弯曲的旅行 · 第四十五节
《弯曲的旅行》第四十五节
杂化弦理论证实了格林和施瓦茨发现的无反常十维理论的特殊性,它证明涵盖标准模型的力在弦理论中可以实现,成为联系弦理论与标准模型的突破。
杂化弦理论证实了格林和施瓦茨发现的无反常十维理论的特殊性,它证明涵盖标准模型的力在弦理论中可以实现,成为联系弦理论与标准模型的突破。但超弦假设的十维中,多余六维需要解释:起初的卷曲方式会让四维理论中左旋与右旋粒子总是配对出现,无法重现弱力只作用于左旋粒子这一标准模型的关键特征,弦理论面临被排除的危险。1985年坎德拉斯、霍洛维茨、斯特罗明格和威滕发现卡拉比-丘流形这种微妙的卷曲方式,使四维理论能区分左右并重建标准模型的粒子和力,同时保持超对称。
超弦理论由此在大学物理系中地位大增,被一些人视为"终极理论",希望在比大统一更高的能量上统一包括引力在内的所有力。但弦的大小约为普朗克长度(10⁻³³厘米),在实验可达能量下弦与点状粒子无法区分;弦张力极大,产生的新粒子质量达普朗克标度10¹⁹GeV,远超现有加速器能力,因此实验上难以找到弦理论的直接证据。低能物理学家仍可放心使用四维量子场论,但弦理论带来的新数学与物理观念(如膜理论、对超对称和量子场论的新理解)仍有价值。
1984年超弦革命高峰期,作者在哈佛读研,面临两难选择:跟随普林斯顿的威滕和格罗斯做弦理论,或留在哈佛跟随乔治和格拉肖做与实验紧密结合的粒子物理。哈佛排斥弦理论,普林斯顿则全系投入。如今弦理论仍面临重大未解问题:它能产生众多不同模型(不同力、维度、粒子组合),却无唯一确定标准世界的那一个;卡拉比-丘流形有成千上万种类型,可产生几百代粒子,物理学家尚无原则确定卷曲维度的大小和形状,寻找唯一正确候选者的计划历经20年仍遥遥无期。