什么是弦理論呢？
親，不要著急，先來(lái)看看組成我們世界的物質(zhì)是什么？物質(zhì)是這個(gè)世紀(jì)的科學(xué)感到最困難、最難解決和最難理解的概念。
跟我學(xué)物理網(wǎng)賈蘭華老師說(shuō)：以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典物理學(xué)來(lái)看物質(zhì)，繼承了古代原子論的觀點(diǎn)，把物質(zhì)歸結(jié)為具有某些絕對(duì)不變屬性的質(zhì)點(diǎn)的集合。如我們中學(xué)物理課本上把質(zhì)量定義為“物質(zhì)多少”的量度，就是因?yàn)樵谌魏螜C(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，乃至在化學(xué)反應(yīng)中，質(zhì)量始終如一。質(zhì)量被理所當(dāng)然地看成是物質(zhì)本身所絕對(duì)固有的，被看成物質(zhì)不滅或?qū)嶓w不變?cè)淼木唧w表現(xiàn)，以牛頓力學(xué)為代表的經(jīng)典物理學(xué)在十九世紀(jì)末所取得的巨大成功。
然而，二十世紀(jì)愛(ài)因斯坦發(fā)明的相對(duì)論開始揭示出了物質(zhì)的實(shí)體觀的謬誤。首先，相對(duì)論證明質(zhì)量與速度有關(guān)，同一個(gè)物體，相對(duì)于不同的參考系，其質(zhì)量就有不同的值，當(dāng)物體速度接近光速時(shí)，物體的質(zhì)量接近無(wú)窮大。愛(ài)因斯坦還證明質(zhì)量與能量存在著聯(lián)系，提出了著名的質(zhì)能方程：能量等于質(zhì)量乘以光速的平方。不久后，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了核裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，把部分質(zhì)量變成巨大能量釋放出來(lái)?，F(xiàn)在知道原子彈的人，都相信質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化成能量。
那么物質(zhì)到底是什么呢？科學(xué)家對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)也迅速深入發(fā)展。在本世紀(jì)30年代以前，經(jīng)典物理學(xué)一直認(rèn)為：物質(zhì)是由分子構(gòu)成的，分子是由原子構(gòu)成的。原子是組成物質(zhì)的最小“磚塊”。1932年，科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究證實(shí)：原子是由電子、中子和質(zhì)子組成的。1964年，美國(guó)物理學(xué)家馬雷。蓋爾曼大膽地提出新理論：質(zhì)子和中子并非是最基本的顆粒，它們是由一種更微小的東西——夸克構(gòu)成的。為了尋找夸克，全世界優(yōu)秀的物理學(xué)家?jiàn)^斗了20年，雖然一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證實(shí)了夸克的存在，然而單個(gè)的夸克至今未找到，人們始終不識(shí)廬山真面目。對(duì)此，粒子學(xué)家們的解釋是：夸克是極不穩(wěn)定的、壽命極短的粒子，它只能在束縛態(tài)內(nèi)穩(wěn)定存在，而不能單個(gè)存在。不僅如此，迄今人們所知道的300多種基本粒子中，除少數(shù)壽命特別長(zhǎng)的穩(wěn)定粒子（如光子、中微子、電子和質(zhì)子）外，其它都是瞬息即逝的，也就是說(shuō)，它們往往在誕生的瞬間就已夭折。
為什么絕大多數(shù)基本粒子都如此短命？如何理解我們的物質(zhì)世界就是建立在這些瞬息即逝的“磚塊”上？為了解釋物質(zhì)的構(gòu)成，在二十世紀(jì)的后期，物理學(xué)的一個(gè)前沿領(lǐng)域-弦論的發(fā)展又使我們對(duì)物質(zhì)的看法更進(jìn)了一步。
什么是“弦論”呢？
弦理論把宇宙看作是由“弦”組成的大海，而我們看到基本粒子，如電子、光子、中微子和夸克等等，都是宇宙弦的不同振動(dòng)模式或振動(dòng)激發(fā)態(tài)。正如小提琴弦的一個(gè)頻率對(duì)應(yīng)于一個(gè)音階，而宇宙弦的不同頻率的振動(dòng)對(duì)應(yīng)于不同的質(zhì)量和能量，即不同的粒子。
弦理論能很好說(shuō)明質(zhì)量不再是不變的屬性，物質(zhì)與能量為什么可以相互轉(zhuǎn)化，因?yàn)樵谙依碚撝?，物質(zhì)也就是能量，不再被看作是實(shí)體。如果把宇宙看做弦，而我們的世界就是弦奏出的交響樂(lè)。
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