世界经理人科技报道(tech.icxo.com)消息:爱因斯坦的广义相对论认为:物质之间的引力作用是由弯曲空间所产生的;而量子理论则认为,力是实实在在的并由粒子交换而来的:电磁力是由光子交换而来,弱力是由弱规范玻色子交换而来,强力是由胶子交换而来。但是,量子理论找不到产生引力的交换粒子,而相对论也无法解释电磁力、弱力和强力这宇宙中的三大力如何通过空间弯曲发生作用。总之,物理学家因为这两个现代物理理论的尖锐对立一下子变得不知所措,他们无法知道,宇宙的本原究竟是什么?
他们不得不进一步思考:也许我们对基本粒子和空间结构的认识还不够,难道它们的内部还存在着一种更深层的结构尚待揭示?如果让这两种理论都向前跨一步,都再深入一层,世界就不可思议地达到了近乎完美的和谐统一。这就是弦论的诞生。
蚕茧中的宇宙
弦论萌生于1968 年,刚开始这个理论是用于描述核子( 质子和中子) 的构成及其作用力的一种理论模型。当时,人们还不知道有夸克之说,还不能确定构成核子的基本粒子是夸克。所以弦论问世之初,引起了不小的轰动。但是,作为解释核子模型的弦论最终还是被人们抛弃了,让位给了夸克模型。现在,人们知道夸克被禁锢在质子或中子内,彼此就好似用橡皮弦把它们拴在了一起。由此回顾起来,最初的弦论其实已经抓住了核子世界中弦的要素——物质的本原是一种“ 纽带”。当广义相对论和量子理论陷入难以调和的冲突后,这种探求物质本原的“ 纽带”,在沉寂一段时间之后,终于以更高的姿态,东山再起。
弦论的核心概念是,基本粒子并非点状物,而是无限细的一维实体,也就是弦。在基本粒子庞大的家族中,每种粒子都有自己的特性,这反映在一根弦有多种可能的振动模式上。一旦把量子力学套用到振动的弦( 与小提琴弦没两样,只不过构成基本粒子的振动弦是以光速来传播的) 上面,微观的粒子物理学和宏观的宇宙学都从中得到了深刻的启示。