弦的世界
如果在物理學中，有一種理論能夠像相對論一樣經受住了這麼多宇宙現象的考驗，而這種理論卻幾乎只由一個人來完成，那麼這種理論就可以媲美相對論，而這個人就可以比肩愛因斯坦。
量子力學經受者了這些種種考驗，所以量子力學比肩相對論！
但是，量子力學不是由一個人來完成的，是一群人，而這一群人中還居然包括愛因斯坦！
所以，上天是不公平的，怎麼讓一個人能如此卓越！
愛因斯坦之後，一直到現在，我們幾乎再也沒有看到上世紀初的那種大繁榮，大師雲集，群星璀璨。我們懷念愛因斯坦，哀嘆偉人的離去，我們害怕缺乏偉人相伴後孤獨、失落。
愛因斯坦
有時候，我們就像小孩，我們需要偉人對我們的百般呵護，但可惜的是，偉人就像我們的父母一樣終究會離我們而去，並讓我們獨自面對以後的世界。
超弦理論顯然無法“媲美”相對論，至少暫時是這樣。
即使相對論對奇點和微觀粒子的部分行為的解釋存在侷限，但是相對論在歲月的風沙吹撫下，已經由原來的不知所云的作品成為了一個時代的經典。
而超弦理論，顯然處於了類似當初相對論的位置，只不過不同的是，超弦理論的發展並不和相對論一樣，只有一位父親。
超弦理論是一部由多人共同創造的理論。
而且，超弦理論一開始並不是為了解釋廣義相對論與量子力學的不統一性而誕生的。超弦理論擁有一個草根的前世。
超弦理論的由來
據說，1968年維內奇諾為了去描述原子核內的強作用力的數學函數，偶然機會在一本老舊的數學書裡發現了
200年曆史的貝塔函數,於是維內奇諾嘗試著去用這個函數來解釋他所要求解的原子核的強作用力，結果出奇的一致和吻合。當然，這種具有傳奇色彩的故事在物理學的舞臺上簡直就是鳳毛麟角,根據維內奇諾本人的說法,這個函數是他多年努力的結果,而那些“偶然發現”以及“從數學書中發現”的傳言被他進行了憤怒的駁斥。
能量的形式:振動的波
但是，在不久後，李奧納特·蘇士侃發現,該函數居然可理解為一小段類似橡皮筋那樣可扭曲抖動的有彈性的能量“線段”，而這個“線段”在日後則就被髮展成“弦理論”。
這個時候的弦理論還不是超弦理論，它是一種包含了26度空間的玻色弦理論，此時的弦理論仍然在瘋狂嘗試去解出原子核強作用力的作用模式。
只不過後來人們在此基礎上加入了“超對稱性”概念，即空間中的物體無論如何反轉都具有對稱性。於是，玻色弦理論變成了超弦理論，而我們一般所指的弦理論默認指的都是超弦理論。
“弦”為何物
在超弦理論的框架裡，所有的基本粒子，如夸克、電子、中微子、以及四種基本力作用力粒子（膠子、玻色子、光子、引力子），都可以用類似的方法表示成一小段的不停振動的能量絃線，而各種基本粒子彼此之間的差異只是絃線的長度、振動參數和形狀不同而已 。
振動的能量線
正是在這些基本粒子都表現出的統一性和一致性，讓後來研究弦理論的科學家們突然間意識到，這種基本粒子的一致性非常有可能提示宇宙的本質極可能就是這些不停振動的能量絃線。
而恰逢此時，“奇點”問題對廣義相對論的進一步發展產生了限制。
此外，廣義相對論和量子力學在嘗試對相互間的領域進行解釋時被證明具有不可調和的矛盾性。
振動的“弦”
而廣義相對論和量子力學是現代物理學的兩大基石，二者的這種巨大矛盾導致了整個現代物理學界的地震。
在這種背景下，科學家們紛紛嘗試各種出路，如將量子力學宏觀化，廣義相對論量子化，但是都被證明沒有更多出路。
而弦理論研究者們突然意識到自己手中可能擁有一張王牌，這張王牌極有可能就是宇宙的真實本質 。
於是在現代物理學的頂端出現了這樣一個高亮的聲音：自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的點狀粒子，而是很小很小的線狀的“弦”！
這個聲音一經發出，如雷貫耳！
很多科學家面對著這樣一個理論再結合自己的研究數據，突然間他們彷彿看到了上帝之光，他們似乎都看到了“超弦理論”的真實性。
宇宙的膜
於是一大堆人紛紛出來為“超弦理論”站臺，這個熱鬧程度，不亞於當年普朗克發現量子力學，愛因斯坦等一大批學者為普朗克站臺一樣。
只不過不同的是，普朗克通過實驗和數據被證明是對的，而“超弦理論”因為自身要解釋的是整個宇宙，一方面不得不面對宇宙各種其他現象數據的挑戰，另一方面不得不面對人類科技水平對宇宙觀察的侷限性，所以超弦理論一直在發展的過程中。
超弦理論遇到的問題
如果你是當時情景下的弦理論研究者，你一旦開始往代替相對論和量子力學方面思考的話，你首先要解決的是，如何通過弦理論來彌合廣義相對論描述的宏觀世界和量子力學的微觀世界的不統一性。
並在這個基礎上，如何進一步對“奇點”“黑洞”“宇宙大爆炸”等概念進行描述和解釋。
宇宙大爆炸模型
不得不說，弦理論在這幾點初步工作還能算是做的比較出色。
為了解釋廣義相對論和量子力學的矛盾性，弦理論就必須得解釋4種基本力（引力、電磁力、強力、弱力）在宏觀和微觀上的一致性。
在宏觀上，引力為什麼很小卻作用距離很遠，而為什麼其他三種力作用力很大卻作用範圍很短。
在微觀上，引力在微觀粒子的作用機制到底是什麼。另外，還有一系列關於弦論解釋宇宙的複雜的數學問題和解釋現實中一些粒子獨特行為。
此外，弦理論還要填補廣義相對論中對“奇點”描述的空白等等。
超弦理論對此的解釋
為了解釋上面的種種現象，主要是為了彌合引力和量子力學，弦理論必須至少擁有10-11個維度才能建立起一個理論框架。
但是，為什麼我們只能感受到的只有3維或4維(加上時間)，那剩下的維度跑哪去了？
對此，弦論科學家如此解釋道：
在宇宙大爆炸之前，宇宙還是一個奇點(普朗克尺度)，所有的能量都被壓縮在裡面，空間曲率無限大(即空間被無線摺疊)。當宇宙大爆炸發生後，我們能夠感知到的三維空間和第四維度(時間)從中逃逸出來，而原來的7維空間則仍然還遺留在原來的普朗克尺度內。
多維的世界
這種解釋基本可以回答這個問題。但是，引力和其它三種基本力的矛盾性又如何解釋呢？
曾經引力這個概念將超弦理論拖入了無限深淵。
因為它雖然可以解釋基本粒子的弦的本質，也可以在量子力學的範疇裡解釋另外三種基本力，但是引力呢？為何引力作用範圍可以如此之遠？
在這種背景下，超弦理論迎來了它的升級，人們將其由線段弦發展成了面狀弦，即膜理論(M理論）。膜理論和絃理論本質上是一種理論，只不過膜理論突破了弦理論的“類二維框架”。
弦理論學者認為，宇宙中所有的粒子都被侷限在一個四維的膜宇宙中，而膜宇宙又漂浮在一個更高維度的體宇宙裡。不過幾種特殊的粒子可以從膜宇宙裡穿入穿出，其中最出眾的就包括引力子。
於是，引力就可以很好的兼容量子力學了！廣義相對論和量子力學的矛盾就得到了彌合。
於是，我們就可以看見在這樣一種大一統理論的宇宙誕生：
137億年前我們的宇宙在某個奇點由一場大爆炸中誕生。
在爆炸前夕，宇宙由振動頻率無限高和空間高度摺疊(至少10維, 曲率無限大)的“弦”組成。
大爆炸產生後，原本極高溫度的宇宙稍微冷卻一丁點，但是這樣一來卻得以讓宇宙弦以特殊的振動頻率蛻化成引力子等，然後在引力的牽引下，宇宙以“吹氣球”的方式進行擴張。
隨著宇宙溫度進一步降低，弦得以以更多不同的頻段構成了光子、膠子等，最後溫度再進一步降低，構成實物粒子的基本粒子(如電子、夸克）等得以形成。
最終，我們現在的宇宙得以形成！
總結
超弦理論的提出曾經在物理學界引來一片質疑，就連霍金也曾經並不認同它的解釋。
但是，隨著超弦理論的不斷髮展，尤其是脫胎於超弦理論的膜理論，霍金卻由曾經的“反對者”變成了支持者。為此他還特地強調，“膜理論可能是人類近幾十年來唯一碩果僅存的理論了”。
超弦理論的誕生並不是一帆風順，其中蘊含了大量的科學家的心血。當然，如果科學家們研究的方向錯了，那麼即使你付出再多努力，也不可能將錯的理論變成對的。
雖然對超弦理論的反對聲也不少，但是在時間的吹洗之下，超弦理論卻並沒有因反對而死亡，反而逐漸長成了參天大樹！
也許我們接下來的工作可能就是用創造性的實證去驗證它！
但是，至少目前看來，它是最有希望的大統一理論！
生活中應該有精彩的知識和故事！
大千世界，精彩不斷，切勿一人獨行！
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