“统一理论”在发展

物理学家喜欢一切简洁明了的事物。他们认为，整个宇宙必定是由一套单纯的规律支配着其运行，但是让他们不安的是他们现在必须依赖两套理论：一个被称为量子力学(描述构成物质的基本粒子和这些基本粒子之间的相互作用力)；另一个被称为广义相对论(描述的是把宏观物体吸引到一起的引力)。

目前，物理学界一批最杰出的“头脑”正在为把这两种宇宙描述协调起来而大伤脑筋，没有得出一致认可的结论。直到最近，人们普遍认为一种叫弦理论的思想可能会取得成功。但是弦理论花了几十年的时间，却没有得到预期的结果。然而正是这种失败促进了另一种理论的发展。

变成“编织物”

圈量子引力理论，最早是1986年由宾夕法尼亚州立大学的阿巴赫 · 阿什特卡(Abhay Ashtekar)提出的。他重新导出了广义相对论的方程，使它们能与量子力学相容。然后经过安大略省的圆周理论物理研究所的李 · 斯莫林(Lee Smolin)和法国地中海大学的卡洛 · 罗威利(Carlo Rovelli)共同发展之后，圈量子引力理论便成了能与弦理论相提并论的理论。他们指出，时空并非广义相对论所要求的那样是平滑的，而是表现出微小离散的块状结构！

这种颗粒性来源于这两种理论之间最重要的区别。弦理论认为，世界是由不依赖于时空的物质组成。构成物质的粒子是由弦的不同振动组成(被称为弦是因为它们在某种程度上，最少是在数学形式上跟乐器弦的振动类似)。对于弦理论，时空是一个有几何结构的固定背景，大自然的“戏剧”正是在这个不变的“舞台”上上演的。

圈量子引力，用行话来说是与“背景无关”的。也就是说，圈量子引力理论学家相信，自然定律不需要对时空的几何结构作任何前提性的假设就能被确定。时空只是这些定律的推论。圈量子引力可被形象化为(正如它的名字所体现的那样)一个个圈连起来的网格。根据圈量子引力理论，提到这个网格存在于时空的何处是没有意义的，因为网格就是组成时空的原材料。

圈量子引力理论具有重大的意义，它从根本上改变了物理学家对现实世界的理解。空间不再是“存在”这部“戏剧”演出的“舞台”，而变成了“戏剧”的一部分。事实上，圈量子引力理论学家认为：物质只是时空扭曲编制的产物。当3条纽带扭成一根“辫子”时就产生了一种基本粒子。如果“辫子”中有一条纽带发生弯曲，粒子就表现出带一个电荷。如果它被弯曲到相反方向，则带相反的电荷。如果它被弯曲两次则电荷变成两倍。到目前为止，理论学家已经成功地描绘了粒子物理标准模型所包含的16种基本粒子中的3种是怎样通过这种方式产生的。

同圈量子引力理论相比，弦理论是根基更为牢固的理论。约有90%的理论物理学家都投身于对它的研究。但是它和圈量子引力理论一样是未被解决的问题。最重要的是，它们都不能被实验所证实，尽管理论上很有希望，可是要设计出相关实验也是前景渺茫。虽然粒子对撞机和空间观测站能排除两种理论某些奇异的推理，却都不能够从整体上对其中之一作出选择。

统一理论同时拥有两位“候选者”，就像当初对量子力学和广义相对论的统一无能为力一样让物理学家感到沮丧。他们多么希望只有一种理论；而找出两种理论孰对孰错或两个都错而第三种理论是对的或两种理论是能够统一的都可以解决这个问题。不幸的是，20年过去了至今仍是个未知数。