從科學研究本身看,研究引力的量子化及其與其他互相作用力的統一是自愛因斯坦以來國際著名物理學家的夢想,但由於該理論涉及的能量極高,不能進行直接實驗驗證。儘管如此,一些技術和方法的發展,啟發了很多新的物理思想,如解決能量等級問題的Randall-Sundrum模型和引力局域化,關於弦理論巨量可能真空的圖景想法和人擇原理等等。
近期天文和宇宙學觀察所取得的進展對弦理論的發展會起積極的促進作用。比如,近期觀察的宇宙加速膨脹所暗示的一個很小的但大於零的宇宙學常數(或暗能量),為弦理論的發展提供了指導作用。反過來說,要在更深層次上理解近期的天體物理學觀察和暗能量,沒有一個基本的量子引力理論是行不通的,弦理論是僅有的量子引力理論的理想候選者。二者的結合不僅對弦理論的自身發展有著指導作用,同時對理解和解釋宇宙學觀察也有很大的促進作用……
超弦理論作為統一理論候選者麵臨實驗驗證的核心挑戰,弦的不同振動模式所預言的基本粒子數量遠超過標準模型中基本粒子的數量,在能量越來越高的粒子物理實驗中並沒有發現這些額外的基本粒子;而且,弦理論所要求的超對稱性也沒有在實驗中發現。理論預言的超對稱夥伴粒子及額外維度未被實驗觀測到。理論涉及的特征能量(普朗克能量~10^19GeV)遠超當前加速器的實驗能力,普朗克能量一個很高的能量,大約相當於一顆航空炸彈爆炸釋放的能量,但需要把這麼多能量集中在一個粒子上,可見的將來,人類都不能通過實驗來探索這麼高能量的物理現象。儘管可以通過調節弦理論的基本參數使得超對稱和額外粒子出現的能標變得高於實驗能達到的能標,但理論的實驗可檢驗性已受到質疑。
弦論學家發現,10維時空中可以有五種自洽的超弦理論,種種跡象表明,這五種理論之間存在廣泛的對偶關係,它們和11維的超引力理論很可能可以看作某個更基本的11維的M理論的不同極限情況,尋找M理論的表達形式成為超弦理論研究的一個非常重要而困難的課題。1995年,威滕提出了一個設想:存在一個統一的基本理論,這個理論被他稱為M理論,它可能是上述六個模型的更深層次的表述。由於時空額外維卷曲在小尺度下的可能方式極多,不同方式對四維時空中的物理有不同的影響,這使得可能的自洽理論的空間極大,難以從理論上找到最優研究路線。
超弦理論仍是量子引力和統一理論最有前景的候選者之一,但並非唯一且未被證實。該理論研究中出現的一些新的觀念和方法已經在數學和物理中產生了深遠的影響,例如額外維緊致化的觀念激發了數學上對卡拉比-丘流形的研究,反德西特-共形場論對偶的發現激發了對引力全息性質的探討等。一係列新概念如額外維、D膜、弦景觀、全息原理、AdS\/CFT對偶等已深刻影響基礎物理、數學和凝聚態物理等領域的研究。加速器物理學未來幾年的結果也許會對超弦理論做出裁決。
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