弦论是什么?为什么有人说它是终极理论?

弦论是假设自然界是由极小的一维弦组成的,各种物质及其物理性质和表现都是弦的不同振动造成的,因而可以以弦的振动方程来表示。至于为什么说弦论是终极的万有理论,是因为弦的振

本文最后更新时间:  2023-01-31 16:49:08

宇宙间所有现象都可以用四种基本作用力来解释。强相互作用力,电磁力,弱相互作用力,引力。进一步研究四种作用力之间联系与统一,寻找能统一说明四种相互作用力的理论称为大统一理论。

爱因斯坦在提出相对论以后,(那时还没有发现强力和弱力)从20年代开始就致力于寻找一种统一的理论来解释所有相互作用,试图将当时已发现的引力和电磁力统一到一个理论框架下,这个几乎成了爱因斯坦中老年时期所攻克的主要目标,然而遗憾的是爱因斯坦终究没有完成这一伟大的工程

在量子场论标准模型下力的传播需要中介粒子来完成,标准模型61种基本粒子,夸可之间强相互作用力的传播是胶子,电磁力是光子,弱相互力是w和z玻色子,其基本粒子都可以用标准模型完美的解释。到目前为止,几乎所有对以上三种力(强力,电磁力,弱力)的实验的结果都合乎这套理论的预测。但是标准模型还不是一套大统一理论,主要是因为它并没有描述到引力,引力仍然独树一帜,我们接触最多的引力竟成了最大的难题!引力的传播也应该有个引力子,但这个引力子至今还没有发现

弦理论可能是量子学引力的解决方案之一,它将粒子看成都是由一小段的不停抖动的能量弦线所构成,而各种粒子彼此之间的差异只是这弦线抖动的方式和形状的不同而已。

所以弦论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论,与以往量子场论和规范理论不同,超弦理论要求引力存在,也要求规范原理和超对称。将引力和其他由规范场引起的相互作用力自然地统一起来是超弦理论最吸引人的特点之一,大部分的原因也是因为它很有可能完成大统一成为终极理论。

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