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第1326章 渊天宫163（第1页）

同弦论一样，m理论的关键概念是对称性。所谓对称性，是指玻色子和费米子之间的对称性。玻色子是以印度加尔各答大学物理学家玻色s。n。Bose的名字命名的；费米子是以建议实施曼哈顿工程的物理学家费米e。Fermi的名字命名的。玻色子具有整数自旋，而费米子具有半整数自旋。相对论性量子理论预言，粒子自旋与其统计性质之间存在某种联系，这一预言已在自然界中得到令人惊叹的证实。

在对称物理中，所有粒子都有自己的对称伙伴。它们有与原来粒子完全相同的量子数色、电荷、重子数、轻子数等。玻色子的伙伴必定是费米子；费米子的伙伴必定是玻色子。尽管尚未找到对称伙伴存在的确切证据，但理论家仍坚信它的存在。他们认为，由于对称是自破缺的，伙伴粒子的质量必定比原来粒子的大很多，所以才无法在现有的加器中探测到它的存在。

局部对称性，还提供将引力也纳入物理统一理论的新途径。爱因斯坦广义相对论，是根据广义时空坐标变换下的某些要求导出来的。在对称时空坐标变换下，局部对称性则预言存在“引力”。在引力理论中，引力相互作用由一种自旋为2的玻色子引力子来传递；而引力子的伙伴，是自旋为32的费米子引力微子，它传递一种短程的相互作用。

时间的定义在m理论体系中，时间分为两种，一种是我们世俗意义上的时间（即现行宇宙对人类意义上的时间）。还有一种被定义为“虚时间”，虚时间没有所谓的开端和终结，而是一直存在的时间，是用于描述弦的一条无矢坐标轴。

引力与其他力的统一m理论认为能量在自身维度下不守恒，能量会在自身绮翘中逃逸到其他膜，而弦分为开弦和闭弦，引力子弦与另三种弦不同，是一个自旋为2的玻色子，理论中被定义为自由的闭弦，可以被传播到宇宙膜外的高维空间以及其它宇宙膜，故能量场在自身维度（现行宇宙空间）下逃逸了更多。

宇宙的定义在m理论中存在无数平行的是膜，膜相互作用碰撞导致产生四种基本粒子，产生电磁波和物质（宇宙大爆炸的原因）。

广义相对论没有对时空维数规定上限，在任何维黎曼流形上都能建立引力理论。引力理论却对时空维数规定了一个上限——11维。更吸引人的是，已经证明，11维不仅是引力容许的最大维数，也是纳入等距群su3xsu2xu1的最小维数。描述强力的标准模型，即量子色动力学，是基于定域对称群su3的规范理论，它的量子叫做胶子，作用于一个叫“色”的内禀量子数上。描述弱力和电磁力的温伯格-萨拉姆模型，是基于su2xu1的规范理论。这个规范群作用在“味道”上，而不是在“颜色”上，它不是精确的，而是自破缺的。由于这些理由，许多物理学家开始探讨11维的引力理论，期望这就是他们寻求的统一理论。

然而，在手征性面前，引力理论的一根支柱突然倒塌了。手征性2是自然界的一个重要特征，许多自然对象都有类似于人的左手与右手那样的对称性。像中微子的自旋，就始终是左手的。

2o世纪2o年代，波兰人卡卢扎T。ka1uza和瑞典人克莱因o。k1ein，现从高维空间约化到可观测的4维时空的机制。若11维引力中的7维空间是紧致的，且其尺度为1o-33厘米缘此其不被觉察，就会导出粒子物理标准模型所需的su3xsu2xu1对称群。但是，在时空从11维紧致化到4维时，却无法导出手征性来。到了1984年，引力丧失领头理论地位，弦理论取而代之。当时，“让11维见鬼去吧！”——“夸克之父”盖尔曼m。ge11-mann的这句名言，表达了不少物理学家对11维的失望情绪。

从1984年起，人们认定1o维时空是最佳选择，1o维时空的弦论替代了11维时空的引力理论。曾流行过五种弦论，其不同在于未破缺的对称性荷的数目，以及所带有的规范群。在1o维时空中，最小的旋量具有16个实分量，有三种弦论的守恒荷恰巧对应于这种情况，它们是类型Ⅰ、杂优弦he和ho。其余两种弦论含有2个旋量荷，称为类型2弦。其中，类型2a的旋量具有相对的手征性，类型2B的旋量具有相同的手征性。he和ho二种杂优弦，分别带有e8xe8规范群和so32规范群。类型Ⅰ弦也具有so32规范群，它是开弦，而其余的4种弦是闭弦。重要的是，它们都是反常自由的，即弦论提供了一种与量子力学相容的引力理论。在这些理论中，he弦至少在原则上能解释所有已知粒子和力的性质，当然也包括手征性在内。

然而，弦论绝非美轮美奂，至少可从四方面对它诘难。先，人们本将弦论当作物理统一理论来追寻，它的五种不同理论却又给出了五种不同的宇宙，若人类生活在其中的一种宇宙之中，那么其余四种理论描述的宇宙，又是何等样的生物居住其中呢？其次，若将粒子看作弦，那为什么不将它们看作膜，抑或看作p维客体——胚brane呢？再者，关于弦论的实验验证，传统的粒子加器方法，显然受到技术和经费两方面限制，然而新的方法又在何处？最后，对称性容许时空的最大维数是11维，为什么弦论只到1o维就戛然而止了呢？余下的那一维是逃逸了，还是隐藏起来了呢？

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