物理学史论文——弦理论的简单介绍及其发展过程
浅谈“弦理论”
２８ｌ瞰
万方数据
科学历程Ｉ奥秘
强相互作用力及弱相互作用力都能融台得很好，这让许多理论 科学家纳闷了许多年，直到“弦理论”的提出。在我们日常生活 中，我们会发现，引力相比于其他力实在是很小．我们可以轻松 捡起地上的石头，可以用吸铁石轻松地吸起放在地上的铁，在这 些力面前，为什么引力会变得这么弱，难道它就真的比不上其他
Ｉ船ｆ２９
万方数据
浅谈“弦理论”
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 郭俊昌
科学之友 Friend of Science Amateurs 2012(10)
引用本文格式：郭俊昌 浅谈“弦理论”[期刊论文]-科学之友 2012(10)
字宙“弦理论”
力吗々事实证明并非如此，科学家们分析，引力的作用限远。
与其他作用力不周的是，它只是分散了，而并不像其他力一样集 中，这就让我们在观念上产生了错觉，其实引力是等同于其他作 用力的，而要用“弦理论”解释，就得用到引力子的概念了。 在标准模型理论中，预言了６２种基本粒子的存在，但只有 两种粒子没有找到，一种是希格斯粒子，另一种则是引力子。其 中引力子是一种传递引力作用的粒子，自旋为霉，在“弦理论” 中，它被视为一种特殊的粒子，因为它的“弦“是闭台的，而不同 于光子、电子等其他拥有两个端点的“开弦”。”弦理论”认为，大 多数基本粒子的“弦”的两个端点紧紧牢靠在一种“膜”上振动， 而只有一种粒子特殊，那就是引力子，它的“弦“是闭合的，它不 受“弦理论”中所谓”膜”的束缚而自由行走。根据“弦理论”推导 后的结论，我们会惊奇地发现，我们所处的宇宙仅仅是上千亿个 宇宙中的一个，这就是”平行宇宙说”。它告诉了我们所在宇宙 发生大爆炸的原因，是由两个更高维度的宇宙相互碰撞而形成 的，而且这种碰撞并不是一次，而是一次接着一次，接着就形成 了我们目前的四维宇宙。如果把每个宇宙都想象成为一个气泡， 那我们所处宇宙的外围就是一个巨大的“膑”．这就像我们平时 吹泡泡一样，它的里面便是我们所处的宇宙。我们所在宇宙中 的许多基本粒子受到这种“膜”的束缚而无法进入其他平行宇宙 中，但是引力子却可以，这也就是为什幺引力相比于其他作用力 显得“弱”的原因。 当然，根据“弦理论”，我们可以想象一下怎样与其他更高维 度的外星人进行通话，我们可以利用引力子的波动来实现信息 交换，利用“虫洞”的作用 将我们发出的引力子传送 给对方，这确实很疯犴，佃 却非常台理。 如果说存宇宙大爆炸 后，将粒子分为两种．一种 是处于我们宇宙边缘的 ”高速飞行粒子”，例如光 子．另一种则是相对于光 速要小很多的粒子。那么 这是否就代表着我们外闱 宇宙的膨胀速度达到了光 速呢々事实证明。我们所处 宇宙的膨胀速度并没有达 到光速，而且按照“弦理 论”的说＾法，光子是不可能
物理学中的弦理论及其应用
物理学中的弦理论及其应用物理学中的弦理论是一种新理论，它试图统一所有自然力，包括引力、电磁力、强相互作用和弱相互作用。
弦理论认为宇宙是由微小的弦组成的，这些弦的振动决定了物质的性质和相互作用。
弦理论的历史弦理论是由物理学家达米恩·格拉斯和约翰·斯瓦尔奇于20世纪80年代提出的。
在过去的几十年里，科学家们一直在探索这种理论，希望能够证明其正确性。
弦理论中的“弦”指的是一种很细小的线状物体，它们是宇宙中所有物质的基本构造单元。
理论认为，物质的不同性质是由弦的振动模式所决定的。
弦理论的应用弦理论是一种非常重要的理论，因为它能够解释宇宙中许多奇妙的现象。
下面是弦理论的一些应用：1.黑洞弦理论可以解释黑洞在物理学中的重要性。
它认为，当一个恒星坍缩成一个非常小而密集的点，它的质量会变得非常大。
这个点叫做黑洞，它的引力非常强大，甚至可以吞噬光线。
弦理论中的弦振动可以解释黑洞吞噬物质的过程。
2.暗物质暗物质是一种不可见的物质，它的存在是由于它对星系的引力产生了影响。
弦理论可以解释暗物质的存在，因为它认为粒子的不同振动模式会决定它们的质量。
这些粒子可以是暗物质的组成部分。
3.量子力学弦理论认为，量子力学和广义相对论是统一的，这是目前物理学家想要达成的重要目标。
弦理论中的弦振动模式可以解释它们之间的联系，并提供了一个比以往更加深入的视角来研究这个问题。
4.宇宙学弦理论被看作是探索宇宙学的一个重要工具，这是因为它可以解释宇宙的起源、演化和未来的结局。
理论认为，在宇宙产生初期，弦会不停地振动，这些振动会影响宇宙的结构和演化。
结论弦理论的应用范围很广，这使得科学家们能够更好地了解宇宙和物质的本质。
虽然它还有许多未经证实的假设，但科学家们已经取得了很大的进展，并希望在未来能够更深入地研究弦理论。
粒子物理学中的弦理论
粒子物理学中的弦理论在现代物理学中，弦理论被认为是最被期望的“万能理论”，它综合了量子力学和相对论的基本原理，并对超对称性、黑洞等物理现象产生了影响。
下面将对弦理论的基本概念、它的历史、发展以及它对现代物理学的影响进行探讨。
什么是弦？首先，我们需要理解什么是弦。
在原子级别以下，物质可以被看作是由粒子组成的。
粒子可以是电子、光子、夸克等等。
而弦则是一种不同的模型，它是一种类似于绳子似的物体，拥有一定长度并且可以振动，如同常规乐器上的琴弦。
与粒子不同的是，弦拥有维度。
弦穿过时间和空间，而粒子仅在三维空间中运动。
这种超越维度限制的数学模型使得弦可以更自然地解释迄今为止未解释的物理现象。
历史弦理论的起源可以追溯到20世纪70年代，理论物理学家发现弦不仅可以被看做是粒子，而且在数学上显示出更为统一的美感。
从那时起，人们开始研究弦的不寻常特性，如弦长度的限制、弦振动的频率和弦的行为。
最初，弦被提出来是为了解决两种基本力（引力和电磁力）“量子化不一致”的情况。
但随着研究的不断深入，研究者们发现弦理论还可以用于解释其他一些现象，例如黑洞、暗物质等等。
发展从1984年开始，弦理论在物理学的圈子中引起了广泛关注。
实验数据证明弦理论能够更加自然地解释物理现象，如粒子的质量、相互作用的强度等等。
因此，弦理论成为物理学家们的一个新的研究方向。
然而，弦理论并不是研究弦的唯一方法。
在1990年代中期，物理学家们发现了“M理论”（M理论提高了一些方面的弦理论，但尚未得到完全的验证）。
虽然弦理论的数学形式非常复杂，但它仍然被认为是一种非常强大的工具。
弦理论对现代物理学的影响虽然弦理论仍然没有得到实验证实，但它对现代物理学产生的影响不可忽视。
弦理论为物理学家提供了更深刻的理解，并为解决现实生活中的物理问题不断开辟新的解决方案。
例如，弦理论为物理学家提供了可能解释宇宙暗物质的新方案。
它还改变了人们对黑洞和虫洞等宇宙奥秘的理解。
而且，它也推动了纯数学领域的发展，并有助于为更好的理解量子力学和相对论问题创造新的数学工具。
kiritsis 弦论
kiritsis 弦论
（原创实用版）
目录
1.kiritsis 弦论简介
2.弦论的基本概念
3.弦论的发展历程
4.弦论的应用领域
5.弦论的挑战与未来发展
正文
【kiritsis 弦论】
kiritsis 弦论是一种理论物理学中的框架，用于描述基本粒子和基
本力的行为。
弦论的核心思想是，所有的基本粒子不是点，而是极小的弦，
这些弦以不同的方式振动和相互作用，从而形成了我们所观察到的物质世界。
【弦论的基本概念】
弦论的基本概念包括弦、振动模式和维度。
弦是一种极小的、一维的物体，可以在空间中振动。
振动模式是指弦的不同振动方式，每种振动模式对应一种粒子。
维度是指弦所在的空间维度，通常是 10 维或 11 维。
【弦论的发展历程】
弦论的发展历程可以追溯到 20 世纪 60 年代，当时物理学家们试图寻找一种能够统一量子力学和广义相对论的理论。
1984 年，物理学家Eugene Kiritsis 提出了 kiritsis 弦论，这是一种基于弦论的统一理论。
【弦论的应用领域】
弦论的应用领域包括基本粒子物理学、宇宙学、量子场论等。
弦论可
以用来解释基本粒子的性质，如质量、电荷和相互作用，还可以用来预测新的粒子的存在。
此外，弦论还可以用来描述宇宙的早期阶段，如宇宙大爆炸。
【弦论的挑战与未来发展】
尽管弦论在理论物理学中取得了很大的进展，但仍然面临着一些挑战，如缺乏实验验证、数学复杂度高和理论的多样性。
弦理论(原稿)(1)
量子碰上引力20世纪发展出了两套现代物理学的基础，量子力学和广义相对论。
广义相对论描绘宏观物体的运动，量子力学描绘微观粒子的运动，它们在各自的领域都获得了巨大的成功，但是，当量子力学和广义相对论联合时，却出现了问题。
20 世纪 20 年月，狄拉克将量子力学与狭义相对论联合，创办了量子场论，这是以后标准模型的雏形。
量子场论将粒子看做场的激发，粒子的概率波其实就是洋溢在空间中的场，粒子在某一地点某一时辰的出现就是场在那一时辰那一位置的激发。
利用这一点，理论物理学家创办了描绘微观下电磁互相作用的量子电动力学（ QED），为了使 QED有定量计算的意义，物理学家理查德.费曼提出了费曼图，就是将粒子的运动轨迹和互相作用状况画成一张图，当发生电磁互相作用时，激发出的光子的路径与原粒子的路径的交点称为极点，利用费曼图，能够计算极点处的量子数，这就使QED能够进行定量计算。
但是，因为量子力学的多重历史性（即在出现相同结果时，过程不必定相同），需要将全部的历史（过程）叠加，但是，历史的个数是无量个，所以，最后计算的结果必定是无量大。
但是，无量大是没存心义的，于是，费曼又发了然重整化方法。
费曼发现，因为QED 的耦合常数（即理论里互相作用的强度，耦合能够理解为互相作用）小于 1，这就使得每一阶的计算（即每一张费曼图的计算）越今后对结果的影响愈来愈小，所以，只用计算前几阶的结果就能获取相当精准的结果，这就是重整化方法，重整化使QED中的无量大除去了。
但是，当物理学家将引力用上述方法与量子力学联合时，在尺度较大时，还可以够成功，但是，当研究的尺度小到被称为普朗克长度时，理论中的耦合常数忽然大于 1，也就是说，重整化不再合用，量子力学与广义相对论在普朗克尺度下的联合是无量大，明显，现代物理学的两大基石 -----量子力学和广义相对论的一致失败了。
但是，这又有什么关系呢？广义相对论和量子力学研究的对象看起来完整不一样，广义相对论研究大质量的物体，量子力学研究小尺度的物体，但是，在我们的宇宙中，恰好有既是沉的，又是小的东西，比方黑洞的奇点，以及宇宙大爆炸之初，量子力学和广义相对论联合的失败是我们没法探究宇宙中的极端的物质，更重点的是，宇宙为何要有两套法例？400 年的物理研究使得物理学家相信，宇宙必定由一套法例来支配，所以，也必定有一个理论能够解说全部的自然现象。
量子理论的诞生和发展（31）：弦论简史
量子理论的诞生和发展（31）：弦论简史作者：张天蓉弦论用“弦”代替了经典的“粒子”弦论之前的物理学，将万物之本归结为粒子。
但到底什么是粒子，很难给出确切的定义。
不过，有一点是公认的：最基本的粒子无法谈论大小，只是一个“点”。
弦论则认为宇宙中最基本的不是粒子而是弦。
按照当今的弦论，弦是比标准模型中的基本粒子更为基本的万物之本，弦的千变万化的振动模式形成了各种各样不同种类的基本粒子。
其实，在弦论的发展史上，第一个弦论（玻色弦理论）并不是为了再拆再分基本粒子的深层结构所建立起来的理论，而是有个运气好的研究生为了研究强相互作用才“撞”上“弦”，现在普遍认为那是弦论的诞生。
早在上世纪60年代后期，加速器上发现了许多强子共振态，这些态的角动量与质量平方的关系满足一个被称为瑞吉轨道（Regge trajectory）的经验公式。
在以色列的魏兹曼研究所，有一位意大利物理学家名叫加布里埃莱·韦内齐亚诺（Gabriele Veneziano），他当时仅26岁，刚刚博士毕业。
那时，物理学家们用量子场论解决强作用碰到了困难，使得量子场论一时间不受青睐。
在很多物理学家看来，“场”不是可观测量，只有散射振幅才能被观测到。
因此，韦内齐亚诺没有从量子场论考虑，而是使用关联初始状态和最终状态的S矩阵方法研究怎样使强子共振态符合瑞吉轨道的公式。
韦内齐亚诺后来回忆说，1968年6月前后，他在研究所内的咖啡吧小憩，脑海中灵感突发，不自觉地展开了一系列“思想实验”。
他深入思考描述π介子间碰撞的散射振幅会是个什么样子，当他在笔记本上整理这些想法的时候，突然想到了多年前作为数学物理学的学生就已熟悉用Γ函数表示的欧拉Beta函数。
图：韦内齐亚诺公式历史有时候看起来似乎荒谬可笑。
上图左边是韦内齐亚诺当年草草写在纸巾上的公式，如今竟被视为现代弦论的萌芽，当然也让韦内齐亚诺后来一跃成为粒子物理学界的名人。
尽管他当时并未意识到这个公式的深刻意义，即使做梦也不可能想到什么“弦论”。
弦理论探索万物的共同语言
弦理论探索万物的共同语言弦理论，作为现代物理学中的一种理论框架，试图解释和统一所有基本粒子和物理力的行为。
它认为宇宙的基本构建要素不再是点状的粒子，而是微小且具有长度的弦状物体。
这些弦不仅可以振动，还可以以不同的方式缠绕和交织在一起，从而产生了不同种类的粒子。
1. 弦理论的起源与发展弦理论的起源可以追溯到20世纪70年代。
当时，物理学家发现当使用量子力学理论来描述高能物理学现象时，会遇到一些困难和矛盾之处。
为了解决这些问题，物理学家们提出了弦理论这一全新的思路。
从那时开始，弦理论经历了多次修正和发展，逐渐形成了如今的框架。
2. 弦理论的基本原理弦理论认为，物质不再是由点状的基本粒子组成，而是由振动的弦来构建。
这些弦的振动模式不同，对应了不同的粒子。
这一观点具有许多优点，例如可以解释为什么不同的粒子具有不同的属性以及为什么物质的质量有下限等。
3. 弦理论与量子引力弦理论被认为可能是一种统一量子力学和引力理论的途径。
在现有的物理理论中，量子力学和引力理论是不一致的，无法统一。
弦理论通过将引力视为弦的振动模式，并考虑了弦在不同空间维度上的运动，为统一理论的构建提供了一种新的思路。
4. 弦理论与宇宙学弦理论还与宇宙学密切相关。
宇宙学研究宇宙的起源、演化和结构等问题，而弦理论提供了一种解释宇宙早期演化的可能性。
根据弦理论的观点，宇宙在早期可能经历了一次超弦宇宙的阶段，这对于解释宇宙的起源和演化提供了新的思路。
5. 弦理论的挑战与未来发展虽然弦理论具有很多优点和潜力，但仍存在一些挑战和问题。
例如，弦理论涉及到额外的维度、复杂的数学计算等。
此外，由于目前实验数据的限制，也无法验证弦理论的预言。
未来，物理学家们需要进一步发展数学工具，设计实验来验证或推翻弦理论的假设。
总结：弦理论作为一种探索万物共同语言的理论框架，提供了一种新的视角来理解和解释基本粒子和物理力的行为。
它的出现和发展使得物理学家们对于宇宙和现象的解释有了更加全面和深入的认识。
物理学史论文弦理论的简单介绍及其发展过程
弦理论的简单介绍及其发展过程【摘要】弦理论，即弦论，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”。
弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子。
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。
本文简单的介绍了它的基本内容以及发展过程。
【关键词】广义相对论量子力学超弦理论M理论一: 弦理论的形成背景20 世纪的物理学有两次大的革命: 一次是狭义相对论和广义相对论; 另一次是量子理论的建立。
经过人们的努力, 量子理论与狭义相对论成功地结合成量子场论, 这是迄今为止最为成功的理论。
广义相对论是引力场的相对论理论, 这个理论是建立在等效原理及广义协变原理这两个基本假设之上的。
在天文学上的一系列新发现支持下, 广义相对论也有长足的发展。
在小至太阳系, 大至整个宇宙范围里, 实验观测与理论很好地符合。
广义相对论来研究天体物理和宇宙学, 已成为物理学中的一个热门前沿。
在量子理论的框架下, 我们可以认识小尺度下的宇宙:分子原子以及比原子更小的粒子, 如电子和夸克。
两个理论差不多所有的预言都在实验上被物理学家以难以想象的精度证实了。
但同样的这两个理论工具, 却无情地把我们引向一个痛苦的结论: 量子场论和广义相对论是不相容。
爱因斯坦建立相对论之后想到要统一当时公知的两种相互作用力—万有引力和电磁力。
他花费了后半生近40 年的精力去寻求和建立一个统一理论, 但没有成功。
现在回过头来看历史,爱因斯坦的失败并不奇怪。
实际上自然界还存在另外两种相互作用力- 弱力和强力。
现在已经知道, 自然界中总共4 种相互作用力除有引力之外的3 种都可用量子理论来描述, 电磁、弱和强相互作用力的形成是用假设相互交换“量子”来解释的。
但是, 引力的形成完全是另一回事, 爱因斯坦的广义相对论是用物质影响空间的几何性质来解释引力的。
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弦理论的简单介绍及其发展过程【摘要】弦理论，即弦论，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”。
弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子。
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。
本文简单的介绍了它的基本内容以及发展过程。
【关键词】广义相对论量子力学超弦理论M理论一: 弦理论的形成背景20 世纪的物理学有两次大的革命: 一次是狭义相对论和广义相对论; 另一次是量子理论的建立。
经过人们的努力, 量子理论与狭义相对论成功地结合成量子场论, 这是迄今为止最为成功的理论。
广义相对论是引力场的相对论理论, 这个理论是建立在等效原理及广义协变原理这两个基本假设之上的。
在天文学上的一系列新发现支持下, 广义相对论也有长足的发展。
在小至太阳系, 大至整个宇宙范围里, 实验观测与理论很好地符合。
广义相对论来研究天体物理和宇宙学, 已成为物理学中的一个热门前沿。
在量子理论的框架下, 我们可以认识小尺度下的宇宙:分子原子以及比原子更小的粒子, 如电子和夸克。
两个理论差不多所有的预言都在实验上被物理学家以难以想象的精度证实了。
但同样的这两个理论工具, 却无情地把我们引向一个痛苦的结论: 量子场论和广义相对论是不相容。
爱因斯坦建立相对论之后想到要统一当时公知的两种相互作用力—万有引力和电磁力。
他花费了后半生近40 年的精力去寻求和建立一个统一理论, 但没有成功。
现在回过头来看历史,爱因斯坦的失败并不奇怪。
实际上自然界还存在另外两种相互作用力- 弱力和强力。
现在已经知道, 自然界中总共4 种相互作用力除有引力之外的3 种都可用量子理论来描述, 电磁、弱和强相互作用力的形成是用假设相互交换“量子”来解释的。
但是, 引力的形成完全是另一回事, 爱因斯坦的广义相对论是用物质影响空间的几何性质来解释引力的。
在这一图像中, 弥漫在空间中的物质使空间弯曲了, 而弯曲的空间决定粒子的运动。
人们也可以模仿解释电磁力的方法来解释引力, 这时物质交换的“量子”称为引力子, 但这一尝试却遇到了原则上的困难—- 量子化后的广义相对论是不可重整的,。
目前，描述微观世界的量子力学与描述宏观引力的广义相对论在根本上有冲突，广义相对论的平滑时空与微观下时空剧烈的量子涨落相矛盾，这意味着二者不可能都正确，它们不能完整地描述世界。
建立在攀因新坦引力理论上的量子计算给出了“无限大” , 这个落谬的答案正如你用一个数除以零所得到的一样。
用数学家的语言来说从计算发散了。
因此, 量子化和广义相对论是相互不自洽的。
因此，量子场论和广义相对论应该在一个更大的理论框架里统一起来。
现在这一更大的理论框架已初显端倪, 它就是超弦理论。
超弦理论是物理学家追求统一理论的最自然的结果。
二: 弦理论内容及渊源弦理论之不同于传统的量子场论在于假定物质的基本结构不是点粒子而是弦—一条一维的曲线。
它的特征尺度是普朗克长度, 约为1. 6×10- 35m。
弦有两种基本的拓扑结构: 开弦和闭弦。
开弦是两端自由的线段而闭弦是首尾相接的闭合环。
最简单的、最有希望的理论却只包括闭合弦。
弦运动的各种简正模式的量子激发给出了基本粒子谱。
这些激发可以有弦的振动和转动自由度, 对应到粒子谱上, 反映为粒子存在各种内部自由度。
在弦理论中, 所有的基本粒子都是一个基本弦的不同运动模式而已。
例如, 按照一种特珠方式振动时, 弦可能是一个电子。
弦也可以结合或分离—“合二为一或一分为二”。
弦的运动态中低于普朗克能量的态数目是有限的, 对应为可观测的粒子。
那些质量与普朗克能量相当或是高于普朗克能量的模式有无穷多, 它们很可能是不可观测的。
一般说来, 它们是不稳定的, 会衰变为更轻的模式。
弦理论的最直接起源可追溯到1968 年，它的雏形是由维尼齐亚发现的。
当时, 许多物理学家都致力于解释粒子加速器在高能碰撞中产生的强子粒子( 称作强子) 的性质。
维尼齐亚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，这公式能够成功的描述他所要求解的强作用力。
到1970 年, 情况有所突破, 南部阳一郎、尼尔森与苏斯金终于揭开了欧拉公式所隐含的物理奥秘。
原来, 欧拉函数恰是微观弦振动的数学表示。
如果用一维振动弦来模拟夸克之间相互作用产生的束缚力, 那么这种情况下, 核强力就能精确地用欧拉函数来描述。
弦好比两个夸克小球之间的“橡皮筋”,而从物理意义上看, “橡皮筋”比两端的夸克更重要——早期的弦理论即由此而诞生。
虽然弦理论直观简单, 也令人满意, 但不久人们发现他也有失败的地方。
实验表明弦模型预言的某个数直接与观测结果相矛盾。
然而1974 年施瓦兹和谢尔克迈出了大胆的一步, 使这一显然的缺陷成了优点。
他们在研究了像信使粒子一样的弦振动模式后, 发现它完全符合假想的信使粒子( 一个质量为零自旋等于2 的粒子) —引力子。
于是, 他们郑重提出, 或许弦理论事实上就是一种引力理论, 甚至可能是一个包罗万象的理论。
但是,这一重新起步困难不少, 也很少有人响应。
经过同道者10 年艰苦奋斗, 上述大胆设想才赢得广泛的认同。
1984 年格林和施瓦沿这个方向推进了一大步, 构造了一种特殊的弦模型, 它具有时空的超对称, 因而称为超弦理论。
对称概念是物理学家最有用的工具之一。
数学上，当一个方程组的单元之间发生了互换(变换), 而整个集体仍然显出同样的性质, 我们可称之为对称。
对称的概念之所以在发展理论时有价值, 是因为它可用于指明大相径庭的事物之间的重要相似点。
当时空维数等于10, 内部对称群为SO( 32) 时, 这个理论不存在反常。
超弦理论颇有说服力地证明, 曾让早期弦理论困惑的有关量子力学的矛盾全都是可以消解的。
事实上, 他们得心应手地处理了所有的数学上的自洽性问题, 诸如超光速的快子、由点粒子模型所引起的无穷大、对称性反常、高维自由度与超对称的引入等等。
他们甚至还证明, 弦理论有足够能力去容纳4 种基本力。
不利用“弦”就显然不可能建立一个数学上调和的量子引力理论。
相反地, 不包括引力, 看来也不可能建立一个数学上一致的弦论。
超弦计算, 即使包括引力在内, 决不会产生“无限大”。
从1984 年到1986 年, 是所谓的“第一次超弦革命”时期。
后来人们经过研究发现, 在十维空间中, 实际上有5 种自洽的超弦理论, 它们分别是IIA 和IIB, 一个规范为Apin( 32) / Z2的杂化弦理论, 一个规范群为E8×E 8 的杂化弦理论和一个规范为SO( 32) 的I 型弦理论。
对一个统一理论来说, 5 种可能性还是稍嫌多了一些。
因此, 过去一直有一些从更一般的理论导出这些超弦理论的尝试, 但直到1995 年人们才得到一个比较完美的关于这5 种超弦理论统一的图像称之为M 理论。
将5 种超弦理论和十一维超引力统一到M 理论无疑是成功的, 但同时也向人们提出了更大的挑战。
M 理论在提出时并没有一个严格的数学表述, 因此寻找M 理论的数学表述和仔细研究M 理论的性质就成了超弦理论研究热点, 从而点燃了“第二次超弦革命”。
“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。
三: 弦理论的现状及未来弦理论是发展中的理论, 它没有经过严格的实验验证, 也没有被科学界接受。
为了使超弦理论与实验室所观察到的现象联系起来, 还需要大量的工作。
然而它的部分成果已经带来了令人惊奇的关于空间、时间和物质的新认识。
将广义相对论与量子力学和谐地统一起来是它的主要成功。
而且, 弦理论有能力回答有关自然最基本的物质构成和力的初始问题，也正在导致物理学家和数学家之向的联系在近期内达到史无前例的水平。
在宇宙学方面, 超弦理论虽然不能对暴涨宇宙及暗能量的起源提供很好的回答, 但最近几年的进展却启发了人们对它们的进一步认识。
弦理论成功地解释了黑洞的熵和辐射, 这是第一次从微观理论出发, 利用统计物理和量子力学的基本原理, 严格了导出了宏观物体黑洞的熵和辐射公式, 毫无疑问地确立了超弦理论是一个关于引力和其他相互作用力的正确理论。
目前弦理论还面临很多问题的挑战, 比如弦理论连方程本身很难确定, 现在我们也只有得到它的近似形式。
于是弦理论家只限于寻找近似方程的近似解, 而近似解不足以回答挡在理论前头的许多基本问题。
另外人们也需要开始重视实验对弦论的限制和验证( 或者证伪) , 因为无论是加速器物理还是宇宙学都已经发展到可能发现量子引力和弦论的效应。
未来的10 年或者20 年时间, 将见证宇宙学、粒子物理与量子引力和弦论的交互推动的飞速发展。
参考文献[ 1] [ 美] B. 格林, 李泳译, 宇宙的琴弦, 湖南科学技术出版社, 2002 年[ 2] 李淼, 超弦理论与宇宙学的挑战, 宇宙学专题34 卷( 2005 年) 9 期[ 3] 朱占武,超弦理论的发展和未来展望[ 4] 百度百科,弦理论。