为什么弦理论既是希望又是噩梦

也许在过去的35年里，弦理论一直是理论粒子物理学的主导思想，由此产生的科学论文比其他任何思想都多。然而，这么长时间以来，它连一个可验证的预测都没有产生，这导致许多人谴责它没有达到科学的标准。弦理论是整个理论物理学史上最好的想法之一，也是我们最失望的想法之一。

介子的质量和寿命各不相同，但都不稳定，很快就衰变了。如果你试图将一个介子拉开，最终它会“断裂”，在这个过程中产生两个独立的介子。这就是弦理论最初的起源：作为强核相互作用的弦模型。如果你把介子想象成一根弦，把它拉开会增加弦的张力，直到到达一个关键时刻，产生两个新的介子。由于这个原因，弦模型很有趣，但它也预测了许多似乎与现实不匹配的奇怪事物，例如自旋为2的玻色子（未观察到）。

但大约十年后，这个想法又重生为现在所知的现代弦理论。新想法不是在核相互作用很重要的能量尺度上工作，而是将能量尺度一直带到普朗克能量，在那里毫无意义的自旋2粒子现在可以扮演引力子的角色。

从弦理论中得到的东西并没有那么简单。弦理论不仅包含标准模型作为其低能量极限，而且包含称为N=4 超对称杨-米尔斯理论的规范理论。通常，您听到的超对称性涉及标准模型中存在的每个粒子的超伴粒子，这是 N=1 超对称性的一个示例。弦理论，即使在低能极限下，也需要比这更大程度的对称性，这意味着应该出现对超伴粒子的低能预测。事实上，我们已经发现了0个超对称粒子，即使在LHC的能量下，这对弦理论来说也是一个巨大的失望。

弦理论也没有告诉你基本常数的值应该是多少，因为它没有提供具体的方法来计算产生基本常数的弦真空。这包括光速c，普朗克常数，重力常数G，力的耦合常数，基本粒子的质量，夸克和中微子的混合角，以及宇宙常数。弦理论没有提供计算这些基本值的线索。

只要我们没有证据证明弦理论一定是错的，人们就会继续追求它。但要想推翻这一理论，就需要证明在普朗克尺度以内没有超粒子存在，而这在今天的实验物理学中是远远达不到的。我们都同意弦理论的有趣之处在于它所蕴含的可能性。然而，这些可能性是否与我们的宇宙相关或有意义，还有待科学来证实。