超弦理论

未解决的物理学问题：请问弦论、超弦理论或M理论等等类似理论，是否向万有理论的康庄大道迈上一大步，还是一条死胡同？

超弦理论（英语：Superstring Theory），属于弦理论的一种，有五个不同的超弦理论。超弦理论旨在探寻一可统一各基本作用力及解释基本物质的理论，透过严谨的数学框架来定义和赋予物质质量、解释万物运行规则。也指狭义的弦理论。是一种引进了超对称的弦论，其中指物质的基石为至少九维时空中的弦。

理论基础

十一维时空（十维空间加一维时间）

为了将玻色子和费米子统一，科学家预言了这种粒子，由于实验条件的限制，人们很难找到这种能够证明弦理论的粒子。超弦理论作为最为艰深的理论之一，吸引着很多理论研究者对它进行研究，是万有理论的候选者之一(指小至可来解释我们所知的一切作用力，大至于解释宇宙所有物理奥秘的全面性理论)。

超弦理论将次原子粒子都被视为受激而振动的多维回圈（开头所提的10维空间）。
超弦理论与传统的量子力学一样，将不确定性视为真正的随机。
以膜理论解释弦与三维空间和多维度空间的关系。

弦理论中的超对称

弦论的对偶性：黄色箭头为S对偶，蓝色箭头为T对偶，而IIA型弦与E型杂弦则亦可与M理论有对偶联系（此对偶又可称之为U对偶）

弦理论是我们知道的唯一能融合广义相对论和量子力学的方式，但只有超对称的弦理论才能避免快子问题，才能包括费米子振动模式从而才能说明组成我们世界的物质粒子。为了实现引力的量子力学，也为了一切力和物质的大统一，超对称性与弦理论手拉手地走来了。假如弦理论是对的，物理学家希望超对称性也是对的。

主要类型有：

I型弦
IIA型弦
IIB型弦
O型杂弦（SO(32)）
E型杂弦（E8×E8）。

若纳入对偶性以及超重力，则可统一出M理论的框架，常见的对偶有T对偶、S对偶、U对偶。

怀疑论

弦论最致命弱点是它需要极高时空维度如11维度才能成立，与我们的四维时空不符，卡鲁扎-克莱因理论是五维理论就因与四维时空不符而被抛弃，弦论的超高维度更是匪夷所思，尤其值得注意的是广义和狭义相对论都是四维时空理论，11维的弦论能否和相对论相容令人怀疑，另外弦论预测的重力子和超伴子等在LHC 等实验观测一无所获，因此弦论使学界深深怀疑。

1979年诺贝尔奖得主、美国物理学家谢尔登·格拉肖（Sheldon Lee Glashow）是超弦理论的怀疑者，因为其不能提供实验可检验的预言。他曾经试图阻止超弦理论家进入哈佛大学物理系，但是哈佛大学还是接受了超弦理论，于是他选择了离开。^[1] 在约十分钟《弦论这件事》（《优雅的宇宙》第二部分）的采访中，他认为超弦是一门与物理没有关系的学科，并且说：“...你可以把它称为肿瘤...”^[2]。

注释

^ Jim Holt, "Unstrung", The New Yorker, October 2, 2006. [2014-07-28]. （原始内容存档于2011-06-06）.
^ "there ain't no experiment that could be done nor is there any observation that could be made that would say, `You guys are wrong.' The theory is safe, permanently safe." He also said, "Is this a theory of Physics or Philosophy? I ask you" NOVA interview （页面存档备份，存于互联网档案馆）)

参考文献

Kaku, Michio. Introduction to Superstring and M-Theory 2nd edition. New York, USA: Springer-Verlag. 1999.
Shen, Sinyan. Introduction to Superfluidity 2nd edition. Beijing, China: Science Press. 1982.
Greene, Brian. The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory. Random House Inc. 2000.
Greene, Brian. The Elegant Universe（台湾中文译本《优雅的宇宙》或大陆中文译本《宇宙的琴弦》）. W.W. Norton and Co. New York,NY. c1999. ISBN 978-0-375-70811-4

参阅

外部链接

超弦发展史（页面存档备份，存于互联网档案馆）
访费因曼谈超弦论（页面存档备份，存于互联网档案馆）

[newyorker-1] Jim Holt, "Unstrung", The New Yorker, October 2, 2006. [2014-07-28]. （原始内容存档于2011-06-06）.

[2] "there ain't no experiment that could be done nor is there any observation that could be made that would say, `You guys are wrong.' The theory is safe, permanently safe." He also said, "Is this a theory of Physics or Philosophy? I ask you" NOVA interview （页面存档备份，存于互联网档案馆）)

[1]

[2]