弦理论是如何诞生的，为了每一次进步物理学家都进行着疯狂试验

有一个理论显然“疯狂”到了“足以”成为统一场理论的程度，这就是弦理 论，或M理论。在物理学的编年史中，弦理论的历史可能是最为怪诞的了。它 的发现相当偶然，又被应用于不该用它解决的问题上，于是被弃置一边默默无 闻。但它突然间又冒了出来，作为一种万有理论。而且到头来，由于只要对它做 一些微小的调整就会破坏这个理论，所以它不是成为一个“万有理论”，就是成 为一个“万无理论'

它之所以有这样一段奇怪的历史，是因为弦理论是倒着演进的。正常情况 下，在像相对论那样的理论中，人们首先从基本的物理原则着手,然后再把这些 原则打磨成一套基本的经典方程式，最后，人们计算对应于这些方程式的量子涨 落。弦理论是倒着展开的，是从它的量子理论被偶然发现开始的;对于什么样的 物理原理才能指导这个理论，物理学家们至今迷惑不解。

弦理论的起源要追溯到年，当时在日内瓦的欧洲原子核研究委员会 (CERN)原子核实验室的两名青年物理学家，加布里埃莱.韦内齐亚诺 (Gabriele Veneziano)和铃木真彦（Mahiko Suzuki )正自己翻阅一本数学书，偶然 发现了欧拉的贝塔函数。这是由莱昂哈德。欧拉（Leonhard Euler)在18世纪发 现的一个晦涩的数学表达式，它给人一种奇怪的感觉，似乎在描述亚原子世界。 他俩惊讶地发现，这个抽象的数学公式似乎是在描述两个介子在巨大的能量 下碰撞的情形。这个“韦内齐亚诺模型”很快在物理学界引起了不小的轰动，足 足出现了几百篇论文试图对它进行归纳概括，用以描述各种核作用力。

换句话说，这个理论纯粹是偶然发现的。普林斯顿大学高等学术研究所的 爱德华?威滕（Edward Witten)(许多人都相信，是他创造性地推进了这个理论 所取得的许多令人惊叹的突破）说过：“照理说,20世纪的物理学家本不应有研 究这一理论的殊荣。照理说，弦理论现在还不能够被发明出来……”

弦理论所造成的轰动我至今还历历在目。当时，我还是加利福尼亚大学伯 克利分校的一个物理学研究生。我记得看见物理学家们连连摇头，声称物理学 本不应是这个样子。过去，物理学的基础通常是要对自然现象进行极为烦琐细 致的观察，形成一些局部性的假说，比照着数据小心翼翼对所得出的想法进行测 试，然后不厌其烦地、一遍又一遍地重复这个过程。而弦理论则是个“灵机一 动”的方法，靠的仅仅是对答案进行猜测。如此简便快捷,到了令人心惊肉跳的 地步，怎么可能会是这样呢？！

由于即使动用我们最强大的仪器也看不见亚原子粒子，物理学家们就采用 了一种虽然粗暴却很有效的方法来对它们进行分析，用巨大的能量来把它们打 碎。耗费了几十亿美元来建立巨大的“原子击破器”或称粒子加速器，个个都有 好几英里长，能够产生互相迎头撞击的亚原子粒子束。然后物理学家对碰撞后 的碎块进行周详的分析。这个不胜其烦的痛苦过程的目的，是要建立一系列的 数据，称为“散射矩阵”，或“S矩阵”。这个数据采集过程有关键作用，因为它可 以把所有的亚原子物理信息编集起来，也就是说，一旦了解了 S矩阵，就可以推 论出基本粒子的所有特性。

基本粒子物理学的目标之一，就是要为强相互作用预测出S矩阵的数学结 构。这个目标极其艰巨，一些物理学家甚至认为它已超出了任何已知的物理学 范围。而韦内齐亚诺和铃木真彦只是翻看了一本数学书就猜到了 S矩阵，由此 造成的轰动可想而知。

这个模型与我们迄今为止所见到过的任何东西都完全不同。一般情况下， 当有人提出一个新理论的时候（例如夸克），物理学家就试图对这个理论进行一 些修修补补，改变一些简单的参数（例如粒子的质量或耦合强度）。但是韦内齐 亚诺模型编制得如此精致，哪怕稍稍改动一下它的基本对称关系，就会使整个公 式作废。就像一件制作精美的水晶工艺品，任何改变它的形状的努力都会使它 破碎。

那数百篇论文虽然都只是对它的参数做了一些微不足道的修改，却已经摧 毁了它本来的美，而且至今一个也没能经受住考验。为数不多的几篇现在还能 让人想得起来的论文，都是那些想要理解这个理论为什么居然有效的，也就是那 些试图揭示其对称性关系的论文。物理学家们最终认识到，原来这个理论根本 没有任何可调整的参数。