丢失的连接

20世纪，诞生了两个凌驾于其他理论之上的伟大理论——量子力学（解释三种亚原子力上取得了巨大成功）；爱因斯坦的引力理论，也称广义相对论。从某种意义上看，这两种理论相互对立——量子力学致力于非常小的世界，原子、分子、质子和中子；相对论控制非常大尺度的物理，宇宙尺度上星星和星系的物理。

对物理学家来说，原则上，我们可以从这两种理论得出人类对物理宇宙的知识总和。但本世纪最大的难题之一是，这两种理论是如此的不相容。事实上，在本世纪，世界上最伟大的思想家将量子力学和广义相对论结合起来的所有尝试全部失败。阿尔伯特·爱因斯坦在他生命的最后30年一直寻求包含重力和光的统一理论，依然以失败告终。

这两个理论都在自己特定的领域里取得了惊人的成功。例如，量子力学在解释原子的秘密时没有对手。量子力学揭开了核物理的秘密，释放了氢弹的能量，解释了从晶体管到激光器每个器件的工作原理。事实上，这个理论非常强，如果我们有足够的时间，我们可以通过计算机预测化学元素的所有性质，而不必进入实验室。然而，尽管量子力学在解释原子世界时取得了巨大成功，但它在试图描述重力时却遭遇了巨大失败。

另一方面，广义相对论在它自己的领域：星系的宇宙尺度取得了巨大成功。黑洞，物理学家认为，这是一颗巨大的垂死恒星的终极状态，广义相对论对此作出了众所周知的预测。广义相对论还预测，宇宙最初是在大爆炸中开始的，它使星系以巨大的速度彼此分离。然而，广义相对论却完全不能解释原子和分子的行为。

因此，物理学家面临着两种截然不同的理论。每种理论都采用了一套不同的数学，且都在自己的领域内做出了惊人的精确预测。同时，它们又非常独立且截然不同。

这好比大自然创造了一个有两只手的人，右手看上去与左手完全不同，功能也不同且独立。对那些坚信自然最终必定简单优雅的物理学家来说，这是一个谜，他们无法接受大自然会以如此怪异的方式运作。

这正是超弦要解决的问题，它能解决这两个伟大理论的结合问题。事实上，量子力学和相对论，是使超弦理论成立的必需。超弦是第一个也是唯一能使量子引力理论有意义的数学框架。这就好像科学家在过去60年里一直试图组装宇宙拼图，突然注意到自己忽视了一个小片——超弦。