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第一百八十五章（1 / 2）

m理論最重要的一點(diǎn)就是在超弦理論的基礎(chǔ)上，加入了對(duì)非微擾弦的研究。

非微擾弦理論除了一維弦以外，還包括兩維膜、三錐體等高維客體（統(tǒng)稱(chēng)為膜）。

在龐學(xué)林和威滕正式開(kāi)始研究m理論之前，國(guó)際物理學(xué)界普遍認(rèn)為，超弦理論與空間維數(shù)大于一的超膜是不同的兩種理論，兩者之間并沒(méi)有什么必然聯(lián)系。

但隨著龐學(xué)林和威滕對(duì)非微擾弦理論展開(kāi)研究之后，他們便發(fā)現(xiàn)，在統(tǒng)一量子力學(xué)和廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)上，不僅可以將一維弦和其他超膜聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)也將其他超膜統(tǒng)一在了同一個(gè)理論框架內(nèi)。

這些超膜作為該理論的統(tǒng)一動(dòng)力學(xué)客體，特別是當(dāng)弦的相互作用較大時(shí)（即弦在非微擾區(qū)域），這些高維膜的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)比一維弦還要來(lái)的重要。

這也從一定程度上證明了為什么微擾弦不能給出完整的低能物理理論框架，因?yàn)樗雎粤烁又匾母呔S膜的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)。

因此，這半年來(lái)，龐學(xué)林和威滕，一直在通過(guò)龐氏幾何，建立起五種不同超弦理論之間的對(duì)偶關(guān)系。

這種對(duì)偶主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)為s對(duì)偶，另一類(lèi)為t對(duì)偶。

所謂對(duì)偶，本質(zhì)上是數(shù)學(xué)概念，定義如下：若兩邏輯式相等，則它們的對(duì)偶式也相等。

在這里，它是指兩種看起來(lái)不同的物理理論之間，實(shí)際上存在著某種程度的等效效應(yīng)。

s對(duì)偶，指的是一種微擾弦理論中的強(qiáng)相互作用粒子集，在某些個(gè)案下可被視為另一套完全不同理論中的弱相互作用粒子集。

t對(duì)偶，就是在半徑為r的圓環(huán)中傳播的弦與半徑為1/r中環(huán)狀中傳播的弦等效。

他們發(fā)現(xiàn)，i型弦理論在s對(duì)偶下與so（32）雜化弦理論等效。

iia型弦理論，在t對(duì)偶下與iib型弦理論等效。

……

通過(guò)五種弦理論以及十一維超引力之間的各種對(duì)偶以及等價(jià)關(guān)系，即可以將五種弦理論統(tǒng)一起來(lái)。

這五種弦理論，每一種都是m理論不同的極限個(gè)案所產(chǎn)生的結(jié)果。

這便是威滕在現(xiàn)實(shí)世界中提出的m理論，并引發(fā)了第二次超弦革命。

m理論揭示了相互作用以及時(shí)空的本質(zhì)，暗示了它們的非基本性。

特別是，該理論預(yù)言了額外維和超對(duì)稱(chēng)性的存在，首次為一些黑洞熵提供了微觀解釋。

但是，在建立m理論的過(guò)程中，龐學(xué)林和威滕也發(fā)現(xiàn)了其中存在的一些問(wèn)題。

第一個(gè)就是真空問(wèn)題。

m理論中存在著各種真空態(tài)，給予數(shù)學(xué)上的計(jì)算，他們保守估計(jì)，至少存在著10^500這樣的真空解。

而且每一種真空解的物理常數(shù)和宇宙學(xué)常數(shù)都不一樣。

而近期的宇宙學(xué)觀察結(jié)果表明，地球所在的宇宙有一個(gè)小的正宇宙常數(shù)，它支配著目前宇宙加速膨脹，并構(gòu)成了宇宙中的主要物質(zhì)（暗物質(zhì)和暗能量）。

如何從眾多的真空解中，找到現(xiàn)有宇宙的真空解，并給予第一性原理解釋?zhuān)莔理論需要回答的問(wèn)題。

其次，m理論還需要回答暗能量的來(lái)源以及本質(zhì)。

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