《传道篇》之三：超弦理论的盲点

雪峰

　　假如把量子场论比喻为一条裤子的裤腿，把广义相对论比喻为另一条裤腿，那么，超弦理论就是试图把这两条裤腿连接统一起来的裤腰部分。

　　爱因斯坦的广义相对论主要探讨的是引力问题，他认为引力本身并不存在，引力是空间的弯曲造成的，他假想空间本身是光滑平坦的，由于在这个光滑平坦的空间出现了质量大的天体，比如太阳，所以造成了空间的弯曲，犹如姑娘圆润光滑的脸蛋上某人用食指使劲按，所按部位圆润光滑被打破，而形成了弯曲的坑。空间的几何形变导致了引力的诞生，这是从宏观的角度定论的，具体到一个人、一块石头时，因为其质量太小，使空间弯曲的几率几乎为零，所以，微观物质几乎没有引力。

　　问题出现了，在微观世界，其空间本身不是光滑平坦的，而是有难以计数的粒子在奔腾喧嚣，无法出现质量大的物质造成空间的弯曲，所以无法导致引力的产生，微观物质的运动与引力无关，却是由电磁力、强核力、弱核力造成，而广义相对论解释不了这三种力的来源，这时量子场论出现了。

　　量子理论研究的是微观世界基本粒子的行为，宇宙中不论是庞大的天体，还是河滩中的一粒沙子，所有的物质最终由数百种不同的基本粒子组成，由于基本粒子的质量小到几近于零，这些粒子的运动轨迹变化莫测，毫无规律可循。但它们同样在运动，运动的力不是引力，而是电磁力、强核力、和弱核力，其力是由粒子的交换而来的，如电磁力是由光子交换而来，强核力是由胶子交换而来。弱核力是由玻色子交换而来，但是，粒子交换无法产生引力，所以，量子场论无法涵盖引力。

　　宏观世界和微观世界本来是一个统一的整体，但能解释宏观世界物质运动现象的广义相对论与能解释微观世界物质运动现象的量子理论却无法把尿撒到一个壶里，只有把这两个全然分裂的理论拼接起来才可以解释宇宙整体的面貌，这个拼接理论就是超弦理论。

　　超弦理论的出发点是这样的，物质是分子构成的，分子由原子组成，而原子由原子核和电子组成，原子核又由质子和中子组成，质子和中子又由夸克组成。那么，夸克和电子又是由什么构成的呢？科学家发现，夸克和电子都不可再分了，似乎是没有内部结构的点粒子，因此把它们称为基本粒子。

　　超弦理论认为，所谓的粒子是不存在的，只有弦在空间运动，各种不同的粒子只不过是弦的不同振动模式而已。自然界中所发生的一切相互作用，所有的物质和能量，都可以用弦的分裂和结合来解释。而弦并不是在平常的三维空间运动，而是在我们无法想象的高维空间运动。我们过去关于空间的观念都是错误的，空间不止是三维，而是有十维或二十六维。

　　理解起来有点困难是吧？我想了想，可以举这么一个例子来说明，一只蚂蚁走啊走，走进了一个浅坑，爬出这个浅坑又走，走了半天又走进了一个深坑，努力爬出这个深坑又继续走，不知过了多少时间，又走进了一个泥坑，爬出这个泥坑又走了半天却走进了一个沙坑，这四个浅坑、深坑、泥坑、沙坑对蚂蚁来说，相互是不关联的，只是偶然碰到的坑而已，它站在二维平面上无法看出这四个坑之间的相互联系，更无法知晓这四个坑可能是一个整体。

　　实际情况是怎么样的呢？原来这四个坑是一头大象吃草时留下的足迹，恰好由于大象的一只蹄子站在了较硬的地面上，另一蹄子站在了较软的地面上，第三只蹄子站在了雨后的积水处，第四只蹄子站在了旁边的沙地上，所以，留下了浅坑、深坑、泥坑、沙坑，这就是说，各不相干的坑却是一个整体的组合部分。只有超越二维平面，向第三维高、第四维时间、第五维滞留信息、第六维空间移动等等思考，才能发现这一个个不相干的坑原来是大象经过时留下的整体的组成部分。

　　引力、电磁力、强力、弱力就是浅坑、深坑、泥坑、沙坑。它们是整体的组成部分。超弦理论就是想弄明白这个整体的一种想象的理论：

　　——超弦理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；

　　——超弦理论认为弦是物质组成的最基本单元，所有的基本粒子如电子、光子、中微子和夸克都是弦的不同振动激发态；

　　——超弦理论第一次将20世纪的两大基础理论——广义相对论和量子力学结合到一个数学上自洽的框架里；

　　——超弦理论有可能解决长期困扰物理学家的难题如黑洞的本质和宇宙的起源；如果超弦理论为实验所证实，将从根本上改变人们对物质结构、空间和时间的认识。

　　前景是诱人的，科学家们正在努力。

　　但在我的眼中，超弦理论依然是可笑的、幼稚的，因为它有盲点，超弦理论的盲点是：弦是如何产生的？弦又是如何开始运动的？弦难道是宇宙的本源吗？找不到宇宙的本源就能建立宇宙统一场论？

　　解决这个问题的，唯有生命禅院。

　　2005-9-12