能統一相對論和量子力學的弦理論

廣義相對論和量子力學採用不同的方式來洞悉宇宙是如何運轉的，這兩種理論在各自領域如魚得水，但它們兩個卻又是水火不容。許多物理學家認為，肯定有一種方法能把這兩種理論相結合。其中一種比較著名的大統一理論是超弦理論，或簡稱為弦理論。讓我們來簡要概述一下這個複雜的觀點。

只有弦，沒有粒子。

我們都學過，質子、中子、電子和夸克等這些基本亞原子粒子的存在造就了我們所知的所有物質。物理學家已經研究了這些粒子的運動行為以及彼此間的相互作用，但這個過程引起了一系列的衝突。

根據弦理論，這些亞原子粒子不存在。相反，實際上存在的是那些因為太小而使目前儀器無法觀測到的一小根振動弦。而弦又有開弦和閉弦之分。弦振動的頻率確定了粒子類型，並決定粒子的大小和質量。

弦振動的頻率確定了粒子類型及其性質

弦如何替換點狀的粒子呢？在亞原子層面，振動頻率與其能量之間存在關係。與此同時，正如愛因斯坦著名的質能方程E=mc^2告訴我們，能量和質量之間存在關係。因此，物體的振動頻率和它的質量存在關係。這種關係就是弦理論的核心。

限制宇宙的維度。

愛因斯坦的相對論開啟了宇宙的多維度，因為相對論的適用性沒有受到維度的限制。不管是在四維還是四十維，相對論都能很好的適用。但弦理論只適用於10維或11維。如果科學家能找到支持弦理論的證據，那宇宙的維度將會有限制。

在日常生活中，我們只能感受到四個維度。那麼，弦理論預測的遺失維度在哪裡呢？弦理論家認為這些維度蜷縮到一個緊空間中。這個空間很小，僅有弦的尺寸（約1.6x10^(-33)厘米，即普朗克長度），所以我們無法探測到它們。

另一方面，這些額外的維度可能是太大了而使我們難以測量；我們的四維時空可能蜷縮至非常小的尺寸，依附於這些更高維度之中。

尋找證據。

在1996年，美國物理學家Andrew Strominger和Cumrun Vafa利用熵（混亂度越高，熵值越大）來模擬黑洞。雅各布·貝肯斯坦和斯蒂芬·霍金在二十年之前就已經模擬過這樣的黑洞了，但當時，沒有人能弄清楚黑洞的熵為什麼這麼高。

Strominger和Vafa構建的理論黑洞不同於星系中心的傳統黑洞。相反，他們根據弦理論來模擬黑洞，這把弦理論與驅動黑洞的引力（基本力）相聯繫在一起。通過基於弦理論的弦而不是傳統的粒子，這個候選的大統一理論更具有可信度。

關於弦理論是否就是「終極理論」，目前還不得而知。但弦理論是一個強有力的候選理論來解釋宇宙的一切。

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