断裂，从而从这种能量中产生另外两个夸克。是的。所以现在我有四个夸克。夸克-反夸克对。对。谢谢。好的。对。好的。所以现在。所以你想看看会发生什么。现在你把一对夸克送进黑洞。

它被分裂了，我们制造了另外两个夸克。是的。谢谢。这非常好。你继续这样做，它们……那么夸克不会吞噬黑洞的整个引力场吗？是的。然后你就不会留下黑洞了，你只有一团夸克。你必须意识到，首先，我们仍然不知道……

黑洞奇点的物理学还不够好。为什么我还要现在邀请你到这个办公室来？所以，我希望有一天，有一天我会祈祷我能坐在那里告诉你黑洞奇点发生了什么。下次带一个知道的人来。但是事情是这样的。不幸的是，地球上没有人知道答案。好的。当我们把数学追溯到黑洞的实际奇点时……使用……

爱因斯坦广义相对论。使用爱因斯坦广义相对论，甚至是一些来自近期思考的修改，我们仍然没有真正理解会发生什么。我应该说有一些想法。有一些想法，我不知道你是否听说过，叫做模糊球，那里实际上并没有奇点，黑洞实际上是一个更模糊的物质集合。所以人们提出了一些想法。这使得你的数学结果正确。使数学结果正确，但我们不确定它是否正确。当他们说黑洞是……

黑洞中心的奇点是上帝除以零的地方。是的，那是史蒂芬·霍金的俏皮话之类的。他说过吗？我认为是的，你知道。你记得为什么除以零会爆炸吗？好吧，它不会奏效。对。实际上，从某种意义上说，这是字面意思，因为如果你计算所谓的标量曲率，这是一个

它表征空间区域的扭曲程度。好的。当你去到黑洞中心时，它确实会趋于无穷大，就像当你除以零时，它会趋于无穷大一样。事实上，它以你距离的六次方趋于无穷大。所以我们非常清楚黑洞中心的行为有多糟糕。所以它很快就会趋于无穷大。它很快就会趋于无穷大。这太疯狂了。是的。所以如果你问如果某些东西只是在黑洞中心被压碎，会发生什么，

我们还无法真正回答。那么，当夸克-反夸克对进入时，潮汐力是否会产生额外的夸克-反夸克对？当然。然后你就会有夸克的增殖。让我发出一些声音。所以可能会有云，也可能在它撞击之前会形成某种云。最终，我们相信它会撞击奇点，无论这意味着什么，因为我们还不真正知道奇点是什么。如果它是一个模糊球，你可以有一个模糊球或夸克。

可能。或者模糊球可能会对软木-反软木对产生略微不同的影响。也许在……影响。影响它，是的。影响。是的，没错，就是这样。所以这是一个非常好的问题，但它必须完全等待对中心真正发生了什么的充分理解。好的，所以我无法回答它并不是……

仅仅是我的无知，而是地球上所有人类的完全无知。是的，而且有……所以我对此感觉没有那么糟糕。我应该说，还有很多很多类似的问题我们仍在努力解决。例如，我们相信当任何信息落入黑洞时，我们相信信息不会被破坏。但有一段时间，史蒂芬·霍金认为，不，任何信息最终都会撞击奇点并离开我们的宇宙。他晚年改变了主意，这只能说明……那是他与……的著名赌注吗？

是的，没错。所以他们打赌，我认为是一本百科全书，你知道，是我们人类创造的信息来源。所以有……基普·索恩是《星际穿越》的执行制片人之一。《星际穿越》，对。他和其他人一起带头努力，但他却是

指数来建造激光干涉引力波天文台，就像哦，探测到碰撞的黑洞，他为此获得了诺贝尔奖，所以他在我们的领域很重要，我的书架上至少有几本他的书，而且呃，他显然处于一种极客的水平，他赌百科全书，是的，但就他的书而言，他在一本关于引力与黑洞的百科全书中写道，大约有 1200 页，全是方程式。因此，当我还是个孩子的时候，我很喜欢它。《米斯纳-索恩-惠勒》。是的。我的办公室里有两本。两本？是的。你想交叉引用什么吗？其中一本是我的，另一本属于我妻子。

他拥有数学物理学博士学位。哇，太酷了。我们在相对论课上认识。真的吗？由约翰·惠勒教授。什么？真的吗？是的！你从惠勒那里学习相对论？是的，我学过。太神奇了。哇。不错。是的，所以约翰·惠勒是米斯纳、索恩和惠勒这本书的作者之一。是的。米斯纳在马里兰大学教授物理学。查尔斯·米斯纳。查尔斯·米斯纳，是的。是的，是的。好的，所以……

我认为这是一种会在黑洞中心发生的夸克灾难。夸克的问题在于，它们是三联体。顺便说一句，如果我们在这里讨论物理学，之前有一次，是 100 年前，110 年前？有一种叫做紫外灾难的东西。你记得吗？我记得。好吧，我不在那里，但我了解过。是的，这是量子物理学的开端。是的，它必须早于 1900 年。它早于……

马克斯·普朗克。哦，好的。因为有一个方程可以显示发光物体可以产生多少能量。好的。以及特定波长的光的能量以及另一个波长的能量。因此，它会给出它的光谱。好的。如果你把这个方程追溯到越来越高的能量，它就会爆炸。

并被称为紫外灾难。现在，我们知道这在实际宇宙中并没有发生，但我们对为什么实际宇宙没有按照我们的方程所说的那样做没有理论上的理解。所以我们知道缺少一些东西。好的。马克斯·普朗克来了，完成了这个故事。是的，马克斯·普朗克来了，他提出了一种他从未完全相信的想法。这很有趣。他建议能量可能只以包的形式出现，对吧？

一定量的量子大小。因此，你对能量数量的计算受到了假设能量可以以任意大小出现的偏差。如果你假设它只以最小尺寸的包的形式出现，那么腔体内的总能量就是有限的。它实际上是收敛的并下降。并且它与实验结果一致。对。但奇怪的是……他得到了一个方程。这个方程就像……

哇，这会从某人的脑海中蹦出来，让这一切发生。它有一个指数，如果它是一个负指数，指数具有有趣的属性，它会上升，然后如果它是一个负指数，它会再次下降。我的意思是，这里面有一些有趣的数学。没错。它只是一个拟合函数，还是他实际上有深刻的物理学洞察力？他心中有一个模型。

他真的量化了能量。他把它分解成小块并重新计算，这就是结果。但后来，他从未完全相信光中的能量，正如我们现在所说的光子一样，确实以小包的形式出现。

对。他说，当然，数学似乎描述了它。但是。但是我不愿意采取将完整现实归因于它的下一步。所以正是爱因斯坦来了，提出了光子的概念，更具体地说，是光电效应。这就是他获得诺贝尔奖的方式。许多人认为他因为狭义相对论或广义相对论而获得了奖项。不。我的男孩库沙本可以获得八个诺贝尔奖。他的诺贝尔奖是为他最不著名的成就而颁发的。

对。是的。这直接影响了。这是直接的。但这个问题仍然存在。没错。人们因为发现了他的预言而获得诺贝尔奖。

所以如果你把所有他预测的东西都加到诺贝尔奖的总数中，加上所有的一切，如果他们为你的所有成就都颁发诺贝尔奖，我会给他八个诺贝尔奖。你会给他多少？好吧，当然还有引力波。没错。尽管同样，他并没有完全相信它，但它直接来自他 1916 年和 1918 年的论文。我说的是，如果你根据他的东西，人们发现的一切都给他颁发诺贝尔奖。那么，这几乎是一切。我认为。

——你的钱包在诺贝尔奖领奖台上，不，你被录取了。——就像那个兔八哥，一垒，兔八哥，二垒，兔八哥，三垒，是的，每个诺贝尔奖都是阿尔伯特·爱因斯坦。——这就是答案。所以当然，既然能量是量子化的，因此，

诞生了被称为量子力学的物理学分支。量子力学。哇。这可能对我们所知的生活产生了最大的影响。那是 1900 年。是的。好吧，1905 年是爱因斯坦写下关于光子概念的论文的时候。但马克斯·普朗克，你是对的，是 1900 年。马克斯·普朗克是 1900 年，开启了一个新的世纪。是的。在他们甚至拥有计算器之前。哦，是吗？真的吗？是那么久以前吗？是的。

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我的分析，如果你阅读报告，嗯，有成本超支，我们这里还有很多其他优先事项。所以我们将把超导超级对撞机的预算归零。你阅读报告并说，好吧，我们有其他优先事项。此外，这将在德克萨斯州建造。如果我们要建造位于休斯顿的太空站，德克萨斯州已经获得了一大笔资金。你知道这一切发生在什么时候吗？就像 1989 年到 1992 年之间，辩论之后，他们……

将预算归零。在那几年里还发生了什么？让我想想。哦，我的天哪。欧洲爆发了和平。我们不再需要物理学家来保护我们免受邪恶的、无神的共产主义者的侵害。我认为这就是这个故事的潜台词。该死的，和谐。因为在 20 世纪设计、构思和建造的任何其他粒子加速器从未因任何原因被取消。是的。

所以如果你允许我有一个阴谋论，那就允许我这么认为。但你认为他们保留了太空站，因为那是可能发生新战斗的地方？可能。所以我们现在正在看什么，当你想到它的时候？是的，有了太空部队和其他一切。所以这就是我的想法。但我这么说只是为了指出，一旦它被取消，粒子物理学的质心就转移到了欧洲。

然后是欧洲核子研究组织 CERN。在某个地方，是的。当单词按法语顺序排列时，这是一个法语首字母缩写词。就是这样。它去了那里。我认为我们的立法者并不真正理解，如果我们不做物理学，其他人可以而且会做。

我们并不拥有所有通往未来科学发现的通道。所以现在欧洲这么做了。他们继续前进，建造了一个大型强子对撞机，并成功地发现了希格斯玻色子，这个巨大的圣杯。2012年7月4日。

看看这个。是7月4日吗？这真是给我们上了一课。哇，真是这样。你知道他们实际上是在6月28日发现它的。你知道他们在6月28日发现它，然后他们说，伙计们，我们要对这件事保密几天。是的。但有很多美国人参与了大型强子对撞机——是的，当然。那是真的。但我想说的是，是的，完全正确。是的。甚至彼得·希格斯，他是美国人吗？彼得·希格斯是……

苏格兰人，我认为。我认为他是爱丁堡人。虽然我认为他是爱丁堡人，但我认为他不是苏格兰人。也许他是英国人。我不完全确定。但是是的，他预测了它的存在，然后它被发现了，在宣布……

看到这位等待了几十年，最初没有人相信他的想法，最终在理论上被接受，并在2012年最终被实验证明的人眼中含着泪水。对。那么什么是希格斯玻色子？没错。在粒子类别中，其中一种是玻色子。对。好吗？玻色子是减轻力的粒子。好的。好的？所以……

当我们想到一种力在距离上的作用时，有一种方法可以根据粒子来考虑它，这种粒子属于玻色子类别。其中一种玻色子就是希格斯玻色子，它有什么特性？我说对了吗？是的，非常好。谢谢。我们说我做得很好。我可以回答吗？谢谢，布莱恩。谢谢，布莱恩。请。它赋予其他粒子，甚至它本身，以质量。

有趣。现在，这从哪里来呢？好吧，为了采纳尼尔的观点，它始于场的概念。这就是你摆脱这种距离作用概念的方法。你想象空间充满了物质。你不是发明场的吗？呃……

我真的不是。迈克尔·法拉第。哦，真的吗？嗯，这说得通。他是第一个。是的。这是一个多么巨大的飞跃啊。是的，是的。这是一个疯狂的飞跃。对。把它视为理所当然，那里什么也没有。是的。你什么也看不到。你什么也看不见。然而你却假设那里有一些东西。这是一件令人惊奇的事情。但他谈论的是电场和磁场。对。希格斯谈论的是一个叫做希格斯场的新场。

场，他并没有那样称呼它，但这就是我们对它的称呼。所以，这个场充满了空间，而那些原本没有质量的粒子，当它们试图穿过空间时，必须穿过希格斯场。这会在它们身上产生一种阻力

这就是赋予它们质量的原因。好的。那是场。现在，粒子是什么呢？好吧，如果你有这个场，原则上，如果你用力撞击它，就像撞击水面一样，你可以使场的微小粒子喷射出来。这就是大型强子对撞机所做的。它将质子撞击质子

这样就扰动了希格斯场，并导致它的一小滴脱离，这就是希格斯粒子。然后我们得到了，哦，我的上帝，所以你看到了场的实际一部分。是的。哦，我的上帝。所以希格斯场——

通过E=MC²产生，它自身的粒子，它自身的DNA。没错。或者你可以说它是一个量子，回到另一种语言，它是希格斯场的量子，就像光子是电磁场的量子一样。好吧，这太神奇了。这些东西真棒。好的，我现在明白了。所以你实际上看到的不是粒子。赋予质量本身的粒子并不是粒子。

它是粒子在其中传播的场，介质本身。砰，它短暂地四分五裂，然后它本身变成一个粒子并具有质量。天哪……

等等，等等。所以。这太神奇了。这太神奇了。查克刚吹了一个汽油罐。哦，我的上帝，这太疯狂了。伙计，这太疯狂了。叫医生来。这是我第一次真正理解。叫医生来。因为。

哦，我的上帝，这太疯狂了。哦，我的上帝。一周后，他仍然躺在床上。眼睛这么大。这太棒了。所以我最喜欢的比喻是，当我向人们解释希格斯场时，我说它就像一个……

好莱坞派对。好的？所以派对上有很多人。对。好吗？酒吧在墙的后面。好的。好的？如果没有人认识你，你走进这个派对……好的，这是我的经验。你几乎没有……

穿过派对的阻力。真的。所以你有一个非常低的，如果不是零的话，派对质量。没错。好的？因为你没有……你马上就能到酒吧。对，你马上就能到酒吧。所以你的惯性，它在那里没有遇到任何阻力。没错。然而，如果碧昂丝走进来，每个人都会围着她。她只能朝酒吧迈出很小的步子。对。她有一个非常高的派对质量。

公平吗？这太棒了。这就是派对场。派对场。然后如果你拍打所有这些派对参与者，你可以拍掉其中一个。这就是派对粒子。蜂巢里的人。蜂巢里的人。是的。派对粒子。哦，我的上帝，那是碧昂丝吗？哦，它在那里。好吧。所以我学到了，不是从你那里，我很失望，因为我认为你会告诉我整个故事。是的。我来到你这里是为了进行这些前沿的对话……

粒子的希格斯质量只适用于自由粒子。

如果一个粒子在一个原子中，它不会从希格斯场获得它的质量。虽然我过去也告诉过你这一点。我绝对有。我认为他……但你是绝对正确的。你是绝对正确的。所以如果我是一个原子核中的胖质子，我不会从希格斯场获得我的质量。不，这就是为什么许多人都有这种误解的原因。他们认为所有……

所有的质量都来自希格斯场。它只是基本粒子。事情是这样的。如果你要查看你的粒子数据手册，我知道你这里有一些副本。是的，它是粒子数据。非常好。如果你查一下夸克的质量，构成质子的上夸克和下夸克，上、上和下，把它们的质量加起来。他很快地说。上、上和下。核子里面有三个夸克，它们都结合在一起。

构成质子和中子，但它们是三种夸克的不同组合。这很好。告诉他们。

所以夸克有电荷，分数电荷。是的。所以看这个。好的。所以质子的电荷为+1。好吧。你如何从三个夸克得到这个？是的。你怎么做到的？所以给我。你必须要有三分之二、三分之二和三分之一负。三分之二、三分之二、三分之一负。所以三分之二加三分之二是一又三分之一。然后是一个负电荷，把它降低到1。现在，中子里面有带电的夸克，但它们没有任何电荷。那么你如何得到它们呢？你如何得到它们呢？让我们听听。

哦，它一定是……

上三分之二，下三分之一，下三分之一。是的，所以如果你有一个上，然后是一个下，和一个下下，那么你得到了三分之二，三分之一负，三分之一负。三分之一负。现在——抵消，所以它是一个中性物体。即使它的内部有电荷。对，但事情是这样的。我想说明的是，如果你把这些夸克的质量加起来，它们远小于质子的质量。那么这里发生了什么？它们构成了质子，然而质子比它的成分重得多。对。答案是，还有另一种对质量的贡献，这与希格斯场无关。

这就是我们之前谈论的东西，将夸克结合在一起的胶子的能量。哦，胶子力。将它们结合在一起的能量等于MC²。与这种能量相关的质量。质子的大部分质量来自将夸克结合在一起的胶子。这太疯狂了。让我们以中子为例，它的半衰期以分钟计算，如果我的记忆没错的话，大约是15分钟。在那段时间之后，

一半的中子会衰变成质子。让我们假设它是一个普通的质子，然后是一个电子。一个电子。和一个反中微子。和一个反中微子。如果你把它们的质量加起来，你不会恢复质子的质量吗？只要你考虑了动能和所有这些。因为它们飞走了。它们飞走了。但是是的，但是是的。所以能量预算都在那里。都在那里。

好的。看看这个。所以一切都是守恒的。是的。一直都是。事实上，中微子的预测方式是从观察这些粒子的衰变，并发现能量预算不平衡。

所以想法是，也许有一个看不见的粒子带走了额外的能量。这是恩里科·费米吗？是的。我喜欢这一点的是，他就像，听着，伙计们，我无法解释这一点。让我们编造一些东西。是的。但是天才编造的东西是对的。这是一句名言。这是一个保险杠贴纸。就是这样。我要一件T恤。我要一件T恤。我要一件T恤。

这太棒了。太棒了。卡尔·萨根以这句话而闻名。他们嘲笑爱因斯坦。他们嘲笑，你知道，所有这些有伟大想法的人。他说，他们也嘲笑波佐小丑。仅仅因为人们嘲笑并不意味着他们会错。他编造了它，然后每个人都开始寻找它。这是一个非常难以捉摸的粒子，没有任何电荷。

因为我们知道实验室里所有的电荷都已经平衡了。它没有电荷，但它带走了能量。没有人探测到它。他是意大利人，对吗？所以中微子就像微小的中性。微小的中性。微小的中性，我认为。哦，这可能是对的。微小的中性。是的，对。所以这是唯一允许我，好的。

我不会妨碍你。当人们说暗物质时，它是一种我们无法探测到的难以捉摸的粒子。对。这是对额外引力的解释。这是一个我们还没有找到的粒子。我认为这在智力上是懒惰的，但这与中微子没有什么不同。这就是为什么我比其他情况更宽容的原因。现在，我们仍然需要找到它。如果它是一个我们还没有找到的粒子。是的，对。那么你是一个赌徒吗？它是一个粒子还是其他什么东西？呃……

听着，我对这些事情比较保守，所以我认为它很可能是一个粒子。因为我们以前走过这条路。我们以前走过这条路。它非常符合我们的理论框架。它不需要……你有一个暗物质粒子的位置吗？

好吧，令人惊奇的是，这就是你将反驳我的地方，并说这应该削弱我的信心。当你看到一个叫做超对称的理论，我已经研究了很长时间。好的。在这个理论中，由于有充分的理由，它超越了我们对粒子物理学的了解。因为那是普通的对称性。没错。它采用我们拥有的对称性，并将其更进一步，这是你可能采取的唯一一步。所以当然，自然必须利用这个最终的对称性原理。

否则它为什么存在？这就是我们一直以来的想法。——让我退后一步。所以当我学习粒子物理学时，我很感兴趣地认识到，你有你的电子，你有你的光子，你有你的中微子，以及这些其他基本粒子。它们存在于我们生活和体验的世界中。如果你提高能量旋钮，其他粒子就会出现。

有一种电子版本只在这些更高的能级中出现，它被称为μ子。对。好的？所以有一整层粒子位于我们世界中的粒子之上。对。所以有三层这样的粒子。告诉我这三种电子。你有电子、μ子和τ子。对。

τ子。是的。好的。还有一个电子中微子。有一个μ子中微子。有一个τ子中微子。所以我现在有三层，你可以在你的粒子加速器中访问它们，因为这需要大量的能量，你可以到达那里。是的。好的。现在超对称对这个包做了什么？超对称说……这个包是……美丽而被证实的。告诉我这三种力……

我们有一个光子。你有光子，然后你有胶子，你还有W和Z玻色子，或者弱核力。好的。这三种力。由波佐发现。对。波佐。实际上是玻色。玻色是一位印度物理学家。是的，绝对的。然后对于夸克，你得到了我们谈论过的上夸克和下夸克。你得到了粲夸克、奇夸克。你得到了顶夸克和底夸克。对。所以同样，它们成对出现，三对两。好的。超对称说，把所有这些粒子都加倍。

所有这些粒子的另一个影子版本。它是由影子控制的。对于电子。我们是木偶。这是深层政府。这是深层政府。它们是操纵者。量子深层政府。等等，等等，等等。所以我不知道这一点。整套粒子在这个超对称的地方会有一个对应的粒子。对于电子，你拥有超对称电子。

对于夸克，你拥有超夸克。对于中微子，你拥有超中微子。人们只是在编造东西。过一段时间后，你就会用完名字。但事情是这样的。这一切都是由一个完全令人信服的理由在数学上推动的。所以这不是凭空捏造的。我们有三个宇宙，一个三层蛋糕。还有一个完整的蛋糕。它住在哪里？

和我们在一起，但我们相信它们更大，这就是为什么我们要建造超导超级对撞机来试图找到它们的原因。现在我们在大型强子对撞机上寻找这些粒子。如果它们更大，为什么它们不就在我们眼前呢？它们通常寿命很短，所以它们会衰变成较轻的粒子。

但最轻的超对称粒子不会衰变，因此它应该就在我们周围。告诉他们为什么最轻的粒子不会衰变。如果它是最轻的，当它衰变时，衰变产物必须比它轻。好的。所以如果它是最轻的，受制于某种守恒定律。它没有地方可去。它没有地方可去。这与你可以拥有任何类型的能量场并衰变的原因相同

除非可用的能量高于两个电子的E=MC²，否则你不会从中产生粒子。对。因为它必须成对产生它们。

好的。为了保持电荷守恒。因为它是正和负。对。所以电子是最轻的物理粒子。对。所以什么也没有发生。最轻的带电粒子。这就是为什么它现在没有在我们周围发生的原因。是的，它是最轻的带电粒子。所以它必须与电磁场相互作用。它在那里。这就是为什么来自灯的光

不仅仅是产生粒子。它没有足够的能量。对。如果它有？如果X射线开始从那里出来，X射线，高能X射线，你可以使电子出现。因为它们正在下降，所以它们留下了一些东西。场的能量足够大到可以产生电子和反电子，所以它会成对产生它们。事实上，这太疯狂了。电子显微镜是由X射线实现的，

产生它们，X射线的波长非常小，你可以看到微小的细节。它比细节更小。你无法获得高于你用来观察它的光的波长的分辨率。对。现在，回到暗物质，为了完成这一点。这是一个完整的巨大的另一层蛋糕，你告诉我这是暗物质的质量。好吧，最轻的超对称粒子应该是稳定的。

应该在我们周围。这就是每个人都在寻找的。所以也许它充满了空间。对。这里的美妙之处在于。这会让你大吃一惊。这会让你大吃一惊。这会让你大吃一惊。当你计算自大爆炸以来应该剩下多少这种最轻的超对称粒子时，它正好与你需要作为暗物质的数量相匹配。它的丰度是正确的。

然而我们还没有找到它。它可能是错误的答案。所以有时那些看起来非常有说服力的事情是错误的，但我们还不知道。哇。那么你对这些粒子的理论了解得足够多，可以预测你应该如何探测它吗？是的。现在它们可以改变哪一个是超对称理论的味，你正在寻找。但是

但在任何给定的版本中，是的，你确切地知道粒子是如何相互作用的。好的，现在你有了每个人的最喜欢的口味，理论家们提出了他们相互竞争的模型。但仍然，他们必须拥有这些粒子中的一个。好的，现在我是一个实验主义者。对于这一个有多少测试？我没有找到它。让我测试那个。我没有找到它。所以看起来不太好。是的，我同意。好的。我同意。好的。哇。我同意。但是是的，当我还是学生的时候，它……

几乎是一个既成事实，你只需要寻找它。你会找到它的。这是暗物质，因为超对称也解决了其他问题。所谓的等级问题，暗物质问题是一个美丽的想法，现在似乎可能是不正确的。它还没有完全被排除，但这可能是我们要去的地方。是谁说科学中最大的悲剧，一个美丽的理论。

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存在各种不确定性，这种不确定性意味着存在波动，因此存在粒子-反粒子对。存在能量波动。存在场波动。对。那里是一个动荡的混乱空间。所以没有什么是没有的。没有什么是真正没有的。这违反了不确定性。确实没有。对。确实没有。我们不可能有不确定性。所以不确定性给了我们这样一个事实，即我们确实有不确定性。

虚拟粒子。是的。我们知道它们会突然出现和消失。你想告诉我什么。我认为我们不是知道它们在那里。没有人否认这一点，因为它完全一致。好吧，卡西米尔力，你实际上将两块金属板放在其他空旷的空间中，它们应该只是在那里。它们被吸引在一起。我们最好的解释是它是虚拟粒子对。它是一层波动的薄膜。我做了。

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它不是电磁力。相反，它是一种来自卡西米尔场的力，它基本上……获得了诺贝尔奖？卡西米尔？好吧，1948年它被发现。它得到我的其中一本书。但它应该得到。你刚刚给了它一个。我刚刚给了它一个。是的，它绝对应该得到。这太疯狂了。但它是该位置内不确定性波动与该位置外不确定性波动之间的一种不平衡。正是这种不平衡……

产生了一种力并将它们放在一起。是的。好的。好的。所以这就是我们如何获得空间真空中的粒子的方式。好的，现在……

那么，是什么促使你说虫洞而不是场呢？好吧，因为它确实来自量子纠缠的概念。我们发现，纠缠通常被认为是粒子对，但现在我们发现空间的真空可能由量子纠缠本身的线缝合在一起。

所以，在现实的基质深处，所有的一切都可能由量子纠缠缝合在一起。然后其他工作向我们展示，连接两个粒子的量子纠缠就像从一个到另一个的虫洞。因为在一个发生的事情会立即发生在另一个上。是的。这意味着它们在那一刻彼此接触。它们以某种奇怪的方式连接在一起。

纠缠是一种语言，但我们相信虫洞可能是这种量子语言的广义相对论版本。所以它就像一个小的量子网，将整个宇宙连接在一起。是的，完全正确。因为我们在数学上发现，如果我们切断量子纠缠的线，我们可以在数学上做到这一点，空间就会崩溃。它离散成一小块一小块，然后消失。

我得走了。我得走了。不，查克。我需要你到最后。查克，别离开我。查克，别离开我。哦，我的上帝。哦，我的上帝。伙计，这太疯狂了。不仅仅是那里有一个场。事实上，它们是量子纠缠的，这使得虫洞模型……

令人信服。是的，但我认为你甚至不需要粒子对。就好像纠缠正在纠缠空间区域。所以空间本身具有由这些量子连接线编织而成的基本基质。

现在，听着，这是数学的，但它来自我们最前沿的想法。这一切都说得通。它只是说得通。他说他不是从屁股里掏出来的。对。好的，他说数学给了他。数学有效。他一开始说，我的男孩喜欢数学。所以现在，最后一件事情。是的。解释为什么你的弦理论宇宙需要超过四个维度。这是一个非常具体的解释。当我们观察弦理论的方程时，存在一个一致性方程。

哪里必须有东西等于零，否则数学就不成立。这个东西是两件事的乘积。一个项非常复杂，它永远不为零。另一个项是维数减去10。唯一能使它等于零的方法是D等于10。

就是这样。我不是在开玩笑。这就是弦理论中额外维度约束的来源。数学在强迫我们。强迫你的手。然后你说，好吧，让我看看这里的数学。你可以说的一件事是，如果它不是D等于四，三维空间加一维时间，那就把理论扔掉。我们其他人会说，嘿，让我们继续。

考虑这种可能性。不要低估宇宙。是的，没错。那么为什么这三个空间维度应该是唯一的呢？对。我们只知道它们，因为它们足够大，我们可以用我们这些非常有缺陷的传感器直接感知它们。对。如果只有你的感官限制了这种意识。是的。

原则上，为什么我们不能建造一些能够访问这些更高维度的东西呢？是的，有一些实验摆在桌面上。有些已经进行了，但更精确的实验可能会进行，你研究牛顿的万有引力定律。为什么牛顿定律像1除以R平方？为什么我们要教我们的孩子GMM除以R平方？它是一个三维几何球体。

空间维度。是的。看看四维、五维或六维的球体，牛顿定律中的2将不是2。不。它将是一个更大的数字。衰减将是不同的。对。

所以看看非常小的距离上的万有引力。寻找与艾萨克·牛顿在17世纪后期告诉我们的1除以R平方偏差。好的，因为这只是我们对它的维度测量。是的。好的，因为我在同一次午餐上又问了你。是的。我们为什么吃午饭？我忘了。我们只是在聊天。我们只是在聊天。你知道，这是我的年度固定项目，我每年的布莱恩·格林补充剂。是，可能是暗物质……

可能是具有普通引力的普通物质在一个平行宇宙中。

因为出于我不理解的数学原因，场论方程，你告诉我电磁能量无法逃逸我们的时空，但引力可以。在一个叫做脑宇宙的特定模型中，我们的宇宙……B-R-A-N-E。B-R-A-N-E。它来自……作为膜。是的，它是一层膜。所以我们的宇宙就像一个四维膜，漂浮在一个可能还有其他膜的高维宇宙中。好的。

高维膜。是的，而那些其他的膜就像我们一样平行，就像两片面包在一个大面包里。我喜欢它。所以一片面包是另一个膜状宇宙。我们是这个，但它是一个多元宇宙。好的，所以引力可以从一个泄漏到另一个。或者它可能只是，是的，没错。所以万有引力，是的。这就是我得到的。所以如果另一个宇宙有六倍

没有人，看，这就是你纠正我的地方。因为我在想，因为我们有六倍于物质和能量所能解释的宇宙引力。

好的。这是一个因子6。对。所以我说，为什么它不是一个具有六倍质量的平行宇宙，并且它泄漏到我们的宇宙？我们试图感受大象，试图弄清楚它是什么，但它只是另一个宇宙中的普通物质，其引力泄漏了。但你接着说，如果它在另一个膜中，它会比1除以R平方下降得更快。是的。像1除以R立方。有一些更高的维度。是的。

如果是这样的话，它必须远大于六倍。你可以想象一下把它调整好，让它有正确的数量。是的。人们已经研究过这个问题，很难让这些理论在细节上发挥作用。并且都是自洽的。但原则上，这是一个绝对值得研究的想法，因为这是一种使其不可见的方法。把它放在另一个膜里。把它放在别的地方。是的，没错。然后我们仍然可以用它来计算。这不是问题。对。是的。这太疯狂了。老兄。哦，老兄。

好吧。我不知道该相信什么。没有什么是真的。没有什么是真的，老兄。暗能量。我对此很好奇，因为它是一个自然的算术错误。

爱因斯坦方程的。就像一个积分常数，据我所知。你在谈论宇宙常数吗？他方程中的宇宙常数使勒梅特能够计算出宇宙正在膨胀或……但宇宙不是静态的。所以那里有一个术语。如果你学过微积分，你可能会记得有一个积分常数。通常它只是零，你可以忽略它。

但是当我们在研究生院的时候，我比你大一点，当我们在研究生院的时候，我们总是认识到，我们向那个常数致敬，但说，让我们假设它是零。如果这个项存在，它将意味着宇宙中存在一个与引力相反的作用力。取决于宇宙常数的符号，但是是的。

因为它可以有任一符号。好的，它要么与引力一起工作，要么与引力对抗。没错。但是如果我们有一个静态宇宙，它将是某种东西，只是支撑着宇宙，防止引力坍缩。这就是爱因斯坦想到它的原因。我们没有任何理由认为它。所以它可以是零。但我们总是必须通过那个门户。我们说，它在这里。我们把它设置为零然后继续。然后它被发现了。暗能量在1998年被发现。它获得了诺贝尔奖。使用量子物理学……

它对我们如此有效，也许是有史以来关于任何事情的最成功的理论，但在试图预测宇宙中暗能量的数量时失败了。是的。而且它失败得很惨。

一个因子——怎么了，布莱恩？——谷歌。——哇，一个因子——比谷歌更大。10到，就像10到123或类似的东西。——谷歌是10的100次方？——是的。——它得到的错误答案是理论与观测之间不匹配的最大数量

曾经。暗能量理论家们现在怎么样了？——好吧，你看，这向我们表明，当你将量子力学应用于电磁力、弱核力和强核力时，它非常成功。但我们早就知道，当你把它应用于引力时，某些东西就会出错，某些东西就会改变。这就是弦理论的动机。这也是尝试超越传统方法的动机。

所以你是绝对正确的。这是最明确的信号，表明某些东西是错误的。现在这是，我认为我们最好的猜测——但这并不是某些东西是错误的。这实际上是一件好事。——好吧，这是一个机会。——机会，就是这样。——是的，这是一个巨大的机会。——是的，媒体总是说，“哦，科学家们很生气，或者……”不，我们很高兴。如果某些东西坏了，哦，我的天哪，这是一件新东西。——没错。——没错。所以我认为我们前进的方向是，我的许多同事也同意我的观点，你无法量化引力。

你必须量化法拉第和麦克斯韦的电磁学，或者我必须量化弱核力或强核力的方式。引力与量子力学可能已经如此紧密地联系在一起，以至于当你接近它们时，这是一种完全不同的思维方式。你不会采用量子力学的规则并将它们附加到引力上。这会让你得到错误的答案。这是错误的方法。

事实上，这种纠缠和虫洞的想法表明，引力与量子力学已经存在于其中。它们已经存在了。这是有道理的。他们已经举行了猎枪婚礼。没错。所以你只需要更好地理解这种融合。当你这样做时，也许你就能计算出宇宙常数并得到正确的答案。对。现在，另一个答案可能是宇宙常数不是常数。

对吧？有最新的数据。他们现在正在研究这个问题。也许它会随着时间的推移而改变。所以你实际上并没有计算这个数字。你只需要理解动态过程。然而……

广义相对论中的数学是否要求它必须是常数？不。这就是它从积分中出来的方式。可以有一个常数，但它不必是看起来像那个常数的唯一贡献。而其他贡献会随着时间的推移而改变。你怎么说？它可以是一个常数，但它不必看起来像，然后……不，它不是对该项的唯一贡献。所以你可以有一个场。

随着时间的推移缓慢变化。而这个场可能会占据主导地位。所以这个场是那个方程的元。是的。看看那个。它是那个方程的元。哦，我的天哪。绝对的。所以爱因斯坦没有谈论那个场。不，他没有。不，他那时还没到。你是对的。他确实谈到了常数，因为你是对的。它只是一个积分常数。它是一个积分常数。它就在那里。它是一个常数。它是一个常数。对。所以如果事实上它需要修改，因为这就是他们调和宇宙年龄中这种张力的方式。是的。因为宇宙的年龄，有，

在我那个时代，我们不知道它相差两倍。现在人们，有10%的差异。所以它超过6000年。这就是你所说的。是的，这正是我所说的。是的，是的，是的。当诺亚洪水发生时。所以为了缓解这种张力，正如我们所描述的那样，这是一个10%，一些个位数的百分比。

宇宙的年龄。实际上，不是不确定性。这两种方法的不确定性非常小，非常紧密，并且不重叠。这就是每个人都感到恐慌的原因。正如我最近了解到的，你可以通过允许……

宇宙常数以某种方式变化来解决这个问题，但这是一种超越爱因斯坦的元变化。是的，人们今天正在努力解决的这种哈勃张力正是可能也指向动态值的东西。所以我们会看到的。但是是的，你完全理解的引力版本（包括量子力学）的真正检验将是计算宇宙常数并得到一个数字。你和你们的人足够聪明能做到吗？

解决这个问题？我认为不会。这就是你……很好的答案。因为你知道我把你拖到关于那件事的冷淡中。我们已经走了一个完整的圆圈。因为我已经告诉他了，我说，听着，你知道，爱因斯坦独自一人在10年内提出了广义相对论。你们弦理论家，几十个人几十年来一直在研究这个问题。要么……

你们都错了，或者你们都太蠢了，无法解决这个问题。这可能是一种组合。爱你，老兄。布莱恩，感谢你回到StarTalk。总是很好，查克。太棒了。查克，我们会在医院找到你。保佑你，威尔。我现在完全崩溃了。我崩溃了。为了结束，让我提醒我们所有人，我们在美国自然历史博物馆海登天文馆的办公室里。宇宙摇篮。宇宙摇篮。

在这场谈话之后，我很高兴地意识到并庆祝这样一个事实：我们头脑中仅仅几磅的有机物不仅可以思考，还可以弄清楚宇宙是如何运作的。是的，我们还有很长的路要走。我们甚至不知道我们面前还有多长的路要走。但是

到目前为止我们所走过的距离给了我们我们称之为文明的一切。这是精神战胜宇宙奥秘的力量。这是我们物种从童年开始，持续到一些人成年后表达的永恒好奇心的产物。我们称他们为科学家，那些从未失去童年好奇心的人。当然，布莱恩·格林就在其中。所以……

我想向我们物种致敬，因为它在仰望夜空时所思考的一切，我们所发现的一切，以及我们尚未弄清楚的一切。这是一种宇宙视角。我是尼尔·德格拉斯·泰森，你的私人天体物理学家。继续仰望。

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