超弦理论

为了建立一个包含引力在内的大统一场论，1984年美国物理学家许瓦兹Schwarz和英物理学家格林(Green)提出了能描述强、弱、电磁和引力的超弦理论，这种理论不发散和反常，是一种比较有希望的统一场论。用科学语言说，弦是有一定张力的一维柔软的客体（或者说线状物体），它随时间运动，其运动方式是振动。振动有各种各样的模式，不同模式有不同的振动频率。从几何拓扑上看，弦可分为两类：一类叫开弦，它象一条线段，有两个端点；另一类叫闭弦，象个圆圈，没有端点。超弦理论中的弦，从概念上与上面谈的弦十分相似，它把基本粒子看成是某种“弦”，不同的是这种弦是定义在不同于普通物理空间时间的另一个二维“时空”中，称为弦空间。从普通物理空间看，基本粒子是一个点，没有结构；但从二维弦空间看，基本粒子不再是点粒子，而是一根弦。只有当弦的张力趋向无穷大，这种弦才收缩成一个点。弦分为开弦和闭弦两种，由于边界条件不同，它们在弦空间的振动模式也不同，在量子化后，一定模式的振动对应一定质量、自旋的基本粒子。闭弦可描写引力相互作用，开弦可以描写规范场传递的相互作用 即描写强、弱、电磁三种基本力。超弦理论仍有严重弱点，但已成为场论中唯一可以统一强、弱、电磁、引力的有限和无反常的理论，今后在物理领域会占有重要地位，当然它也不会是终极的统一理论。