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第十二章 随师参会（第2页）

超弦理论是从弦理发展起来的，超弦的理论纬度是十维，这里面充满“弦”和“膜”，超弦这个超是指超对称，这种对称可以通过S对偶和t对偶来实现。

S对偶就象两个跳交谊舞的男女舞者，可以通过对女方舞步的观察，推断出男方的舞步，这可以将2A型弦论联系起来。

也就是说弦和膜可以替换，具体就是弦可以用d1膜替换，d5膜可以用孤子5膜替换，d3膜在对偶下不变。

而t对偶是把2A型（是偶数弦和膜，d0、d2、d4、d6等）和2b型（是奇数弦和膜，如d1、d3、d5等）联系起来。

例如可以将一个d2膜沿着圆形的维度卷起来，它看起来就像是一个膜，也可看成一根弦。同理将d3膜卷起来就像是d2膜，将d4膜卷起来就像是d3膜，弦也是这个道理。

这样我们就可以降低研究的难度，用低能理论将超引力和引力以弦对偶的形势联系起来，另外，可以将长的、笔直的弦和长的、笔直的膜联系起来。

而老师的m理论就是一种以十一维超引力为低能极限的量子力学理论。它包括两个黑膜:m2膜和m5膜，m2膜在两个空间的方向上展开，形成平面，m5膜在5个空间方向上展开形成五维空间。

m理论中还有一种神奇的膜，叫空间截止膜，这种膜是时空的边缘，它是空间自身结束的地方。这也是m理论超越11维超引力的关键途径之一。

我们现在已基本确定有光子、电子、夸克（6种）、胶子、中微子、引力子（未确定）和其他一些粒子，弦论就是要提供一种统一的图像，在这里每种粒子都是弦上不同振动的模式。虽然很难，可m理论是人们的希望。”

张冲志说完后，便看向威滕教授，教授高兴地点了点头说:“很好，你抓住了弦论和m理论的精髓，能深入浅出地讲出这些，已说明了你的理解很透彻。

不过m理论现在只是可能的万有理论，它将包括所有的基本粒子，所有它们经历的相互作用和它们所遵从的所有对称性。”

他边说边站了起来说：“根据量子色动力学的规范对称，该理论是采用红色、绿色和蓝色描述夸克和胶子。

实际最少应该有五种颜色来描述我们所知的五种粒子，它们是夸克、胶子、电子、中微子和一种未知粒子，这个未知的东西可能与一个希格斯玻色子类似，也可能是其他。

而存在于四维空间的引力，也是我们理论的关健，广义相对论对它有完美的描述。

既然m理论是被称为‘万有理论’，就必须将引力在理论中包含进来，这需要通过基础物理的理论框架将它们正确的构造出来。

这种理论一旦建立起来，那么我们需要做的仅仅是求解这个理论的方程并预言粒子物理学中每一个可以测量的量，从电子的质量到胶子间相互作用的强度。

我们的理论是在11维中，但我们是生活在四维时空中，其它维度是如何卷曲起来起来，我们不太明白，可能正是由于它们的卷曲导致了三维空间会随时间膨胀。

由天文观测我们可以得出结论，大部分宇宙河系都在远离我们，而这种现象被解释为空间本身的膨胀。”

威滕教授轻轻摇了摇头，好像觉得这个问题现在他也难以理清。

他接着对张冲志安排道:“两天后有个关于宇宙膨胀的天文学研究会议召开，你随我去吧，这两天你注意将这方面的知识补充一下。”

张冲志点头同意，又说了几句话就告辞离开，回去认真做准备了。