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原文：
https://home.cern/news/news/physics/untangling-origin-string-theory
翻譯：雷豐圖
20世紀的物理學界早已分為：以牛頓經(jīng)典力學和愛因斯坦相對論為首的宏觀物理學，以及量子物理學?？茖W家們還總結出了四種基本基本作用力：引力，電磁力，強核力以及弱核力。其中，萬有引力和電磁力早已有了公認的框架，弱核力也和電磁力完成了電弱統(tǒng)一。但是對于強核力的描述直到六十年代都一直是百家爭鳴，各個理論層出不窮，最后獲得青睞的是量子色動力學（QCD）。其它一些理論就相應地被遺忘了，其中就包括了弦理論。
已知標準框架內的粒子
Credit: digitalpaper.stdaily.com
1968年夏天，歐洲核子研究中心的理論部門迎來了一位造訪者——加布里埃爾·韋內齊亞諾(Gabriele Veneziano)。同年，韋內齊亞諾發(fā)表了一篇名為“在線性上升狀態(tài)下交叉對稱雷吉振幅軌跡的結構”的論文。文章中韋內齊亞諾發(fā)現(xiàn)歐拉積分中的貝塔函數(shù)可以處理一種具有四個粒子的散射模型（后被命名為韋內齊亞諾模型），結果推開了弦理論的大門。
韋內齊亞諾在2018年接受CERN采訪時回憶道：“物理界對這篇文章的反應結結實實地震驚到了我。論文提交之后，我直接就去度假了。結果在同年八月末的維也納會議上，這篇文章已經(jīng)家喻戶曉，并且成為了很多分會的討論議題?！?/p>
這篇論文瞬間吸引了所有人的眼球，因為韋內齊亞諾提供的模型一次性地解決了好幾個謎題。論文主要在論述量子引力，與所謂的弦?guī)缀鯖]有交集。直到1973年，南部陽一郎等理論物理學家才意識到在韋內齊亞諾的方程中，粒子可以被看成是某種特定的空間延伸量，也就是一根弦。
加布里埃爾·韋內齊亞諾
Credit：WikiPedia
“在那時候，原模型清晰地指出強子就是量子化的弦。其中還有一些已被證實是錯誤的細節(jié)：強相互作用最明顯的特征就是它們極其短的作用距離，但是無質量狀態(tài)卻會產(chǎn)生長距離的相互作用。原模型在三維世界里的不穩(wěn)定性也是一塊硬傷，但是人們依然對這個理論抱有希望?！表f內齊亞諾如是說道。不僅如此，當時成立的弦理論在數(shù)學上必須是26維的，這使弦論的可信度又降低了一層。
在接下來的十年里，大部分人都對弦理論敬而遠之，而標準粒子模型的問世使科學家們在這一領域忙于預測與驗證。五十年來，弦理論一直是一個鮮有涉足的領域。韋內齊亞諾打趣道：“可能這些年輕人是被弦理論背后的數(shù)學美吸引過來的?！?/p>
不過弦理論真的比其它模型更能描繪現(xiàn)實嗎？人們總是說弦理論沒有預言任何東西，但這種說法是錯誤的。弦理論預測了整個宇宙是多維的，而迄今為止這只能從弦理論中推導得到。并且它很好演繹了量子相對論最深層次的問題；在基態(tài)下(量子相對論中的最低能量態(tài)，除此之外都叫做激發(fā)態(tài))許多無質量的粒子都會違反等效原理（所有物體的加速度是一個常量，無論大小，質量或材料。已被物理界無數(shù)次地檢驗）。如果我們相信這個弦理論關于基態(tài)的預測，它就已然被否認了。但弦理論又成功預言了基態(tài)下自由夸克的存在，量子色動力學也證明了這點。
弦理論首次問世時的雜志封面
這種不真不假的狀態(tài)持續(xù)到了1980年，兩位物理學家施瓦茨和格林嘗試將弦論與超對稱理論（費米子一定有對應的玻色伴子，玻色子一定有對應的費米伴子）結合，進而提出超弦理論。他們發(fā)現(xiàn)，在使用超弦理論解釋強力時，結果會相等。但是在解釋萬有引力時，會出現(xiàn)一個質量為零，自旋為二的粒子，也就是引力子。這是第一個能從微觀角度描述引力的理論。從此之后，越來越多的科學家加入了超弦理論的熱潮，并在兩次超弦革命后將弦論產(chǎn)物推向“最接近萬有理論”的王座。
韋內齊亞諾總結：“人們懷疑弦理論的主要原因就是：它需要無法想象的巨大能量來證明自己，但長距離的實驗可以扭曲新的弦理論模型。如果想要在短距離內測試弦理論，最好的方法就是從宇宙學入手。在大爆炸時，弦理論很可能就在早期的宇宙里留下足跡，隨后在膨脹中漸漸地變得宏觀?！?/p>
更多弦理論知識：https://www.youtube.com/watch?v=hm4X-P6p-hs
韋內齊亞諾在CERN接受采訪的全部內容
https://cerncourier.com/the-roots-and-fruits-of-string-theory/
源自CERN, 作者：Matthew Chalmers
翻譯：雷豐圖 | 校對：王克義
編排：毛明遠
責任編輯：趙琨
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弦理論的核心——物質的基本單位并非零維的粒子，而是一維的“弦”。
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