《傳道篇》之三：超弦理論的盲點

雪峰

　　假如把量子場論比喻為一條褲子的褲腿，把廣義相對論比喻為另一條褲腿，那麼，超弦理論就是試圖把這兩條褲腿連接統一起來的褲腰部分。

　　愛因斯坦的廣義相對論主要探討的是引力問題，他認為引力本身並不存在，引力是空間的彎曲造成的，他假想空間本身是光滑平坦的，由於在這個光滑平坦的空間出現了品質大的天體，比如太陽，所以造成了空間的彎曲，猶如姑娘圓潤光滑的臉蛋上某人用食指使勁按，所按部位圓潤光滑被打破，而形成了彎曲的坑。 空間的幾何形變導致了引力的誕生，這是從宏觀的角度定論的，具體到一個人、一塊石頭時，因為其品質太小，使空間彎曲的幾率幾乎為零，所以，微觀物質幾乎沒有引力。

　　問題出現了，在微觀世界，其空間本身不是光滑平坦的，而是有難以計數的粒子在奔騰喧囂，無法出現品質大的物質造成空間的彎曲，所以無法導致引力的產生，微觀物質的運動與引力無關，卻是由電磁力、強核力、弱核力造成，而廣義相對論解釋不了這三種力的來源，這時量子場論出現了。

　　量子理論研究的是微觀世界基本粒子的行為，宇宙中不論是龐大的天體，還是河灘中的一粒沙子，所有的物質最終由數百種不同的基本粒子組成，由於基本粒子的品質小到幾近於零，這些粒子的運動軌跡變化莫測，毫無規律可循。 但它們同樣在運動，運動的力不是引力，而是電磁力、強核力、和弱核力，其力是由粒子的交換而來的，如電磁力是由光子交換而來，強核力是由膠子交換而來。 弱核力是由玻色子交換而來，但是，粒子交換無法產生引力，所以，量子場論無法涵蓋引力。

　　宏觀世界和微觀世界本來是一個統一的整體，但能解釋宏觀世界物質運動現象的廣義相對論與能解釋微觀世界物質運動現象的量子理論卻無法把尿撒到一個壺裡，只有把這兩個全然分裂的理論拼接起來才可以解釋宇宙整體的面貌，這個拼接理論就是超弦理論。

　　超弦理論的出發點是這樣的，物質是分子構成的，分子由原子組成，而原子由原子核和電子組成，原子核又由質子和中子組成，質子和中子又由誇克組成。 那麼，誇克和電子又是由什麼構成的呢？ 科學家發現，誇克和電子都不可再分了，似乎是沒有內部結構的點粒子，因此把它們稱為基本粒子。

　　超弦理論認為，所謂的粒子是不存在的，只有弦在空間運動，各種不同的粒子只不過是弦的不同振動模式而已。 自然界中所發生的一切相互作用，所有的物質和能量，都可以用弦的分裂和結合來解釋。 而弦並不是在平常的三維空間運動，而是在我們無法想像的高維空間運動。 我們過去關於空間的觀念都是錯誤的，空間不止是三維，而是有十維或二十六維。

　　理解起來有點困難是吧？ 我想了想，可以舉這麼一個例子來說明，一隻螞蟻走啊走，走進了一個淺坑，爬出這個淺坑又走，走了半天又走進了一個深坑，努力爬出這個深坑又繼續走，不知過了多少時間，又走進了一個泥坑，爬出這個泥坑又走了半天卻走進了一個沙坑，這四個淺坑、深坑、泥坑、沙坑對螞蟻來說，相互是不關聯的，只是偶然碰到的坑而已， 它站在二維平面上無法看出這四個坑之間的相互聯繫，更無法知曉這四個坑可能是一個整體。

　　實際情況是怎麼樣的呢？ 原來這四個坑是一頭大象吃草時留下的足跡，恰好由於大象的一隻蹄子站在了較硬的地面上，另一蹄子站在了較軟的地面上，第三隻蹄子站在了雨後的積水處，第四隻蹄子站在了旁邊的沙地上，所以，留下了淺坑、深坑、泥坑、沙坑，這就是說，各不相乾的坑卻是一個整體的組合部分。 只有超越二維平面，向第三維高、第四維時間、第五維滯留資訊、第六維空間移動等等思考，才能發現這一個個不相幹的坑原來是大象經過時留下的整體的組成部分。

　　引力、電磁力、強力、弱力就是淺坑、深坑、泥坑、沙坑。 它們是整體的組成部分。 超弦理論就是想弄明白這個整體的一種想像的理論：

　　——超弦理論是現在最有希望將自然界的基本粒子和四種相互作用力統一起來的理論;

　　——超弦理論認為弦是物質組成的最基本單元，所有的基本粒子如電子、光子、中微子和誇克都是弦的不同振動激發態;

　　——超弦理論第一次將20世紀的兩大基礎理論——廣義相對論和量子力學結合到一個數學上自洽的框架裡;

　　——超弦理論有可能解決長期困擾物理學家的難題如黑洞的本質和宇宙的起源; 如果超弦理論為實驗所證實，將從根本上改變人們對物質結構、空間和時間的認識。

　　前景是誘人的，科學家們正在努力。

　　但在我的眼中，超弦理論依然是可笑的、幼稚的，因為它有盲點，超弦理論的盲點是：弦是如何產生的？ 弦又是如何開始運動的？ 弦難道是宇宙的本源嗎？ 找不到宇宙的本源就能建立宇宙統一場論？

　　解決這個問題的，唯有生命禪院。

　　2005-9-12