弦论

在弦理论中，宇宙的基础构成元素不再是粒子。弦理论提出，如果我们能把一个粒子放大一万亿亿倍，你就能看出它并不是一个点，而是一条正在振动的弦，就跟小提琴上的弦差不多。理论上，弦能以任意频率振动，不同的振动模式就会产生不同的粒子。这就像你拉小提琴的时候，即使是同一根弦，也可以拉出很多个音。所以，振动的弦能构成无穷多的物质形式，这就解释了自然界中粒子的丰富性。

当然了，弦理论真正的魅力，在于它有可能把广义相对论和量子理论结合到一起。因为根据弦理论，一根弦如果想要在时空中完成复杂的运动，就必须遵循一套条件，其中就包含了对时空的限制条件。物理学家们在计算这个限制条件时发现，弦理论居然可以直接导出爱因斯坦方程。这就意味着，弦理论既能对量子理论中的物质粒子作出完美的解释，也能兼容爱因斯坦的相对论，它是一个真正包罗万象的理论。

科学家们已经发现，从弦理论出发，人们可以重新推导出过去2000年来物理学的所有进展。所以像爱德华·威腾这样顶尖的物理学家甚至认为，广义相对论出现在弦论之前是“地球上的一个偶然事件”，宇宙中的其它文明很有可能会先发现弦理论，然后通过弦理论来导出广义相对论。威腾甚至说，“物理学中所有真正伟大的思想”都是弦理论的“派生理论”。弦理论的魅力可见一斑。

弦理论这么厉害，它跟多维空间又有什么关系呢？刚才讲到过，在弦理论中，弦的运动是要遵循一套限制条件的。科学家们通过计算发现，这套条件就规定了弦必须在一个特定的维数中运动，也就是必须在十维空间中运动，才能让弦理论成立。如此一来，多维空间理论就重新回归物理学家的视野，并且让当代物理学产生了一次重大变革。

总结一下这部分内容。20世纪80年代，沉寂了半个多世界的多维空间理论以十维超弦理论的形式重新出现在了物理学家的视线中。弦理论认为，弦在十维空间中的不同振动模式产生了性质不同的粒子。如此一来，弦理论既能解释量子理论，也能兼容广义相对论，由此成为了最有希望实现大一统的理论。借助着弦理论的发展，多维空间也重新回到了物理学家的视野，给物理学带来了一次变革。