许多处于领头地位的科学家正在开始猜疑宇宙间的万物都是由弦构成的。特别是组成宇宙的所有基本粒子都将是一些微乎其微的弦构成，而不是长期以来一直认为的那样是由点粒子所构成。一些理论物理学家相信这一新概念可能是自二十年代量子力学作为现代物理的基础以来，在理解物质的基本组成方面所迈出的最大胆的一步。

这种理论的支持者说，所谓“超弦理论”是那种统一自然界的所有粒子以及控制它们的力（包括引力）的理论的一个最有希望的发展。把由爱因斯坦所定义的引力与控制分子、原子和亚原子粒子的电磁力和核力联系起来是爱因斯坦及其继承者未能实现的梦想，超弦理论有可能实现它。

但是作为一个告诫，纽约州立大学石溪分校的杨振宁博士坚持说：“还没有一个实验暗示”那些研究弦的理论物理学家们是走在一条正确的道路上、他说全世界大约有五十位思想家，其中包括他的一些学生正在从事这种理论的研究，为“它的优美的数学结构”所吸引。但是他预言说，因为实验费用的昂贵和实验技术的困难，在高能粒子碰撞实验能证明它正确之前，就有相当可观的时间流逝掉了。1954年杨博士，一位诺贝尔桂冠的荣获者，和罗伯特 · 米尔斯（Robert Mills）博士提出了一种解释原子核为什么结合在一起的方法（即非阿贝尔规范理论或杨 - 米尔斯理论——译注），这种方法现在已成为解决这个问题的最现代途径的基础。但是昨天杨博士承认这种方法过于纯理论了，不过它还是在“实验所指示”的方向上。

超弦理论假设所有的基本粒子，诸如电子、夸克以及媒介子都被拉长为“一维的弦”。不过，它们是如此之微小，以至于直到现在它们看起来还是类点状的。

去年8月伦敦大学皇后学院的迈克尔 · 格林（Micheal Green）博士与加州理工学院的约翰 · H · 施瓦茨（John H. Schwarz）博士共同研究，发现了一种数学方法。这种方法足以使得超弦理论掀起一阵热潮。上月在明尼阿波利斯（美国明尼苏达州）举行的一次关于统一理论的研讨会上，超弦理论占了统治地位。即使如此，格林博士最近在克里斯特尔城（美国）举行的美国物理学会年会上介绍超弦理论时，还是提醒人们要警惕。他在那里举行的一次记者招待会上说：“我见到过许多来得匆匆去得也快的浪潮”。他还提到了对这个理论作出贡献的其他科学家的作用，其中包括普林斯顿大学的爱德华 · 威顿（Edward Witten）博士。

超弦理论的一个显著的特征是它与超过四维的多维空间有关。这四维是用于描述可观察的尺度上的行为的长、宽、高和时间。另外的六维是数学上定义的维数，它们决定了弦的微小领域内空间的特性。这个领域的大小是普朗克尺度。普朗克尺度与氢原子核相比，就像原子与太阳系相比那样小。附加维数的概念起源于卡鲁查（Thaodor F. E. Kaluza），他在1918年导入一个“弯曲”的第五维，以此来寻求引力和电磁力的统一，但没有成功。

超弦理论是在一种叫做超对称的概念上导出的，超对称最近被理论物理学家做了大量的研究，超对称理论认为每一种已知粒子都有一个有质量的但尚未被探测到的伙伴粒子。这有理由使我们回想起反物质的预言和发现。但是、与诸知带正电的电子那样的反物质粒子不同，反物质粒子与它们的姐妹物质粒子具有相同的质量，但是超对称伙伴粒子的质量比原来的粒子的质量要大得多，正如物理学家习惯所做的那样，给这些伙伴粒子起了些怪诞的名字，夸克的伙伴粒子叫标夸克，轻子的叫标轻子，光子的叫光微子。最近有过一阵短暂的怀疑，怀疑在高能对撞机实验中已产生了一些伙伴粒子。

弦理论开始于六十年代末，当时是作为寻求解释令人困惑的大量重粒子（强子）出现的众多的理论中的一种而提出的。只有少数一些强子是稳定的，如质子和中子，但其余的都是短寿命的。这种理论认为强子不是由点粒子组成而可能由弦组成。被观察到的种种形式能由弦的不同振动模式来描述。但这种被称作26维的理论未被广泛接受。

而另一种理论成功地解释了原子核为什么结合在一起，以及夸克在质子外面为什么不能单独存在。这种理论是借助于带“颜色”的胶子来描述，这些胶子连绵在夸克之间。由此所得超弦理论仅仅只与10维有关，与超对称的基本精神是一致的，并可用弦来描述粒子的所有的形式。在施瓦茨博士以及其他人所考虑的方案中，最有可能的是弦形成为闭圈，普林斯顿大学的一组理论物理学家提出了一种“影子物质”的形式，这种影子物质除引力外，不受别的力的作用。由于不受电磁力的作用、当这样的物质发射时并不产生光。所以如果它形成了星体，也将是看不见的，因而或许提供了一些“失踪的质量”，由于这些质量对于星球和星系的引力效应，宇宙学家深信它们弥散在宇宙间。

4月4日出版的《自然》上，在格林博士的一篇介绍超弦的文章*后面，费米国立加速器实验室和芝加哥大学的几位物理学家讨论了影子物质所作出的推论，他们的结论是，在太阳系内或附近，除了复仇女神（即所假设的“死星”）外，不存在大的看不见的星体。但是他们补充说不能排除在银河系中的某处有与太阳一样的具有质量的“影子世界”。

作为弦的粒子，由断裂和重新接合而改变其状态。但有些理论认为所有的弦都形成闭圈，另一些则允许有开的和闭的两种圈。

1974年施瓦茨和一位法国理论物理学家若尔 · 欣克（Jo?l Scherk）发现一种由超弦预言的粒子与预期的引力子（引力的难以捉摸的体现者）相吻合。他们决定蹒跚地走上一条把引力纳入大统一的道路。试图借助于量子理论解释引力的其他努力会产生无限大的量，这显然是与现实世界的事实不符，超弦理论似乎是消除或取消了这些无限大的量。

[New York Times，1985年5月7日]

————————

*即格林的一篇全面的通俗介绍超弦理论的文章《超弦理论中力的统一和粒子的统一》。