物理（二） (4-1)

弦理论

是理论物理的一个分支学科，弦论的一个基本观点是，自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子，而是很小很小的线状的“弦”（包括有端点的“开弦”和圈状的“闭弦”或闭合弦）。

弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子，能量与物质是可以转化的，故弦理论并非证明物质不存在。

弦论中的弦尺度非常小，操控它们性质的基本原理预言，存在着几种尺度较大的薄膜状物体，后者被简称为“膜”。

直观的说，我们所处的宇宙空间可能是9+1维时空中的D3膜。

弦论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论。

弦理论是一门理论物理学上的学说。

理论里的物理模型认为组成所有物质的最基本单位是一小段“能量弦线”，大至星际银河，小至电子，质子，夸克一类的基本粒子都是由这占有二维时空的“能量线”所组成。

中文的翻译上，一般是译作“弦”。

超弦理论可以解决和黑洞相关的问题。

在弦理论中，基本对象不是占据空间单独一点的基本粒子，而是一维的弦。

这些弦可以有端点，或者他们可以自己连接成一个闭合圈环。

正如小提琴上的弦，弦理论中支持一定的振荡模式，或者共振频率，其波长准确地配合。

弦理论（以及它的升级版超弦理论）认为所有的亚原子粒子都并非是小点，而是类似于橡皮筋的弦 。

与粒子类型的唯一区别在于弦振动的频率差异 。

弦理论主要试图解决表面上的不兼容的两个主要物理学理论——量子力学和广义相对论——并欲创造的描述整个宇宙的“万物理论”。

然而这项理论非常难测试，并需要对我们所描绘的宇宙进行一些调整，也即宇宙一定存在比我们所知的四维空间更多的时空维度。

科学家认为这些隐藏的维度可能卷起到非常小以至于我们没有发现它们。

较早时期所建立的粒子学说则是认为所有物质是由只占一度空间的“点”状粒子所组成，也是目前广为接受的物理模型，也很成功的解释和预测相当多的物理现象和问题，是此理论所根据的“粒子模型”却遇到一些无法解释的问题。

比如，在靠近粒子的地方的引力会增加至无限大。

比较起来，“弦理论”的基础是“波动模型”，因此能够避开前一种理论所遇到的问题。

更深的弦理论学说不只是描述“弦”状物体，还包含了点状、薄膜状物体，更高维度的空间，甚至平行宇宙。

值得注意的是，弦理论目前尚未能做出可以实验验证的准确预测。

弦理论的雏形是在1968年由Gabriele Veneziano发现。

他原本是要找能描述原子核内的强作用力的数学公式，然后在一本老旧的数学书里找到了有200年之久的欧拉公式（Euler's Function），这公式能够成功的描述他所要求解的强作用力。

然而进一步将这公式理解为一小段类似橡皮筋那样可扭曲抖动的有弹性的“线段”却是在不久后由Leonard Susskind(李奥纳特·苏士侃)所发现，这在日后则发展出“弦理论”。

虽然弦理论最开始是要解出强相互作用力的作用模式，但是后来的研究则发现了所有的最基本粒子，包含正反夸克，正反电子，正反中微子等等，以及四种基本作用力“粒子”（强、弱作用力粒子，电磁力粒子，以及重力粒子），都是由一小段的不停抖动的能量弦线所构成，而各种粒子彼此之间的差异只是这弦线抖动的方式和形状的不同而已。

“弦理论”这一用词所指的原本包含了26度空间的玻色弦理论，和加入了超对称性的超弦理论。

在近日的物理界，“弦理论”一般是专指“超弦理论”，而为了方便区分，较早的“玻色弦理论”则以全名称呼。

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