从弦到超弦——物理界最有希望的理论一、基本弦理论要理解弦理论，就要先理解它的基本假设：我们看到的所有点粒子都是一小段弦。因为如果一段弦比仪器的最小观测度还要小得多，它看起来就是数学意义上的点，这可以理解。弦的不同形式扭曲就代表了不同的粒子，一段弦可以有无数种扭曲方式，所以弦理论包含无数种粒子。二、力的统一在爱因斯坦的引力理论中引力的单位，即引力子包含在这无数中种弦中，所以基本弦理论包含了爱因斯坦的引力理论。同理这无数种弦中亦可找到一种与光子相对应，于是基本弦理论中又包括了电磁力。所以基本弦理论统一了引力和电磁力。同理，在基本弦理论中，引力、电磁力、强力、弱力被统一。三、弦的振动振动的弦有什么难研究的呢？看看你就知道了，首先，这些弦以趋近于光速的速度振动，其次，我们要跟踪这些飞速的振动。比如，1/10秒过去了，弦上的这个点向东动了0.27英寸，那个点向北动了0.48英寸……直到所有点都被标定好，1/10秒的运动算是描述完了。还有一点，我们要到量子世界，在那里，具有完全无法令人接受的性质的粒子完全有可能出现(因为弦理论包含无数种粒子)，这些粒子被物理学家开玩笑地称为“鬼粒子”，需要复杂的分析才能证明，这些“鬼粒子”只不过是数学的幻象。四、超弦理论基本弦理论虽然包含无数种粒子，但仍然有漏洞——它不包括电子！为了给理论打上补丁，物理学家把这种描述扩大，电子的描述是类似这样的话：1/10秒过去了，弦上的这个点向北动了0.33英寸和ψ，ψ是希腊字母，这个奇怪的数是由数学家格拉斯曼发明的，这个数有一个奇怪性质，简单地说，就是ψ^2=0，并且ψ不为零。恐怕只有数学家能发明如此奇怪的数吧。弦能做以ψ描绘的运动，也能做普通数描绘的运动，这种弦理论被称为超弦理论。超弦理论就这样诞生了！五、空间需求超弦理论需要九维空间来支持，天哪！这怎么可能？其实，这并不难，让我们来发现隐藏的维数吧。展开想象的翅膀，现将一个三维生物置于一个细管上，管的外径比这个生物能感知的最小程度还要小得多，它就会认为这个管是一维的，因为它只能沿管的长度爬行。我们也是一样，我们认为点是基本单位。那么，如果把点都看成圆，则空间是四维的，如果把点都看成球，则空间是五维的，重复动作，空间的维数会越来越高，可以达到九维。六、超弦理论的影响粒子物理学家分成了两派，一派做实验研究点粒子；另一派高举思想旗帜，研究超弦理论。要掌握一个新理论不易，转移阵地更不易，因为点粒子研究已取得重大进展。2010.02.19