弦論，即弦理論(string theory)，是理論物理學(xué)上的一個(gè)尚未被證實(shí)的理論。這種理論認(rèn)為宇宙是由我們所看不到的細(xì)小的弦和多維組成的。弦論要解決的問題是十分復(fù)雜困難的，如了解為何宇宙中有這些物質(zhì)和交互作用、為何時(shí)空是四維的。因?yàn)闆]有其它任何一個(gè)理論在這個(gè)目標(biāo)上的進(jìn)展可與之比擬，弦論無疑地仍是值得繼續(xù)努力研究。

弦論的發(fā)現(xiàn)

弦論的發(fā)現(xiàn)不同于過去任何物理理論的發(fā)現(xiàn)。一個(gè)物理理論形成的經(jīng)典過程是從實(shí)驗(yàn)到理論，在愛因斯坦廣義相對(duì)論之前的所有理論無不如此。一個(gè)系統(tǒng)的理論的形成通常需要幾十年幾百年甚至更長的時(shí)間，牛頓的萬有引力理論起源于伽利略的力學(xué)及第谷，開普勒的天文觀測和經(jīng)驗(yàn)公式。

一個(gè)更為現(xiàn)代的例子是量子場論的建立。在量子力學(xué)建立(1925/26)之后僅僅兩年就有人試圖研究量子場論，量子場論的研究以狄拉克將輻射量子化及寫下電子的相對(duì)論方程為開端，到費(fèi)曼(Feynman)，薛溫格(Schwinger)和朝永振一郎(Tomonaga)的量子電動(dòng)力學(xué)為高潮，而以威爾遜(K.Wilson)的量子場論重正化群及有效量子場論為終結(jié)，其間經(jīng)過了四十余年，數(shù)十甚至數(shù)百人的努力。

廣義相對(duì)論的建立似乎是個(gè)例外，盡管愛因斯坦一開始已經(jīng)知道水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)，他卻以慣性質(zhì)量等于引力質(zhì)量這個(gè)等效原理為基礎(chǔ)，逐步以相當(dāng)邏輯的方式建立了廣義相對(duì)論。如果愛因斯坦一開始對(duì)水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)反常一無所知，他對(duì)牛頓萬有引力與狹義相對(duì)論不相容的深刻洞察也會(huì)促使他走向廣義相對(duì)論。盡管同時(shí)有其他人如阿伯拉汗(Max Abraham)，米(Gustav Mie)試圖改正牛頓萬有引力，愛因斯坦的從原理出發(fā)的原則使得他得到正確的理論。

弦論發(fā)現(xiàn)的過程又不同于廣義相對(duì)論。弦論起源于一九六零年代的粒子物理，當(dāng)時(shí)的強(qiáng)相互作用一連串實(shí)驗(yàn)表明存在無窮多個(gè)強(qiáng)子，質(zhì)量與自旋越來越大越來越高。這些粒子絕大多數(shù)是不穩(wěn)定粒子，所以叫做共振態(tài)。當(dāng)無窮多的粒子參與相互作用時(shí)，粒子與粒子散射振幅滿足一種奇怪的性質(zhì)，叫做對(duì)偶性。

1968年，一個(gè)在麻省理工學(xué)院工作的意大利物理學(xué)家威尼采亞諾(Gabriele Veneziano)翻了翻數(shù)學(xué)手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)簡單的函數(shù)滿足對(duì)偶性，這就是著名的威尼采亞諾公式。應(yīng)當(dāng)說當(dāng)時(shí)還沒有實(shí)驗(yàn)完全滿足這個(gè)公式。很快人們發(fā)現(xiàn)這個(gè)簡單的公式可以自然地解釋為弦與弦的散射振幅。

這樣，弦理論起源于一個(gè)公式，而不是起源于一個(gè)或者一系列實(shí)驗(yàn)。伯克利大學(xué)的鈴木(H.Suzuki)據(jù)說也同時(shí)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)公式，遺憾的是他請(qǐng)教了一位資深教授并相信了他，所以從來沒有發(fā)表這個(gè)公式。所有弦論篤信者都應(yīng)為威尼亞采諾沒有做同樣的事感到慶幸，盡管他在當(dāng)時(shí)同樣年輕。