ABOUT THE SPEAKER
Garrett Lisi - Physicist
Physicist Garrett Lisi has proposed a new "theory of everything" -- a grand unified theory that explains all the elementary particles, as well as gravity.

Why you should listen

Working from principles of differential geometry, physicist Garrett Lisi is developing a new unified theory that purports to explain all the elementary particles, and gravity, in one elegant model. His theory is based on a mathematical shape called E8. With 248 symmetries, E8 is large, complex and beautiful -- and Lisi believes the relationships of its symmetries correspond to known particles and forces, including gravity.

His work, explained in his paper "An Exceptionally Simple Theory of Everything," and in an ongoing discussion on FQXi, is still on science's speculative fringe. But some physicists believe he could be pointing the way toward a truly unified theory.

More profile about the speaker
Garrett Lisi | Speaker | TED.com
TED2008

Garrett Lisi: An 8-dimensional model of the universe

蓋瑞特‧李斯的大統一理論

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身為物裡學家和衝浪手的蓋瑞特‧李斯發表了一個具有爭議性的宇宙模型。這模型解釋了所有的終極問題。這可能是目前你所見過最美的關於基本粒子、力學的八度模型了。
- Physicist
Physicist Garrett Lisi has proposed a new "theory of everything" -- a grand unified theory that explains all the elementary particles, as well as gravity. Full bio

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Whoa, dude花花公子. Check檢查 out those killer兇手 equations方程. Sweet. (Laughter笑聲)
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看看這個嚇人的方程式 酷
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Actually其實, for the next下一個 18 minutes分鐘 I'm going to do the best最好 I can
1
12000
4000
在接下來的18分鐘裡 我會盡自己所能
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to describe描述 the beauty美女 of particle粒子 physics物理 without equations方程.
2
16000
2000
在不用方程式的前提之下 讓大家了解粒子學的美妙
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It turns out there's a lot we can learn學習 from coral珊瑚.
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20000
2000
我們發現到 我們能從珊瑚身上學到很多東西
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Coral珊瑚 is a very beautiful美麗 and unusual異常 animal動物.
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3000
珊瑚是種奇特及美妙的動物
00:44
Each coral珊瑚 head consists of thousand of individual個人 polyps息肉.
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3000
每一個珊瑚群都由成千上萬的珊瑚組成
00:48
These polyps息肉 are continually不斷 budding芽接 and branching分枝
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2000
這些珊瑚會不停的生長及分裂
00:50
into genetically基因 identical相同 neighbors鄰居.
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變成基因相同的群體
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If we imagine想像 this to be a hyper-intelligent超智能 coral珊瑚,
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想像如果這些珊瑚擁有很高的智商
00:55
we can single out an individual個人 and ask him a reasonable合理 question.
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37000
4000
我們就能抓出其中的一個珊瑚 並且問他一個簡單的問題
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We can ask how exactly究竟 he got to be in this particular特定 location位置
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3000
你為什麼會剛好出現在這
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compared相比 to his neighbors鄰居 --
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而不是其他的地方
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if it was just chance機會, or destiny命運, or what?
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是剛好 命運 還是其他的原因
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Now, after admonishing誡勉 us for turning車削 the temperature溫度 up too high,
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在我們收到全球暖化的警告之後
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he would tell us that our question was completely全然 stupid.
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他回答我們 這問題真是愚蠢極了
01:15
These corals珊瑚蟲 can be quite相當 kind of mean, you see,
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57000
2000
這珊瑚有時候還真不客氣
01:17
and I have surfing衝浪 scars傷疤 to prove證明 that.
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2000
我衝浪時所受的傷就是證明
01:20
But this polyp息肉 would continue繼續 and tell us
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62000
1000
這珊瑚繼續回答我們
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that his neighbors鄰居 were quite相當 clearly明確地 identical相同 copies副本 of him.
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3000
他旁邊的這些珊瑚都是跟他一模一樣的複製品
01:25
That he was in all these other locations地點 as well,
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他跟其他珊瑚聚在一起成為一個整體
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but experiencing經歷 them as separate分離 individuals個人.
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只是表現為不同的個體而已
01:30
For a coral珊瑚, branching分枝 into different不同 copies副本
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72000
3000
對於珊瑚來說 分裂出不同個體
01:33
is the most natural自然 thing in the world世界.
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75000
1000
是再自然不過的事情了
01:35
Unlike不像 us, a hyper-intelligent超智能 coral珊瑚 would be uniquely獨特地 prepared準備
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4000
和我們不同的是 高智商的珊瑚已具備了
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to understand理解 quantum量子 mechanics機械學.
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81000
1000
理解量子力學的能力
01:42
The mathematics數學 of quantum量子 mechanics機械學 very accurately準確
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2000
量子力學透過數學方法準確的描述
01:44
describes介紹 how our universe宇宙 works作品.
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1000
宇宙的運行模式
01:46
And it tells告訴 us our reality現實 is continually不斷 branching分枝
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88000
3000
它告訴我們 現實世界和珊瑚一樣
01:49
into different不同 possibilities可能性, just like a coral珊瑚.
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91000
2000
也具有不同可能性的發展
01:53
It's a weird奇怪的 thing for us humans人類 to wrap our minds頭腦 around,
29
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2000
我們人類很難理解這個問題
01:55
since以來 we only ever get to experience經驗 one possibility可能性.
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97000
2000
因為每個人只能經歷一種人生
01:58
This quantum量子 weirdness怪事 was first described描述
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100000
2000
這種量子力學的奇特現象
02:00
by Erwin歐文 Schr薛定諤ödinger薛定諤 and his cat.
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102000
2000
最早是由薛丁格和他的貓提出來的
02:02
The cat likes喜歡 this version better.
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1000
貓更喜歡這版本
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(Laughter笑聲)
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4000
(笑聲)
02:08
In this setup建立, Schr薛定諤ödinger薛定諤 is in a box with a radioactive放射性的 sample樣品
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3000
在他的實驗裡 薛丁格待在一個具有放射物質的空間中
02:11
that, by the laws法律 of quantum量子 mechanics機械學, branches分支機構 into a state
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113000
3000
根據量子力學原理 放射物質有兩種可能情況
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in which哪一個 it is radiated輻射 and a state in which哪一個 it is not.
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2000
可能衰變或者不衰變
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(Laughter笑聲)
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4000
(笑聲)
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In the branch in which哪一個 the sample樣品 radiates輻射,
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124000
1000
如果粒子發生衰變的話
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it sets off a trigger觸發 that releases發布 poison and Schr薛定諤ödinger薛定諤 is dead.
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125000
4000
會激發連鎖反應 釋放毒氣 薛丁格必死無疑
02:27
But in the other branch of reality現實, he remains遺跡 alive.
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2000
但如果薛丁格遇到另一種情況 他就能活下來
02:30
These realities現實 are experienced有經驗的 separately分別 by each individual個人.
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3000
每個個體都只能經歷其中的一種情形
02:33
As far as either can tell, the other one doesn't exist存在.
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135000
2000
而另一種可能對他來說並不存在
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This seems似乎 weird奇怪的 to us, because each of us
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138000
2000
這對我們來說很難理解 因為我們每一個人
02:38
only experiences經驗 an individual個人 existence存在,
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2000
都只能了解自己所處的狀態
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and we don't get to see other branches分支機構.
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1000
而感覺不到其他狀態
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It's as if each of us, like Schr薛定諤ödinger薛定諤 here, are a kind of coral珊瑚
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3000
我們和薛丁格一樣,如同那些
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branching分枝 into different不同 possibilities可能性.
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2000
被分化成不同的狀態的珊瑚
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The mathematics數學 of quantum量子 mechanics機械學 tells告訴 us
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2000
量子力學用數學的方法告訴我們
02:51
this is how the world世界 works作品 at tiny scales.
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2000
這就是微小世界的法則
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It can be summed總結 up in a single sentence句子:
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155000
2000
用一句話來下結論
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Everything that can happen發生, does.
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158000
2000
所有一切可能發生的事情 都在發生
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That's quantum量子 mechanics機械學.
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160000
2000
這就是量子力學
03:00
But this does not mean everything happens發生.
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162000
2000
但是這並不代表任何事情都會發生
03:02
The rest休息 of physics物理 is about describing說明 what can happen發生
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3000
物理學的其他方向則能夠描述哪些可以發生
03:05
and what can't.
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1000
哪些不可以
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What physics物理 tells告訴 us is that everything comes down to geometry幾何
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3000
物理學告訴我們 一切都可用幾何學解釋
03:10
and the interactions互動 of elementary初級 particles粒子.
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172000
2000
只有在這些相互作用
03:12
And things can happen發生 only if these interactions互動
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3000
都剛剛好平衡的時候
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are perfectly完美 balanced均衡.
60
177000
1000
事情才有可能發生
03:19
Now I'll go ahead and describe描述 how we know about these particles粒子,
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181000
2000
現在我將講說明我們對這些粒子的認識
03:21
what they are and how this balance平衡 works作品.
62
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3000
它們是什麼 而它們的平衡機制如何運作
03:25
In this machine, a beam光束 of protons質子 and anti-protons反質子
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187000
3000
在此裝置中 質子和反質子
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are accelerated加速 to near the speed速度 of light
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190000
2000
都被加速到接近光速的速度
03:30
and brought together一起 in a collision碰撞, producing生產 a burst爆裂 of pure energy能源.
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192000
3000
然後相撞 產生出一股巨大的純能量
03:34
This energy能源 is immediately立即 converted轉換 into a spray噴霧
66
196000
2000
這些能量迅速轉化
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of subatomic亞原子 particles粒子,
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198000
1000
以亞原子形式噴射出來
03:38
with detectors探測器 and computers電腦 used to figure數字 out their properties性能.
68
200000
2000
檢測儀和電腦將對他們的性質加以分析
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This enormous巨大 machine -- the large Hadron強子 Collider對撞機
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2000
這個位於日內瓦歐核中心的巨型機器名叫
03:43
at CERNCERN in Geneva日內瓦 --
70
205000
2000
大型強子對撞機
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has a circumference圓周 of 17 miles英里
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207000
1000
周長有17英里
03:46
and, when it's operating操作, draws five times as much power功率
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208000
2000
運轉時 對撞機消耗的能量相當於
03:48
as the city of Monterey蒙特雷.
73
210000
2000
蒙特雷全市用電量的5倍
03:51
We can't predict預測 specifically特別 what particles粒子 will be produced生成
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3000
我們無法精確的猜測
03:54
in any individual個人 collision碰撞.
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216000
1000
哪些粒子會在每次對撞後產生
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Quantum量子 mechanics機械學 tells告訴 us all possibilities可能性 are realized實現.
76
218000
2000
量子力學告訴我們一切皆有可能
03:59
But physics物理 does tell us what particles粒子 can be produced生成.
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221000
3000
但物理學告訴我們哪些粒子有可能產生
04:03
These particles粒子 must必須 have just as much mass and energy能源
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2000
這些產生的粒子的數量和能量
04:05
as is carried攜帶的 in by the proton質子 and anti-proton反質子.
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2000
都必須擁有質子和反質子的相互平衡
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Any particles粒子 more massive大規模的 than this energy能源 limit限制
80
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2000
任何數量超過了這限制的粒子
04:11
aren't produced生成, and remain invisible無形 to us.
81
233000
2000
都不會出現,因此我們不會看到
04:15
This is why this new particle粒子 accelerator加速器 is so exciting扣人心弦.
82
237000
3000
這個新型粒子加速器令人無比興奮的原因
04:18
It's going to push this energy能源 limit限制 seven times
83
240000
2000
就在於它達到的能量極限
04:20
beyond what's ever been doneDONE before,
84
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1000
是以前的7倍多
04:22
so we're going to get to see some new particles粒子 very soon不久.
85
244000
2000
所以我們很快會看到新的粒子
04:26
But before talking about what we might威力 see,
86
248000
1000
在討論未知粒子之前
04:27
let me describe描述 the particles粒子 we already已經 know of.
87
249000
2000
讓我先介紹下那些已知的粒子
04:31
There's a whole整個 zoo動物園 of subatomic亞原子 particles粒子.
88
253000
2000
亞原子多得都可以組成一間動物園了
04:33
Most of us are familiar with electrons電子.
89
255000
2000
大部分人都知道電子
04:35
A lot of people in this room房間 make a good living活的
90
257000
1000
在場的各位的工作
04:36
pushing推動 them around.
91
258000
1000
有不少都和它密切相關
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(Laughter笑聲)
92
259000
3000
(笑聲)
04:40
But the electron電子 also has a neutral中性 partner夥伴 called the neutrino中微子,
93
262000
2000
電子有個不帶電的夥伴叫做中子
04:42
with no electric電動 charge收費 and a very tiny mass.
94
264000
3000
不帶電 且有著極小的質量
04:46
In contrast對比, the up-and-down上和下 quarks夸克 have very large masses群眾,
95
268000
3000
相反 上夸克和下夸克有較大的質量
04:49
and combine結合 in threes三分 to make the protons質子 and neutrons中子
96
271000
2000
把三個夸克合在一起就得到
04:51
inside atoms原子.
97
273000
1000
原子裏的質子和中子
04:53
All of these matter particles粒子 come in left-剩下- and right-handed右手 varieties品種,
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275000
2000
這些粒子分為兩類 左旋和右旋
04:55
and have anti-particle反粒子 partners夥伴 that carry攜帶 opposite對面 charges收費.
99
277000
3000
它們都有攜帶相反電荷的反粒子
05:01
These familiar particles粒子 also have less familiar
100
283000
1000
這些熟悉的粒子還有我們不太熟悉的
05:02
second第二 and third第三 generations, which哪一個 have the same相同 charges收費 as the first
101
284000
4000
第二代和第三代 電量和第一代相同
05:06
but have much higher更高 masses群眾.
102
288000
2000
但質量更高
05:10
These matter particles粒子 all interact相互作用 with the various各個 force particles粒子.
103
292000
3000
粒子通過基本力相互作用
05:13
The electromagnetic電磁 force interacts交互 with electrically charged帶電 matter
104
295000
3000
帶電粒子通過光子傳遞電磁力
05:16
via通過 particles粒子 called photons光子.
105
298000
2000
相互作用
05:18
There is also a very weak force called, rather unimaginativelyunimaginatively,
106
300000
3000
還有一種十分微弱的力很直接的叫做弱力
05:21
the weak force, that interacts交互
107
303000
3000
這個力只和
05:24
only with left-handed左撇子 matter.
108
306000
2000
左旋的物質相作用
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The strong強大 force acts行為 between之間 quarks夸克 which哪一個 carry攜帶
109
309000
2000
夸克以色荷為載體
05:29
a different不同 kind of charge收費, called color顏色 charge收費,
110
311000
2000
通過強力相互作用
05:31
and come in three different不同 varieties品種: red, green綠色 and blue藍色.
111
313000
3000
色荷分三種 紅 綠 藍
05:34
You can blame Murray穆雷 Gell-Mann蓋爾曼 for these names --
112
316000
2000
這都是默里‧蓋爾曼的錯
05:36
they're his fault故障.
113
318000
1000
名字是他是取的
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Finally最後, there's the force of gravity重力, which哪一個 interacts交互 with matter
114
320000
3000
最後 就是重力 是有質量的物體
05:41
via通過 its mass and spin.
115
323000
2000
作用於物體 的傳遞
05:44
The most important重要 thing to understand理解 here
116
326000
2000
最重要的是
05:46
is that there's a different不同 kind of charge收費 associated相關
117
328000
2000
每一種力都對應有
05:48
with each of these forces軍隊.
118
330000
1000
不同的載荷
05:50
These four different不同 forces軍隊 interact相互作用 with matter
119
332000
2000
四種力通過各自粒子所攜帶的載荷
05:52
according根據 to the corresponding相應 charges收費 that each particle粒子 has.
120
334000
3000
和物質發生作用
05:57
A particle粒子 that hasn't有沒有 been seen看到 yet然而, but we're pretty漂亮 sure exists存在,
121
339000
2000
有一種我們沒見過但確信存在的粒子
05:59
is the Higgs希格斯 particle粒子, which哪一個 gives masses群眾 to all these other particles粒子.
122
341000
4000
稱為希格斯粒子 它使所有粒子有了質量
06:04
The main主要 purpose目的 of the Large Hadron強子 Collider對撞機
123
346000
1000
大型強子對撞機的主要目的
06:05
is to see this Higgs希格斯 particle粒子, and we're almost幾乎 certain某些 it will.
124
347000
3000
是發現希格斯粒子 我們確信可以做到
06:09
But the greatest最大 mystery神秘 is what else其他 we might威力 see.
125
351000
3000
但最大的奧秘在於我們還能看到什麼
06:13
And I'm going to show顯示 you one beautiful美麗 possibility可能性
126
355000
2000
我會在演講最後向你們展示
06:15
towards the end結束 of this talk.
127
357000
1000
這美好的可能性
06:19
Now, if we count計數 up all these different不同 particles粒子
128
361000
1000
現在 如果我們用不同的自旋和載荷
06:20
using運用 their various各個 spins自旋 and charges收費, there are 226.
129
362000
4000
計算所有可能的粒子 共有226種
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That's a lot of particles粒子 to keep track跟踪 of.
130
367000
1000
數目大得驚人
06:27
And it seems似乎 strange奇怪 that nature性質 would have
131
369000
2000
大自然擁有這麼多的基本粒子
06:29
so many許多 elementary初級 particles粒子.
132
371000
2000
是多奇妙的一件事阿
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But if we plot情節 them out according根據 to their charges收費,
133
374000
2000
但如果我們按他們各自的載荷把他們畫出來
06:34
some beautiful美麗 patterns模式 emerge出現.
134
376000
2000
會出現一些美麗的圖案
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The most familiar charge收費 is electric電動 charge收費.
135
380000
2000
我們最熟悉的載荷是電荷
06:41
Electrons電子 have an electric電動 charge收費, a negative one,
136
383000
2000
電子擁有一個負電荷
06:43
and quarks夸克 have electric電動 charges收費 in thirds三分之二.
137
385000
2000
而夸克擁有1/3的電荷
06:45
So when two up quarks夸克 and a down quark夸克 are combined結合
138
387000
2000
由2個上夸克和1個下夸克
06:47
to make a proton質子, it has a total electric電動 charge收費 of plus one.
139
389000
3000
生成的質子有一個正電荷
06:51
These particles粒子 also have anti-particles反粒子, which哪一個 have opposite對面 charges收費.
140
393000
3000
粒子還有極性相反的反粒子
06:55
Now, it turns out the electric電動 charge收費 is actually其實
141
397000
1000
我們發現電荷實際上
06:56
a combination組合 of two other charges收費:
142
398000
3000
是另兩種載荷的結合
06:59
hypercharge超荷 and weak charge收費.
143
401000
2000
超荷和弱荷
07:02
If we spread傳播 out the hypercharge超荷 and weak charge收費
144
404000
1000
如果我們把超荷和弱荷分開
07:03
and plot情節 the charges收費 of particles粒子 in this two-dimensional二維 charge收費 space空間,
145
405000
5000
在這個二度載荷空間上畫出粒子的載荷
07:08
the electric電動 charge收費 is where these particles粒子 sit
146
410000
2000
電荷就在這些粒子的
07:10
along沿 the vertical垂直 direction方向.
147
412000
2000
垂直方向上
07:13
The electromagnetic電磁 and weak forces軍隊 interact相互作用 with matter
148
415000
2000
電磁力和弱力通過超荷和弱荷
07:15
according根據 to their hypercharge超荷 and weak charge收費,
149
417000
2000
與物質相互作用
07:17
which哪一個 make this pattern模式.
150
419000
1000
而形成這一型式
07:19
This is called the Unified統一 Electroweak弱電 Model模型,
151
421000
1000
我們稱之為電弱統一模型
07:20
and it was put together一起 back in 1967.
152
422000
3000
於1967年提出
07:24
The reason原因 most of us are only familiar with electric電動 charge收費
153
426000
2000
因為希格斯粒子的緣故 我們只對電荷有瞭解
07:26
and not both of these is because of the Higgs希格斯 particle粒子.
154
428000
3000
卻不知道超荷和弱荷
07:30
The Higgs希格斯, over here on the left, has a large mass
155
432000
3000
左邊的希格斯粒子質量很大
07:33
and breaks休息 the symmetry對稱 of this electroweak弱電 pattern模式.
156
435000
2000
破壞了電弱型式的對稱性
07:36
It makes品牌 the weak force very weak
157
438000
1000
通過給弱子較大的質量
07:37
by giving the weak particles粒子 a large mass.
158
439000
2000
使弱力更加弱
07:39
Since以來 this massive大規模的 Higgs希格斯 sits坐鎮 along沿 the horizontal direction方向
159
441000
3000
由於大量的希格斯粒子在水準方向分佈
07:42
in this diagram, the photons光子 of electromagnetism電磁 remain massless無質量
160
444000
4000
產生電磁力的光子仍然沒有質量
07:46
and interact相互作用 with electric電動 charge收費 along沿 the vertical垂直 direction方向
161
448000
2000
而且在載荷空間中和電荷
07:48
in this charge收費 space空間.
162
450000
1000
相互作用
07:52
So the electromagnetic電磁 and weak forces軍隊 are described描述
163
454000
2000
所以電磁力和弱力在這個二度空間中
07:54
by this pattern模式 of particle粒子 charges收費 in two-dimensional二維 space空間.
164
456000
3000
通過粒子載荷的型式表示出來
07:58
We can include包括 the strong強大 force by spreading傳播 out
165
460000
2000
我們可以把強力沿兩個載荷的方向表示出來
08:00
its two charge收費 directions方向 and plotting繪製 the charges收費
166
462000
3000
然後將載荷用夸克形式
08:03
of the force particles粒子 in quarks夸克 along沿 these directions方向.
167
465000
3000
沿這兩個方向畫出來
08:07
The charges收費 of all known已知 particles粒子 can be plotted繪製
168
469000
2000
所有已知粒子的載荷可以
08:09
in a four-dimensional四維 charge收費 space空間, and projected預計 down
169
471000
3000
在四度空間中畫出來 然後投影到
08:12
to two dimensions尺寸 like this so we can see them.
170
474000
2000
二度空間 以便我們能觀察到
08:15
Whenever每當 particles粒子 interact相互作用, nature性質 keeps保持 things in a perfect完善 balance平衡
171
477000
3000
無論粒子如何作用 自然會在這四個載荷方向上
08:18
along沿 all four of these charge收費 directions方向.
172
480000
2000
保持完美的平衡
08:21
If a particle粒子 and an anti-particle反粒子 collide碰撞, it creates創建 a burst爆裂 of energy能源
173
483000
3000
一個粒子如果和它的反粒子相撞 會產生能量
08:24
and a total charge收費 of zero in all four charge收費 directions方向.
174
486000
3000
四個電荷方向的載荷疊加變為零
08:28
At this point, anything can be created創建 as long as it has
175
490000
3000
這樣 只要保持能量相同和載荷總量為零
08:31
the same相同 energy能源 and maintains維持 a total charge收費 of zero.
176
493000
2000
可以產生任何物質
08:34
For example, this weak force particle粒子 and its anti-particle反粒子
177
496000
3000
比如說 這個弱子和它的反粒子
08:37
can be created創建 in a collision碰撞.
178
499000
2000
可以在碰撞中產生
08:39
In further進一步 interactions互動, the charges收費 must必須 always balance平衡.
179
501000
3000
在之後的相互作用中 載荷必須保持平衡
08:42
One of the weak particles粒子 could decay衰變 into an electron電子
180
504000
3000
一個弱子可以衰退成一個電子
08:45
and an anti-neutrino反中微子,
181
507000
2000
和一個反中微子
08:47
and these three still add to zero total charge收費.
182
509000
3000
而這三個的總載荷仍然是零
08:50
Nature性質 always keeps保持 a perfect完善 balance平衡.
183
512000
2000
大自然總是會保持完美的平衡
08:53
So these patterns模式 of charges收費 are not just pretty漂亮.
184
515000
2000
所以這些電荷的型式不僅漂亮
08:55
They tell us what interactions互動 are allowed允許 to happen發生.
185
517000
3000
還告訴我們 什麼樣的相互作用是符合規則的
08:58
And we can rotate迴轉 this charge收費 space空間 in four dimensions尺寸
186
520000
3000
如果在四度空間中旋轉載荷空間
09:01
to get a better look at the strong強大 interaction相互作用,
187
523000
2000
可以從更好的角度觀察強相互作用
09:03
which哪一個 has this nice不錯 hexagonal六角形 symmetry對稱.
188
525000
2000
也就是這個美麗的對稱六角形結構
09:06
In a strong強大 interaction相互作用, a strong強大 force particle粒子, such這樣 as this one,
189
528000
4000
在強相互作用中 強子 比如說這個
09:10
interacts交互 with a colored有色 quark夸克, such這樣 as this green綠色 one,
190
532000
3000
會和有色夸克相互作用 比如這個綠夸克
09:13
to give a quark夸克 with a different不同 color顏色 charge收費 -- this red one.
191
535000
4000
這樣的作用會讓夸克帶上不同的色荷 比如這個紅夸克
09:18
And strong強大 interactions互動 are happening事件 millions百萬 of times
192
540000
2000
強相互作用每秒鐘會在我們身體的
09:20
each second第二 in every一切 atom原子 of our bodies身體,
193
542000
3000
每個原子裏發生上百萬次
09:23
holding保持 the atomic原子 nuclei原子核 together一起.
194
545000
2000
使原子核保持一體
09:27
But these four charges收費 corresponding相應 to three forces軍隊
195
549000
3000
但是和三種力相對應的這四種載荷
09:30
are not the end結束 of the story故事.
196
552000
1000
還不是終點
09:32
We can also include包括 two more charges收費
197
554000
1000
我們還可以根據重力
09:33
corresponding相應 to the gravitational引力 force.
198
555000
2000
導入兩個載荷
09:35
When we include包括 these, each matter particle粒子
199
557000
3000
導入後 每個粒子會有
09:38
has two different不同 spin charges收費, spin-up旋轉起來 and spin-down降速.
200
560000
3000
自旋向上和自旋向下兩種自旋載荷
09:42
So they all split分裂, and give a nice不錯 pattern模式
201
564000
2000
若把它們全部分開 會在六度載荷空間中
09:44
in six-dimensional六維 charge收費 space空間.
202
566000
2000
形成漂亮的圖案
09:46
We can rotate迴轉 this pattern模式 in six dimensions尺寸,
203
568000
2000
在六度空間中將這個圖案進行旋轉
09:48
and see that it's quite相當 pretty漂亮.
204
570000
2000
我們會發現它十分漂亮
09:53
Right now, this pattern模式 matches火柴 our best最好 current當前 knowledge知識
205
575000
4000
這個圖案把我們已知的
09:57
of how nature性質 is built內置 at the tiny scales
206
579000
2000
自然界在微觀小世界中的粒子組成
09:59
of these elementary初級 particles粒子.
207
581000
1000
完全呈現出來了
10:01
This is what we know for certain某些.
208
583000
2000
這是我們能確定的
10:03
Some of these particles粒子 are at the very limit限制
209
585000
1000
其中的一些粒子
10:04
of what we've我們已經 been able能夠 to reach達到 with experiments實驗.
210
586000
2000
在實驗中很難看到
10:07
From this pattern模式, we already已經 know the particle粒子 physics物理
211
589000
3000
從這個規則中 我們瞭解了微小世界的粒子組成
10:10
of these tiny scales. The way the universe宇宙 works作品
212
592000
3000
宇宙在這種微小世界中的運行模式
10:13
with these tiny scales is very beautiful美麗.
213
595000
3000
是異常美麗的
10:17
But now I'm going to discuss討論 some new and old ideas思路
214
599000
2000
接下去 我想講一下關於未知領域的
10:19
about things we don't know yet然而.
215
601000
1000
一些新的老觀念
10:22
We want to expand擴大 this pattern模式 using運用 mathematics數學 alone單獨,
216
604000
2000
我們把這個型式規則 用數學方法進一步擴展
10:24
and see if we can get our hands on the whole整個 enchilada安吉拉卷.
217
606000
3000
看看能不能俯瞰全貌
10:27
We want to find all the particles粒子 and forces軍隊
218
609000
2000
我們希望找到構成宇宙的
10:29
that make a complete完成 picture圖片 of our universe宇宙.
219
611000
2000
所有種類的粒子和力量
10:32
And we want to use this picture圖片 to predict預測 new particles粒子
220
614000
2000
然後在獲得更高能量進行實驗之前
10:34
that we'll see when experiments實驗 reach達到 higher更高 energies能量.
221
616000
2000
用這幅規則預測新的粒子
10:39
So there's an old idea理念 in particle粒子 physics物理
222
621000
2000
量子物理學的舊觀念認為
10:41
that this known已知 pattern模式 of charges收費, which哪一個 is not very symmetric對稱,
223
623000
4000
這個不對稱的載荷圖案
10:45
could emerge出現 from a more perfect完善 pattern模式 that gets得到 broken破碎 --
224
627000
3000
源自於一個更完美的圖案
10:49
similar類似 to how the Higgs希格斯 particle粒子 breaks休息 the electroweak弱電 pattern模式
225
631000
2000
跟希格斯粒子使電弱圖案分裂
10:51
to give electromagnetism電磁.
226
633000
1000
產生電磁力是一個道理
10:53
In order訂購 to do this, we need to introduce介紹 new forces軍隊
227
635000
3000
因此 我們要導入含有
10:56
with new charge收費 directions方向.
228
638000
2000
新的載荷方向的新的力量
11:00
When we introduce介紹 a new direction方向, we get to guess猜測
229
642000
2000
在導入新方向的時候 我們要猜測
11:02
what charges收費 the particles粒子 have along沿 this direction方向,
230
644000
3000
在這個方向上粒子帶有什麼樣的載荷
11:05
and then we can rotate迴轉 it in with the others其他.
231
647000
1000
然後我們就能讓它和其他粒子一起旋轉
11:08
If we guess猜測 wisely明智, we can construct構造 the standard標準 charges收費
232
650000
3000
如果猜對的話 我們就可以在六度載荷空間中
11:11
in six charge收費 dimensions尺寸 as a broken破碎 symmetry對稱
233
653000
3000
構造標準載荷集 作為更完美的
11:14
of this more perfect完善 pattern模式 in seven charge收費 dimensions尺寸.
234
656000
3000
七度載荷空間圖案的非對稱子集
11:18
This particular特定 choice選擇 corresponds對應 to a grand盛大 unified統一 theory理論
235
660000
3000
這種粒子選擇方法由帕蒂和薩拉姆在1973年提出
11:21
introduced介紹 by Pati帕蒂 and Salam薩拉姆 in 1973.
236
663000
3000
它是大統一理論的一種探索
11:24
When we look at this new unified統一 pattern模式,
237
666000
3000
在我們看到這個新的合成圖案時
11:27
we can see a couple一對 of gaps空白 where particles粒子 seem似乎 to be missing失踪.
238
669000
3000
發現有些空間應該有粒子 卻空出來了
11:31
This is the way theories理論 of unification統一 work.
239
673000
2000
這是統一理論的研究方式
11:34
A physicist物理學家 looks容貌 for larger, more symmetric對稱 patterns模式
240
676000
2000
物理學家將已有的結構作為子集
11:36
that include包括 the established既定 pattern模式 as a subset子集.
241
678000
3000
探索更大 更對稱的結構
11:40
The larger pattern模式 allows允許 us to predict預測 the existence存在
242
682000
2000
這個更大的結構可以讓我們預測那些
11:42
of particles粒子 that have never been seen看到.
243
684000
2000
實際存在 卻沒有被觀察到的粒子
11:45
This unification統一 model模型 predicts預測 the existence存在 of these two
244
687000
3000
這個統一模型推測出了這兩種新子
11:48
new force particles粒子, which哪一個 should act法案 a lot like the weak force,
245
690000
4000
對應的粒子 它們應該和弱力很相似
11:52
only weaker較弱.
246
694000
1000
但是效果更弱
11:54
Now we can rotate迴轉 this set of charges收費 in seven dimensions尺寸
247
696000
2000
現在可以在七度空間中旋轉這個載荷集
11:56
and consider考慮 an odd fact事實 about the matter particles粒子:
248
698000
3000
同時考慮一下關於粒子的奇怪現象:
11:59
the second第二 and third第三 generations of matter
249
701000
3000
在六度載荷空間中
12:02
have exactly究竟 the same相同 charges收費 in six-dimensional六維 charge收費 space空間
250
704000
3000
物質的第二代和第三代 擁有和第一代物質
12:05
as the first generation.
251
707000
2000
擁有和第一代物質相同的載荷
12:08
These particles粒子 are not uniquely獨特地 identified確定 by their six charges收費.
252
710000
2000
這些粒子通過對應的六個載荷無法一一識別
12:12
They sit on top最佳 of one another另一個 in the standard標準 charge收費 space空間.
253
714000
2000
在標準載荷空間上 他們會彼此疊加
12:16
However然而, if we work in eight-dimensional八維 charge收費 space空間,
254
718000
3000
然而 在八度載荷空間中
12:19
then we can assign分配 unique獨特 new charges收費 to each particle粒子.
255
721000
4000
我們可以賦予每一個粒子唯一的新載荷
12:23
Then we can spin these in eight dimensions尺寸,
256
725000
3000
然後在八度空間中旋轉
12:26
and see what the whole整個 pattern模式 looks容貌 like.
257
728000
2000
看看整體的圖案是什麼樣的
12:30
Here we can see the second第二 and third第三 generations of matter now
258
732000
2000
這裏 我們可以看到物質的第二代和第三代
12:32
related有關 to the first generation by a symmetry對稱 called "trialitytriality."
259
734000
4000
通過一種叫“三重性”對稱和第一代相關聯
12:38
This particular特定 pattern模式 of charges收費 in eight dimensions尺寸 is actually其實
260
740000
3000
在八度中的這個特殊的載荷圖案是
12:41
part部分 of the most beautiful美麗 geometric幾何 structure結構體 in mathematics數學.
261
743000
3000
數學中最為漂亮的幾何結構之一
12:46
It's a pattern模式 of the largest最大 exceptional優秀 Lie謊言 group, E8.
262
748000
3000
這是最大的例外型李群E8的圖案
12:50
This Lie謊言 group is a smooth光滑, curved彎曲 shape形狀 with 248 dimensions尺寸.
263
752000
3000
李群是光滑曲線形的248維空間
12:54
Each point in this pattern模式 corresponds對應 to a symmetry對稱
264
756000
3000
圖案的每一點都能在這個極其複雜而又美麗的£
12:57
of this very complex複雜 and beautiful美麗 shape形狀.
265
759000
2000
圖案中找到對稱點
13:00
One small part部分 of this E8 shape形狀 can be used
266
762000
2000
E8中的一小部分可以用來描述
13:02
to describe描述 the curved彎曲 space-time時空 of Einstein's愛因斯坦 general一般 relativity相對論,
267
764000
3000
愛因斯坦廣義相對論中用來解釋重力的
13:05
explaining說明 gravity重力.
268
767000
1000
扭曲時空
13:07
Together一起 with quantum量子 mechanics機械學, the geometry幾何 of this shape形狀
269
769000
3000
這個幾何形狀和量子力學
13:10
could describe描述 everything about how the universe宇宙 works作品
270
772000
2000
宇宙怎麼用
13:12
at the tiniest最小的 scales.
271
774000
2000
最小的尺度運作
13:14
The pattern模式 of this shape形狀 living活的 in eight-dimensional八維 charge收費 space空間
272
776000
3000
描述萬物之理 而在八度載荷空間中的這個圖案
13:17
is exquisitely玲瓏 beautiful美麗,
273
779000
3000
顯得異常美麗
13:21
and it summarizes總結 thousands數千 of possible可能 interactions互動
274
783000
2000
它還囊括了上千種這些基本粒子之間
13:23
between之間 these elementary初級 particles粒子, each of which哪一個
275
785000
2000
可能的相互作用 每一種作用
13:25
is just a facet of this complicated複雜 shape形狀.
276
787000
2000
只是這個複雜形狀的一個平面
13:30
As we spin it, we can see many許多 of the other intricate錯綜複雜 patterns模式
277
792000
2000
轉動它時 可以看到包含其中的很多
13:32
contained in this one.
278
794000
1000
錯綜複雜的圖案
13:36
And with a particular特定 rotation迴轉, we can look down through通過 this pattern模式
279
798000
2000
通過某種旋轉 我們可以在八度空間
13:38
in eight dimensions尺寸 along沿 a symmetry對稱 axis
280
800000
3000
沿一個對稱軸方向觀察這個圖案
13:41
and see all the particles粒子 at once一旦.
281
803000
2000
並且一次看盡所有粒子
13:44
It's a very beautiful美麗 object目的, and as with any unification統一,
282
806000
3000
這是個很美的結構 和其他統一理論一樣
13:47
we can see some holes where new particles粒子 are required需要
283
809000
2000
我們可以看到在這個圖案中有一些空格需要
13:49
by this pattern模式.
284
811000
2000
新的粒子來填補
13:52
There are 20 gaps空白 where new particles粒子 should be,
285
814000
2000
在這有20個空格需要新粒子來填補
13:55
two of which哪一個 have been filled填充 by the Pati-Salam帕蒂 - 薩拉姆 particles粒子.
286
817000
2000
其中兩個已有帕蒂和薩拉姆粒子填補
13:58
From their location位置 in this pattern模式, we know that these new particles粒子
287
820000
2000
從圖案的位置我們知道這些新粒子和
14:00
should be scalar純量 fields領域 like the Higgs希格斯 particle粒子,
288
822000
3000
希格斯粒子一樣存在於純量場中
14:03
but have color顏色 charge收費 and interact相互作用 with the strong強大 force.
289
825000
2000
但是它們擁有色荷 且和強力相互作用
14:06
Filling填充 in these new particles粒子 completes完成 this pattern模式,
290
828000
2000
填入這些新粒子使圖案完整
14:08
giving us the full充分 E8.
291
830000
2000
讓我們得到完整的E8
14:10
This E8 pattern模式 has very deep mathematical數學的 roots.
292
832000
3000
這個E8圖案有著深厚的數學根基
14:13
It's considered考慮 by many許多 to be the most beautiful美麗 structure結構體
293
835000
3000
在數學界中它被很多人認為是
14:16
in mathematics數學.
294
838000
1000
最美麗的結構
14:17
It's a fantastic奇妙 prospect展望 that this object目的 of great
295
839000
3000
有人預言 這個擁有無比數學美的結構有人預言 這個擁有無比數學美的結構
14:20
mathematical數學的 beauty美女 could describe描述 the truth真相 of particle粒子 interactions互動
296
842000
3000
能夠以我們可以想像到的最小尺寸
14:23
at the smallest最少 scales imaginable想像.
297
845000
2000
描述粒子相互作用的真相
14:25
And this idea理念 that nature性質 is described描述 by mathematics數學
298
847000
5000
而這個數學描述自然的理論
14:30
is not at all new.
299
852000
2000
並不是新的
14:32
In 1623, Galileo伽利略 wrote this:
300
854000
2000
1623年 伽利略說
14:36
"Nature's自然的 grand盛大 book, which哪一個 stands站立 continually不斷 open打開 to our gaze凝視,
301
858000
3000
大自然這本一直展示在我們面前的書
14:39
is written書面 in the language語言 of mathematics數學.
302
861000
2000
是用數學的語言寫的
14:42
Its characters人物 are triangles三角形, circles and other geometrical幾何 figures人物,
303
864000
3000
它由三角形 圓形和其他幾何形狀組成
14:45
without which哪一個 it is humanly從人的角度 impossible不可能 to understand理解
304
867000
2000
沒有了這些東西 在人力所及的範圍裏我們
14:47
a single word of it;
305
869000
1000
根本不能瞭解
14:49
without these, one is wandering飄零 around in a dark黑暗 labyrinth迷宮."
306
871000
3000
沒有了這些 我們會迷失在黑暗的迷宮中
14:54
I believe this to be true真正, and I've tried試著
307
876000
2000
我相信這是真的
14:56
to follow跟隨 Galileo's伽利略 guidance指導 in describing說明 the mathematics數學
308
878000
2000
我曾試過按照伽利略的指導只用三角形
14:58
of particle粒子 physics物理 using運用 only triangles三角形, circles
309
880000
3000
圓形和其他的幾何形狀去描述
15:01
and other geometrical幾何 figures人物.
310
883000
1000
量子物理的數學性
15:03
Of course課程, when other physicists物理學家 and I actually其實 work on this stuff東東,
311
885000
3000
當我和其他物理學家在研究這些東西時
15:06
the mathematics數學 can resemble類似 a dark黑暗 labyrinth迷宮.
312
888000
3000
數學就像一個黑暗的迷宮
15:11
But it's reassuring令人欣慰 that at the heart of this mathematics數學
313
893000
3000
但是我們確信 數學的核心是
15:14
is pure, beautiful美麗 geometry幾何.
314
896000
2000
純粹美麗的幾何學
15:18
Joined加盟 with quantum量子 mechanics機械學, this mathematics數學
315
900000
2000
與量子力學一起 形成的數學
15:20
describes介紹 our universe宇宙 as a growing生長 E8 coral珊瑚,
316
902000
2000
把我們的宇宙描述為一個在成長的E8珊瑚
15:22
with particles粒子 interacting互動 at every一切 location位置 in all possible可能 ways方法
317
904000
4000
同時粒子在每個可能的位置相互作用
15:26
according根據 to a beautiful美麗 pattern模式.
318
908000
2000
展現出美麗的圖案
15:30
And as more of the pattern模式 comes into view視圖 using運用 new machines
319
912000
2000
借助大型強子對撞機之類的新型機器
15:32
like the Large Hadron強子 Collider對撞機, we may可能 be able能夠 to see
320
914000
3000
圖案得到進一步豐富 我們可能看到
15:35
whether是否 nature性質 uses使用 this E8 pattern模式 or a different不同 one.
321
917000
4000
到底E8圖案還是另一種圖案反映了自然的本質
15:40
This process處理 of discovery發現 is a wonderful精彩 adventure冒險 to be involved參與 in.
322
922000
3000
這個探索過程是一個奇妙的探險
15:44
If the LHCLHC finds認定 particles粒子 that fit適合 this E8 pattern模式,
323
926000
3000
如果對撞機發現了符合E8圖案的粒子
15:47
that will be very, very cool.
324
929000
2000
那就太酷了
15:50
If the LHCLHC finds認定 new particles粒子, but they don't fit適合 this pattern模式 --
325
932000
3000
如果對撞機發現了新粒子 但不符合這個圖案
15:53
well, that will be very interesting有趣, but bad for this E8 theory理論.
326
935000
4000
那會非常有趣 雖然對E8理論不利
15:58
And, of course課程, bad for me personally親自.
327
940000
2000
而且 在一定程度上 對我不利
16:00
(Laughter笑聲)
328
942000
3000
(笑聲)
16:03
Now how bad would that be?
329
945000
1000
那到底有多不利呢?
16:04
Well, pretty漂亮 bad.
330
946000
2000
恩 那是十分的不利啊
16:06
(Laughter笑聲)
331
948000
4000
(笑聲)
16:10
But predicting預測 how nature性質 works作品 is a very risky有風險 game遊戲.
332
952000
2000
但推測大自然的運作總是很冒險的
16:13
This theory理論 and others其他 like it are long shots鏡頭.
333
955000
3000
這個理論和其他這類型的理論都是在下大注
16:17
One does a lot of hard work knowing會心 that most of these ideas思路
334
959000
3000
即使花很多精力取得很多成果
16:20
probably大概 won't慣於 end結束 up being存在 true真正 about nature性質.
335
962000
1000
也不一定能得出自然的真理
16:22
That's what doing theoretical理論 physics物理 is like:
336
964000
1000
理論物理就是這樣
16:24
there are a lot of wipeoutswipeouts.
337
966000
1000
失敗是很常見的
16:26
In this regard看待, new physics物理 theories理論 are a lot like start-up啟動 companies公司.
338
968000
3000
這樣看來 新物理理論就像新開的公司一樣
16:32
As with any large investment投資, it can be emotionally感情上 difficult
339
974000
2000
巨大投資後 對那些失敗的嘗試
16:34
to abandon放棄 a line of research研究 when it isn't working加工 out.
340
976000
2000
情感上總會難以割捨
16:37
But in science科學, if something isn't working加工, you have to
341
979000
2000
但在科學界 如果沒有用
16:39
toss折騰 it out and try something else其他.
342
981000
1000
就要丟掉它 再試試別的
16:42
Now, the only way to maintain保持 sanity明智 and achieve實現 happiness幸福
343
984000
3000
而在這些不確定中
16:45
in the midst中間 of this uncertainty不確定 is to keep balance平衡
344
987000
2000
唯一能夠保持理智並獲得幸福的方法是
16:47
and perspective透視 in life.
345
989000
2000
在生活中保持平衡和明察事理
16:51
I've tried試著 the best最好 I can to live生活 a balanced均衡 life.
346
993000
2000
我已經盡可能保持生活的平衡了
16:53
(Laughter笑聲)
347
995000
3000
(笑聲)
16:56
I try to balance平衡 my life equally一樣 between之間 physics物理, love and surfing衝浪 --
348
998000
3000
我試著在物理 愛情和衝浪中尋找平衡
16:59
my own擁有 three charge收費 directions方向.
349
1001000
2000
就是我三個載荷的方向
17:01
(Laughter笑聲)
350
1003000
2000
(笑聲)
17:03
This way, even if the physics物理 I work on comes to nothing,
351
1005000
2000
這樣 就算我的物理研究沒有任何成果
17:05
I still know I've lived生活 a good life.
352
1007000
2000
我依然擁有美好的生活
17:08
And I try to live生活 in beautiful美麗 places地方.
353
1010000
2000
我試著在風景優美的地方居住
17:10
For most of the past過去 ten years年份 I've lived生活 on the island of Maui毛伊島,
354
1012000
3000
過去十年 我大部分時間都住在毛伊島
17:13
a very beautiful美麗 place地點.
355
1015000
2000
一個超級漂亮的地方
17:15
Now it's one of the greatest最大 mysteries奧秘 in the universe宇宙 to my parents父母
356
1017000
3000
現在 我父母最大的疑惑是
17:18
how I managed管理 to survive生存 all that time without engaging
357
1020000
3000
我是怎樣在沒有一個全職工作的情況下
17:21
in anything resembling類似 full-time全職 employment僱用.
358
1023000
2000
活下來的
17:23
(Laughter笑聲)
359
1025000
4000
(笑聲)
17:27
I'm going to let you in on that secret秘密.
360
1029000
1000
我要告訴你們這個秘密
17:31
This was a view視圖 from my home office辦公室 on Maui毛伊島.
361
1033000
1000
這是我在毛伊島上的家庭辦公室的照片
17:35
And this is another另一個, and another另一個.
362
1037000
4000
這些也是
17:39
And you may可能 have noticed注意到 that these beautiful美麗 views意見
363
1041000
2000
你們可能注意到這些照片
17:41
are similar類似, but in slightly different不同 places地方.
364
1043000
2000
似曾相似 但背景稍有不同
17:45
That's because this used to be my home and office辦公室 on Maui毛伊島.
365
1047000
3000
因為這曾經是我在毛伊島的家和辦公室
17:48
(Laughter笑聲)
366
1050000
2000
(笑聲)
17:50
I've chosen選擇 a very unusual異常 life.
367
1052000
2000
我選擇了一種特別的生活
17:53
But not worrying令人擔憂 about rent出租 allowed允許 me to spend my time
368
1055000
2000
不擔心房租 讓我把時間花在
17:55
doing what I love.
369
1057000
1000
喜歡做的事情上
17:57
Living活的 a nomadic游牧 existence存在 has been hard at times,
370
1059000
2000
流浪的生活方式有時會很艱難
17:59
but it's allowed允許 me to live生活 in beautiful美麗 places地方
371
1061000
2000
也正因此 我才能可生活在美麗的地方
18:01
and keep a balance平衡 in my life that I've been happy快樂 with.
372
1063000
3000
維持我所喜歡的平衡的生活
18:05
It allows允許 me to spend a lot of my time hanging out
373
1067000
2000
我可以花大量的時間在
18:07
with hyper-intelligent超智能 coral珊瑚.
374
1069000
2000
超級聰明的珊瑚上
18:11
But I also greatly非常 enjoy請享用 the company公司 of hyper-intelligent超智能 people.
375
1073000
2000
同時我也很樂意和超級聰明的人打交道
18:14
So I'm very happy快樂 to have been invited邀請 here to TEDTED.
376
1076000
2000
所以我很高興能被邀請到這兒演講
18:17
Thank you very much.
377
1079000
1000
謝謝大家
18:18
(Applause掌聲)
378
1080000
13000
(掌聲)
18:31
Chris克里斯 Anderson安德森: I probably大概 understood了解 two percent百分 of that,
379
1093000
1000
我想我只懂了百分之二的部分
18:32
but I still absolutely絕對 loved喜愛 it. So I'm going to sound聲音 dumb.
380
1094000
6000
但是我絕對喜歡它 所以我想獻一下醜
18:38
Your theory理論 of everything --
381
1100000
3000
你的萬物理論
18:41
Garrett加勒特 Lisi麗絲: I'm used to coral珊瑚.
382
1103000
1000
我喜歡稱之為珊瑚理論
18:42
CACA: That's right. The reason原因 it's got a few少數 people
383
1104000
2000
好吧 它讓人們興奮的原因是
18:44
at least最小 excited興奮 is because, if you're right, it brings帶來
384
1106000
3000
如果你是對的,那就把
18:47
gravity重力 and quantum量子 theory理論 together一起.
385
1109000
2000
重力和量子理論結合了起來
18:50
So are you saying that we should think of the universe宇宙,
386
1112000
3000
所以你是不是說我們應該瞭解
18:53
at its heart -- that the smallest最少 things that there are,
387
1115000
3000
在宇宙中那些最微小的事物
18:56
are somehow不知何故 an E8 object目的 of possibility可能性?
388
1118000
7000
有可能就是E8模型
19:03
I mean, is there a scale規模 to it, at the smallest最少 scale規模,
389
1125000
2000
我是說 你心裏是不是有一個最小的尺寸
19:05
or ...?
390
1127000
1000
還是
19:06
GLGL: Well, right now the pattern模式 I showed顯示 you that corresponds對應
391
1128000
3000
嗯,剛剛給你們看得圖案規則
19:09
to what we know about elementary初級 particle粒子 physics物理 --
392
1131000
4000
就是我們所知的基本粒子物理
19:13
that already已經 corresponds對應 to a very beautiful美麗 shape形狀.
393
1135000
3000
而且它已經是一個很漂亮的圖案了
19:16
And that's the one that I said we knew知道 for certain某些.
394
1138000
1000
那個就是我所說的我們很確信的地方
19:18
And that shape形狀 has remarkable卓越 similarities相似之處 -- and the way it fits適合
395
1140000
4000
而這個形狀和E8有著明顯的相似處
19:22
into this E8 pattern模式 could be the rest休息 of the picture圖片.
396
1144000
3000
在剩下的圖片中幾乎和E8合為一體
19:26
And these patterns模式 of points that I've shown顯示 for you
397
1148000
3000
我給你們看得這些點狀圖案
19:29
actually其實 represent代表 symmetries對稱性 of this high-dimensional高維 object目的
398
1151000
4000
實際上代表著更高維物體的對稱性
19:33
that would be warping翹曲 and moving移動 and dancing跳舞
399
1155000
3000
這些圖案在我們生活的時空中
19:36
over the space空間 time that we experience經驗.
400
1158000
2000
蜷曲,移動和舞蹈
19:39
And that would be what explains說明 all these
401
1161000
2000
這就解釋了所有的
19:41
elementary初級 particles粒子 that we see.
402
1163000
1000
我們所看見的基本粒子
19:42
CACA: But a string theorist理論家,
403
1164000
3000
我們所看見的基本粒子
19:45
as I understand理解 it, explains說明 electrons電子 in terms條款 of much smaller
404
1167000
2000
弦理論家會在更小的弦震動裏
19:47
strings字符串 vibrating振動 --
405
1169000
1000
解釋電子
19:48
I know you don't like string theory理論 -- vibrating振動 inside it.
406
1170000
2000
我知道你不喜歡弦理論
19:51
How should we think of an electron電子 in relation關係 to E8?
407
1173000
5000
但我們該怎樣理解在E8模型中的電子
19:57
GLGL: No, it would be one of the symmetries對稱性 of this E8 shape形狀.
408
1179000
3000
不 它將會是這個E8型狀對稱性的一部分
20:01
So what's happening事件 is, as the shape形狀 is moving移動 over space-time時空,
409
1183000
4000
所以實際上 當這個形狀在時空中游走
20:05
it's twisting盤曲. And the direction方向 it's twisting盤曲 as it moves移動
410
1187000
4000
它會扭曲 而它扭曲的方向就是
20:09
is what particle粒子 we see. So it would be --
411
1191000
2000
我們所看到的粒子 所以就是
20:11
CACA: The size尺寸 of the E8 shape形狀,
412
1193000
2000
E8形狀的大小
20:13
how does that relate涉及 to the electron電子?
413
1195000
1000
是怎麼樣和電子相聯繫的呢
20:14
I kind of feel like I need that for my picture圖片.
414
1196000
2000
我自己有些想像不出來
20:16
Is it bigger? Is it smaller?
415
1198000
1000
它會大些還是小些
20:17
GLGL: Well, as far as we know electrons電子 are point particles粒子,
416
1199000
2000
嗯 就我們所知電子是點粒子
20:20
so this would be going down to the smallest最少 possible可能 scales.
417
1202000
3000
所以這個會讓我們看到最小的尺寸
20:24
So the way these things are explained解釋 in quantum量子 field領域 theory理論
418
1206000
2000
所以在量子場論中,這些東西的解釋方式是
20:26
is, all possibilities可能性 are expanding擴大 and developing發展 at once一旦.
419
1208000
4000
所有的可能性都在同時展開發展
20:30
And this is why I use the analogy比喻 to coral珊瑚.
420
1212000
2000
這也是我為什麼拿珊瑚作類比
20:33
And in this way, the way that E8 comes in is
421
1215000
7000
因為這樣,E8的進入方式是
20:40
it will be as a shape形狀 that's attached at each point in space-time時空.
422
1222000
4000
一個可以連接時空中每一點的形狀
20:45
And, as I said, the way the shape形狀 twists曲折 --
423
1227000
4000
還有 想我所說的 形狀在經過這個曲線的表面時
20:49
the directional定向 along沿 which哪一個 way the shape形狀 is twisting盤曲
424
1231000
2000
它的扭曲的方式
20:51
as it moves移動 over this curved彎曲 surface表面 --
425
1233000
1000
和其的扭曲方向是
20:52
is what the elementary初級 particles粒子 are, themselves他們自己.
426
1234000
4000
基本粒子它們自己
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So through通過 quantum量子 field領域 theory理論, they manifest表現 themselves他們自己
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1238000
4000
在量子場理論中 粒子與粒子間
21:00
as points and interact相互作用 that way.
428
1242000
1000
和點與點間一樣,相互作用
21:02
I don't know if I'll be able能夠 to make this any clearer更清晰.
429
1244000
2000
我不知道我能不能解釋得更加清楚了
21:04
(Laughter笑聲)
430
1246000
4000
(笑聲)
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CACA: It doesn't really matter.
431
1250000
1000
沒關係
21:09
It's evoking喚起 a kind of sense of wonder奇蹟, and I certainly當然
432
1251000
4000
它已經激起了我們的興趣
21:13
want to understand理解 more of this.
433
1255000
3000
我確定我想瞭解的更多
21:16
But thank you so much for coming未來. That was absolutely絕對 fascinating迷人.
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2000
太感謝你的光臨了。你的演說太吸引人了
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(Applause掌聲)
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(掌聲)
Translated by YaoYang Han
Reviewed by K. C. Peng

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ABOUT THE SPEAKER
Garrett Lisi - Physicist
Physicist Garrett Lisi has proposed a new "theory of everything" -- a grand unified theory that explains all the elementary particles, as well as gravity.

Why you should listen

Working from principles of differential geometry, physicist Garrett Lisi is developing a new unified theory that purports to explain all the elementary particles, and gravity, in one elegant model. His theory is based on a mathematical shape called E8. With 248 symmetries, E8 is large, complex and beautiful -- and Lisi believes the relationships of its symmetries correspond to known particles and forces, including gravity.

His work, explained in his paper "An Exceptionally Simple Theory of Everything," and in an ongoing discussion on FQXi, is still on science's speculative fringe. But some physicists believe he could be pointing the way toward a truly unified theory.

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Garrett Lisi | Speaker | TED.com