物理学家戴维 · 格劳斯坐在普林斯顿雅得文学院池办公室内硕大的写字台后面，一边侃侃而谈，一边不时神秘地微笑着，似乎他知道了别人尚不知晓的秘密。

事实确是如此。格劳斯正在描述超弦，这些玩意儿是如此之小，以致由它们组成的夸克显得不可思议的庞大——夸克是最小的亚原子粒子，其存在已被证实。如果我们能够看到超弦（我们不能！），它们将是一维的：只有长度而无宽度，就像……嗯，弦。这是当今物理学中发生的最激动人心的进展，尽管许多物理学家刚开始了解它们。最重要的是，围绕着超弦所建立的理论在整个物理学的许多方面所引起的革命将比爱因斯坦猜测的更加意味深远。因为超弦理论有能力解释物理学中的几乎每一件事：为什么自然界中存在四种基本力；为什么我们看到如此的亚原子粒子；引力和量子理论最终怎样结合。

弦理论的主要原则之一是认为空间存在比我们所觉察到的三维更多的维数。实际上，该理论认为，空间有九维，但是另外六维只在弦的尺度内才明显呈现，截面为10^-33厘米（原子核比它大一万亿亿倍）。这些附加的维数在时空的每一点上都互相卷缩着。

超弦就存在于我们这个世界上。在这一理论的不同描述中，弦或者以环状呈现，或者以环状和直线状同时呈现。弦与弦之间始终互相碰撞着，振动着，正是由于振动和碰撞的不同形式，决定着该弦的性质，诸如带电性和自旋性，这致使我们把该弦看作是物质的粒子（如夸克或电子），或看作是力的粒子（如光子或z粒子）。

“最早提出弦理论中有关概念是在本世纪二十年代，”格劳斯说。“但是第一次现代描述是在十六年前提出来的，人们用它来说明强相互作用的某些方面（强相互作用是基本力之一，别的力有引力、电磁力和弱相互作用）。”

格劳斯说，早期理论所遇到的麻烦在于从方程中推导出来的粒子和力的世界看上去与我们观察到的世界简直风马牛不相及，“那就是为什么本世纪七十年代后期，物理学家对它缺乏兴趣的原因。”

1984年，伦敦大学的米卡尔 · 格林和加州工学院的约翰 · 斯瓦兹提出了一个弦理论，照格劳斯的话说，“它接近于描述真实的世界”。1985年初，格劳斯和几位普林斯顿的同事们提出了一个精确的描述，他们称之为杂交弦理论。物理学家们发现这一新的理论预言了他们已经知道是正确的事件：宇宙中存在四种力，存在夸克、电子、光子等等。“目前这是一个发展迅速的领域”，格劳斯说。“然而对大多数人而言，它仍是一个新的课题。要全面发展还需待以时日。”

虽然现时的弦理论尚属初创，但格劳斯和他的同事们认为这已是扩大其影响的适当时机。他们于去年夏天在桑它 · 巴巴拉，加利福尼亚大学的理论物理学院组织了一次为期三周的研究班。格劳斯说：“非常激动人心，妙极了1我们邀请了八十个人，另有五十个人列席。数学家中也有许多动人的情景，所包含的数学既丰富又涉及许多尖端领域，诸如代数几何和李氏代数（以挪威数学家马留斯 · 少福斯 · 李命名）。有一位数学家在我们的会后召开了一次为期两周的讨论会，其中一周专用于讨论弦理论的数学。”

这一新物理领域的诱人之处是它可根据弦的形状和振动，在几何上描述所有的粒子和力，作为亚微观十维时空的必然结果。由于爱因斯坦的相对论也是几何性质的——它把引力描述成宏观四维时空的弯曲——因此，最终有可能使粒子的量子理论和相对论相结合。爱因斯坦试图证明引力和别的力是同一的，但他对量子力学的几率性质从不感到满足。但超弦不仅使所有的力、粒子和量子力学统一起来，相反它们也需要超弦。

我们永远不会看到弦本身，不管我们应用怎样任意想象的最大的粒子加速器——它们实在太小了。这样，似乎超弦理论不能被检验了。“不对！”格劳斯说。比如，许多物理学家相信一种称作超对称性的现象，它是对现已发现的每种粒子假设一个尚未发现的伙伴以平衡某些令人烦躁的方程。超弦理论不但未排除这些假设的粒子，且还直接预言了这些粒子。其中有些粒子可能较轻，可以在加速器中发现它们以证明其存在。

“现在还不清楚我们是否已真正接近了一个完善的理论，”格劳斯说。“这也许需要数十年时间。然而，超弦理论有一些使人非信不可的事实，这迫使人们相信它的正确性。”

[Science Digest，1986年2期]