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第六百三十五章 k3曲面(第1页)

第一陈类等于零的二维复流形是有名的k曲面,托尔罗夫(todorov)用caabi-yau定理证明了其周期映射是满射,萧荫堂利用caabi-yau度量证明了所有的k曲面都是卡勒曲面。

而高维数的第一陈类为零的复流形的基本结构定理也随之而来。

这些都是复几何与代数几何中着名的猜想,在卡拉比猜想证明之前,人们毫无办法,望而却步。

最令人惊奇的是上世纪o年代初,弦学家们认识到第一陈类等于零的三维复流形,恰好是他们的大统一理论所需要的十维时空中的一个六维空间,这神秘的六维空间,在我们看不到的尺度里主宰着我们大千世界的千变万化。

这个现引了物理学的一场革命。

物理学家们兴奋地把这类流形称为caabi-yau空间,yau便是丘成桐的英文姓氏。

有兴趣的朋友如果在googe中输入caabi-yau,就会现近o万个条目。以至于不少物理学家都以为caabi是丘成桐的名字。正如威滕(duitten)所言,在这场物理学的革命中,每一个有重要贡献的人都会名扬千古。

复二维(或实四维)的“k曲面”的第一陈氏类等于零(第章会进一步讨论k曲面)。根据卡拉比猜想,这表示k曲面就像环面一样,可以支持黎奇平坦度规。但是和欧拉示性数为零的二维环面不同,k曲面的欧拉示性数是。这里的重点是,虽然在复一维时,欧拉示性数等于第一陈氏类,但在较高维度时,两者间可能有极大差异。

很显然,弦论需要的是更复杂的几何形体,在葛林与史瓦兹成功化解宇称破坏的问题之后,寻找这个几何空间就变成当务之急。因为只要找到卷曲额外六维的适当流形,物理学家就可以放手做一些真正的物理学了。最初的尝试也是在年,葛林、史瓦兹,以及伦敦国王学院的魏斯特(peterduest)决定检视“k曲面”,这是数学家已经研究过一世纪的一大类复流形,更何况我证明的卡拉比猜想,显示这些曲面上存在黎奇曲率为零的度规,因此k曲面当时更吸引物理学家的注意。史瓦兹回忆说:“我理解的是,为了确定我们居住的较低维空间不具有正宇宙常数,这个紧致空间必须是黎奇平坦的,这是当时大家认定的宇宙事实。”(后来由于暗能量的现,意味着宇宙常数是一个非常小但却是正值的数,弦论学者设计了一个比较复杂的方法,从紧致黎奇平坦空间,推导出我们四维世界的微小宇宙常数,这是第o章讨论的主题。)

k曲面的名称既暗示它犹如世界第二高峰k峰那么崇高,又表示三位探讨这个空间的数学家:库默(ernstkur)、前面提到的凯勒以及小平邦彦(kunihikokodaira)。不过k曲面只是实四维(复二维)的流形,和弦论需要的六维不合,葛林、史瓦兹、魏斯特之所以选择k曲面作为初始的研究目标,部分原因是有位同事告诉他们,已经没有更高维的类似流形了。尽管如此,葛林说:“我自己绝不认为我们可以厘清这个问题……即使我们当时能得知正确的讯息(即存在类似黎奇平坦k的六维流形)也一样。”史瓦兹补充说,拿已被研究透彻的k曲面做尝试,“并不是真的是要进行紧致化,我们只是试试玩玩,看看能得到什么,看它和反常消除能怎么结合”。从此以后,k曲面一直是弦论学者重要又常用的紧致化“玩具模型”

k曲面也是探讨弦论对偶理论的基本模型

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