粒子物理暑期学校

A. 什么是"超玄理论”为什么我什么都不知道！

超弦理论介绍
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1.什么是物质组成的最终单元？

在过去的一百多年里，物理学家已经发现了一连串越来越小和越来越基本的物质组成单元。这些研究成果最终被总结成为标准模型：轻子(象电子和中微子)、夸克以及将这些粒子捆绑在一起的电磁力、弱相互作用力。但是，标准模型并不是故事的结局，因为它实在是太复杂了，它本身并不能解释一个比元素周期表还要复杂的基本粒子表以及它们之间的相互用力。

现在，弦理论家们普遍相信标准模型中的基本粒子实际上都是一些小而又小的振动的弦的闭合圈(称为闭合弦或闭弦)，所有粒子都可由闭弦的不同振动和运动来得到，从本质上讲，所有的粒子都是质地相同的弦。这一听似奇怪的想法能够解释标准模型的许多粗旷轮廓和特性，但是在决定性实验验证弦理论之前，人们仍然有必要对它进行更深刻的认识和了解。

2.量子力学的原理和广义相对论是相冲突的吗？

量子力学和广义相对论是二十世纪两个非常成功的理论，但令人惊讶的是这两个理论在现有的框架下是相冲突的。简单说来，量子力学认为没有任何东西是静止不动的，任何东西都有起伏涨落(测不准原理)。广义相对论认为时空是弯曲的，弯曲时空是万有引力的起源。将这两个理论结合就可以导出时空本身也是每时每刻都在经历着量子的起伏涨落。在大多数情况下，这些涨落是很小很小的，但在一些极端情况下，比如说在极短距离下、在黑洞的视界附近，在大爆炸的初始时刻等等，这些量子涨落将变得非常重要。在这些情况下，我们现有的理论(量子力学和广义相对论)是不适用的，只能得到一些结果为无穷大荒谬结论。很显然，我们需要一个更完备的理论。

令人惊讶的是，从粒子物理学中发展起来的弦理论提供了这一问题的答案。在弦理论中，由于弦的延展性(一维而不是一个点)，引力和光滑的时空观念在比弦尺度还小的距离下失去了意义，时空量子泡沬由“弦几何”代替了。现在，用弦理论已经解决了有关黑洞量子力学问题的一些疑难。如何用弦理论来说明宇宙大爆炸的初始奇点仍然是一个没有解决的大问题。

3.我们生活在11维时空吗？

宇宙学告诉我们，我们肉眼看到的三个空间维数正在膨胀，由此可以推测它们曾经是很小和高度弯曲的。一个自然的可能性是；也许存在与我们观测到的三个空间维数垂直的其它空间维数，这些额外空间维数曾经是但现在仍然是很小和高度弯曲的。如果这些维数的尺度是够小，以我们现有的观测手段仍不是以直接推测到，但是这些维数仍将以许多间接的效应表现出来。

特别地，这是一个强有力的统一观念：在低维中观测到的不同粒子也可能是同一种粒子，在额外维数空间中，它们都是同一粒子不同方向的运动的表现。实际上，额外维数还是弦理论不可分割的一部分：弦理论的数学方程要求空间是9维的，再加上时间维度总共是10维时空。更进一步的研究表明，由M理论给出的更完全的认识揭示了弦理论的第10维空间方向，因此理论的最大维数是11维。最近的一些发展还提出了我们也许生活在低维的膜上面，但是引力仍然是10维的，为了得到现实的3维引力，可以通过引入“影子膜”或者Randall-Sundrum机制。Randall-Sundrum机制是一种束缚引力的新方法，这时，额外维度可以不是很小很小的。通过观测小距离情况下引力对平方反比定律的偏离，或者是在粒子加速上或者是通过超新星爆发中产生的粒子散射进入额外维度因而看起来象消失一样等等奇怪的现象，也许我们现在就有能力探测到这些额外维度。弦理论不仅大大地拓展了人们的思维空间，将大大地拓展人们的活动空间。

基本原理：揭示微观和宏观的奥秘

爱因斯坦在生命的最后30年里一直在寻找统一场论——一个能在单独的包罗万象的协和的数学框架下描写自然界所有力的理论。爱因斯坦这样做的动机不是我们常想的那些与科学研究紧密相关的东西，例如，为了解释这样或那样的已知现象或实验数据。实际上，驱使他的是一种关于自然界基本规律内在美的信念：对宇宙的最深刻认识将揭示它的最真实秘密，那就是，它所依赖的原理是简单而有力的。爱因斯坦渴望以前人从未成功达到过的清晰来揭示宇宙活动的奥秘，由此而展示的自然界的动人美丽和优雅，将让每一个第一次知道的人产生有生以来最强烈的敬畏、惊讶和震撼。

爱因斯坦从未实现他的梦，主要原因是当时人们对自然界的许多基本特征还是未知的，或者知之甚少。但在过去的半个世纪，人们已构筑起越来越完整的有关自然界的理论。当年，爱因斯坦满怀热情追求统一理论，却空手归来，如今，相当一部分物理学家相信他们终于发现了一个框架，有可能把这些知识缝合成一个无缝的整体——一个单一的理论，一个能描述一切现象的理论，这就是超弦理论“2006年国际弦理论会议”的主题。

弦理论或者超弦理论是那些像量子和夸克等等已经融入大众词典的诸多新科学专用词汇之一，但它们却很少能被人解释清楚。即使会议的参加者也会告诉你，超弦理论像许多新兴科学和研究领域一样，涉及了许多高深前沿的数学领域，并不是很容易能把握的。超弦理论到底是什么呢？首先，我们发现，弦理论描述自然界的活动还真有几分科学幻想的成分。举例来说，弦理论描述的世界并不是我们肉眼所看到的三维空间和一维时间。合理的解释是那些额外的空间维数没有被观测到是因为它们很小很小。要理解弦理论的高维属性并不困难。(参见《宇宙的琴弦》P.180～181)

在弦理论中就有许多极小的额外空间维数，因此，微观世界并不像我们普遍感觉到的世界那么简单。在宏观尺度上，弦理论也可能用来解释宇宙大爆炸的开始和黑洞内部的行为，而这些问题是以前的物理理论包括爱因斯坦的广义相对论都失效的地方。现在发展的弦理论是有关时间和空间的量子理论，因而此理论看起来也就显得非常非常的奇怪。

弦理论的一个基本观点就是自然界的基本单元不是像电子、光子、中微子和夸克等等这样的粒子，这些看起来像粒子的东西实际上都是很小很小的弦的闭合圈(称为闭合弦或闭弦)，闭弦的不同振动和运动就给出这些不同的基本粒子。因此弦理论从一些非常基本和简单的单元就能得到宇宙的无穷变化和复杂性。在弦理论中，人们自然地可以得到规范对称性、超对称性和引力，而这些原理在原有的标准模型中或者是强加进去的或者是与量子理论相冲突的，在弦理论中它们都协和地统一起来了，并且是彼此需要、独一无二的。

到现在为止还没有人观测到基本的弦。但正如多数参加“2006年国际弦理论会议”的人所相信的那样，如果弦是真实的，那么由爱因斯坦开创的广义相对论和量子理论的完美结合就不是遥遥无期的奢望了。

弦理论的近期发展：第二次革命

如果说超弦理论的第一次革命统一了量子力学和广义相对论，那么近年来发生的弦理论的第二次革命则统一了五种不同的弦理论和十一维超引力，预言了一个更大的M理论的存在，揭示了相互作用和时空的一些本质，并暗示了时间和空间并不是最基本的，而是从一些更基本的量导出或演化形成的。M理论如果成功，那将会是一场人类对时空概念、时空维数等认识的革命，其深刻程度不亚于上个世纪的两场物理学革命。

从科学研究本身看，研究引力的量子化及其与其他互相作用力的统一是自爱因斯坦以来国际著名物理学家的梦想，但由于该理论涉及的能量极高，不能进行直接实验验证。尽管如此，一些技术和方法的发展，启发了很多新的物理思想，如解决能量等级问题的Randall-Sundrum模型和引力局域化，关于弦理论巨量可能真空的图景想法和人择原理等等。

近期天文和宇宙学观察所取得的进展对弦理论的发展会起积极的促进作用。比如，近期观察的宇宙加速膨胀所暗示的一个很小的但大于零的宇宙学常数(或暗能量)，为弦理论目前的发展提供了指导作用。反过来说，要在更深层次上理解近期的天体物理学观察和暗能量，没有一个基本的量子引力理论是行不通的，弦理论是目前仅有的量子引力理论的理想候选者。二者的结合不仅对弦理论的自身发展有着指导作用，同时对理解和解释宇宙学观察也有很大的促进作用

弦理论在中国：为第三次革命作准备

在超弦的第一、第二次革命，以及随后的快速发展中，中国都未能在国际上起到应有的作用。我们在研究的整体水平上，与国际、与周边国家如印度、日本、韩国，甚至和我国台湾地区相比都有一定的差距。内地学术界对弦理论的认识存在较大的分歧，一些有影响的物理学家，基于某种判断，公开地发表“弦理论不是物理”的观点。受他们的身份和地位的影响，这种观点在中国更容易被大多数人接受，因而在某种程度上制约了弦理论在中国的研究和发展。

从教育和人才培养上看，我国的世界一流大学如北大、清华，在相当长的一个时期内都严重缺乏主要从事弦理论研究的人才，这种局面间接地制约了青年研究生的专业选择，直接地造成了国内研究队伍的青黄不接。

值得庆幸的是，在丘成桐教授的直接推动下，伴随着浙江大学数学科学中心的成立，以及随后该中心和中国科学院晨兴数学中心每年举办的多次高水平专业会议，并邀请像安地·斯特罗明格这样一流水平的学者到中心工作，大大地推动了国内弦理论方面的研究。

2002年底，在中国科技大学成立的交叉学科理论研究中心，目前已经发展为非常活跃和具有吸引力的研究中心。成立4年来，通过多次举办工作周和暑期学校，在超弦理论的人才培养和研究方面做了许多基础性工作。在本次国际弦理论会议之前，国际理论物理中心和中国科学院交叉学科理论研究中心还举办了“亚太地区超弦理论暑期学校”，吸引了100多名参加者。

这种种现象都表明，中国的超弦理论研究，在平静的外表下，正积蓄着旺盛的爆发潜力。很显然，一个国家或一个研究团体的整体水平，与这个国家将会在科研上出现的突破性进展的机会是成正比的，这就是所谓“东方不亮西方亮”的道理，也是所谓科学研究文化的建设重要性所在。忽略科学研究文化的建设，单纯追求诺贝尔奖，是一种急功近利的态度，其结果往往是“欲速则不达”。

摆在超弦理论研究面前的，是一幅广阔的前景和一条艰难的道路，这是一条热闹又孤独的旅程，它所涉及的问题对年轻的学生和学者，有着强大的魅力，同时它对研究人员的专业素养有着很高的要求。2006年国际弦理论会议，对我们来说，是一次机遇——壮大队伍、提高水平，并随着整体水平的不断提高，在国际上占有一席之地。我们正在为弦理论的第三次革命作准备，也期待着她的早日到来。

背景链接：弦理论拟解决的三大基础物理学问题

什么是物质组成的最终单元？

在过去的一百多年里，物理学家已经发现了一连串越来越小和越来越基本的物质组成单元。这些研究成果最终被总结成为标准模型：轻子(像电子和中微子)、夸克以及将这些粒子捆绑在一起的电磁力、弱相互作用力。但是，标准模型并不是故事的结局，因为它实在是太复杂了，它本身并不能解释一个比元素周期表还要复杂的基本粒子表以及它们之间的相互作用力。

现在，弦理论家们普遍相信标准模型中的基本粒子实际上都是一些小而又小的振动的弦的闭合圈(称为闭合弦或闭弦)，所有粒子都可由闭弦的不同振动和运动来得到，从本质上讲，所有的粒子都是质地相同的弦。这一听似奇怪的想法能够解释标准模型的许多粗犷轮廓和特性，但是在决定性实验验证弦理论之前，人们仍然有必要对它进行更深刻的认识和了解。最近，人们对弦理论的数学结构的认识有了飞速的进展，发现了弦理论中的许多新组元(“膜”)和新概念(对偶性、全息原理、非对易几何)。现在人们统称弦理论和这些新引进的东西为M理论。

量子力学的原理和广义相对论是相冲突的吗？

量子力学和广义相对论是20世纪两个非常成功的理论，但令人惊讶的是这两个理论在现有的框架下是相冲突的。简单说来，量子力学认为没有任何东西是静止不动的，任何东西都有起伏涨落(测不准原理)。广义相对论认为时空是弯曲的，弯曲时空是万有引力的起源。将这两个理论结合就可以导出时空本身也是每时每刻都在经历着量子的起伏涨落。在大多数情况下，这些涨落是很小很小的，但在一些极端情况下，比如说在极短距离下、在黑洞的视界附近、在大爆炸的初始时刻等等，这些量子涨落将变得非常重要。在这些情况下，我们现有的理论(量子力学和广义相对论)是不适用的，只能得到一些结果为无穷大荒谬结论。很显然，我们需要一个更完备的理论。

令人惊讶的是，从粒子物理学中发展起来的弦理论提供了这一问题的答案。在弦理论中，由于弦的延展性(一维而不是一个点)，引力和光滑的时空观念在比弦尺度还小的距离下失去了意义，时空量子泡沬由“弦几何”代替了。现在，用弦理论已经解决了有关黑洞量子力学问题的一些疑难。如何用弦理论来说明宇宙大爆炸的初始奇点仍然是一个没有解决的大问题。

我们生活在11维时空吗？

宇宙学告诉我们，我们肉眼看到的三个空间维数正在膨胀，由此可以推测它们曾经是很小和高度弯曲的。一个自然的可能性是；也许存在与我们观测到的三个空间维数垂直的其他空间维数，这些额外空间维数曾经是但现在仍然是很小和高度弯曲的。如果这些维数的尺度是够小，以我们现有的观测手段仍不是以直接推测到，但是这些维数仍将以许多间接的效应表现出来。

特别地，这是一个强有力的统一观念：在低维中观测到的不同粒子也可能是同一种粒子，在额外维数空间中，它们都是同一粒子不同方向的运动的表现。实际上，额外维数还是弦理论不可分割的一部分：弦理论的数学方程要求空间是9维的，再加上时间维度总共是10维时空。更进一步的研究表明，由M理论给出的更完全的认识揭示了弦理论的第10维空间方向，因此理论的最大维数是11维。最近的一些发展还提出了我们也许生活在低维的膜上面，但是引力仍然是10维的，为了得到现实的3维引力，可以通过引入“影子膜”或者Randall-Sundrum机制。Randall-Sundrum机制是一种束缚引力的新方法，这时，额外维度可以不是很小很小的。通过观测小距离情况下引力对平方反比定律的偏离，或者是在粒子加速上或者是通过超新星爆发中产生的粒子散射进入额外维度因而看起来像消失一样等等奇怪的现象，也许我们现在就有能力探测到这些额外维度。弦理论不仅大大地拓展了人们的思维空间，还将大大地拓展人们的活动空间。

2006年国际弦理论会议科学群星闪耀

此次会议是在弦理论系列会议国际委员会建议下，由中国科学院晨兴数学中心、数学和系统科学研究院、理论物理研究所、浙江大学数学科学中心和美国自然科学基金会联合资助举办的，参加会议的有来自世界各地的600多名专家，霍金教授、格罗斯教授、威腾教授和斯特罗明格教授等多位著名理论物理学家将应邀参加会议并在大会上作报告。

大卫·格罗斯(David Gross)教授

2004年诺贝尔物理学奖获得者，2006年国际弦理论会议主席。现任美国加州大学Santa Barbara分校物理学教授，Kavli理论物理研究所所长，中科院理论物理所国际顾问委员会主席。格罗斯教授在理论物理，尤其是规范场、粒子物理和超弦理论等方面有一系列杰出的研究成果。他是强相互作用的基本理论——量子色动力学的奠基人之一。他还是“杂化弦理论”的发明人之一。1985年当选为美国科学与艺术学院院士，1986年当选美国国家科学院院士。

爱德华·威腾(Edward Witten)教授

国际著名理论物理学家，现任普林斯顿高等研究院教授，查尔斯·西蒙(Charles Simonyi)教授。他的研究遍布高能物理和数学物理的诸多方向，最擅长将近代数学与物理学研究的前沿问题结合起来，其应用的典范有：Wess-Zumino-Witten项与拓扑项、反常与指标定理、Dirac算子与正能定理、超对称与Morse理论等。他与Green和Schwarz教授合著的二卷本《超弦理论》自出版后一直是弦理论家的圣经。

斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)教授

当代享有盛誉的伟人之一，被称为“活着的爱因斯坦”。他在解决20世纪物理学的两个非常成功的理论——广义相对论和量子理论的冲突方面走出了重要的一步。

1973年3月1日，霍金教授在《自然》杂志上发表论文，阐述了自己的新发现——黑洞是有辐射的(霍金辐射)。霍金的新发现被认为是多年来理论物理学最重要的进展。该论文被称为“物理学史上最深刻的论文之一”。

安地·斯特罗明格(Andrew Strominger)教授

现任

哈佛大学教授，美国科学与艺术院院士，主要研究量子引力、弦理论和量子场论。在弦理论的研究中，斯特罗明格和他的合作者利用微观黑洞的变轻和凝聚成功地描述了时空拓扑变化的相变过程。此外，斯特罗明格和同事瓦法(C. Vafa)成功地利用弦理论和统计力学，导出了黑洞的贝肯斯坦-霍金(Bekerstein-Hawking)熵公式，这一结果提示弦理论也许能最终解决霍金提出的黑洞信息丢失疑难。

丘成桐(Shing-tung Yau)教授

国际著名数学家，2006年国际弦理论会议主席。现任美国哈佛大学教授，美国科学院院士，中国科学院外籍院士。丘成桐教授在科研方面做出了杰出的成就，赢得了许多荣誉。更为可贵的是，他十分关注中国基础研究的发展，并将其同自己的科研发展紧密联系在一起，多年来，一直运用他在国际上的影响和活动能力，协同各方面力量，为中国数学的发展做了大量的工作。

B. 弦子理论

复制粘贴的事我就不干了
简单的说下
“弦理论”是认为物质的基础是某种振动的弦 而世间一专切事物属的运动 四种基本力（强力，弱力 电磁力 引力）的形成与传递其根源都是出自无数“弦”的不同形式振动， 最新的弦理论（或者叫M理论）推出宇宙是11维的 同时还有平行宇宙 等重要概念的引入
弦理论的出众之处在于成功解决了相对论与量子物理之间的矛盾 把四种基本力统一在一起 成为现在物理学界最有希望一统天下的理论
但现在任没有任何实验证明弦论的正确性 它纯由数学计算和理论猜想得出 所以现在处于一种架空学说的状态
有兴趣的话可以看下PBS纪录片《优雅的宇宙》迅雷资源上有 这是我看过最好的弦论科普片 片中从相对论 量子物理 弦论的发展都有介绍

C. 想知道以下数据，每秒多少L/S

当今不世出的奇才 Stephen Wolfram 一周前发表了一篇热情洋溢的博客《Finally We May Have a Path to the Fundamental Theory of Physics… and It’s Beautiful》，光看题目就中二值爆表。如果不认识 Wolfram 大神，一定认为这是民科之作。Wolfram 当然不是什么民科（我被动地接触过太多民科了，一般都是朋友的亲戚推翻了相对论或发现了大统一理论后，朋友实在看不下去，把鸿篇巨制转给我，让我“给个说法”）。Wolfram 11岁编撰物理学手册，15岁在期刊发表粒子物理论文，20岁从加州理工大学获得理论物理博士（费曼在他的答辩委员会里）并留校任职，21岁成为当时最年轻的麦克阿瑟天才奖得主。后来决定出圈，创造了符号计算语言 Mathematica（这个名字还是乔布斯给起的），然后又创造计算知识引擎 Wolfram Alpha（真的很好用，我现在遇到积分问题都扔给它）。但他离开学术后一直没有放弃思考物理问题。他的畅销巨著《A New Kind of Science》（扎克伯格最爱）的第九章将 Computational Universe 思想拓展到物理学，从元胞自动机和图形网络出发涌现出时空结构、基本粒子等思想是今天 Wolfram Physics Project 的基础。

Wolfram 是我极为敬佩的天才。不是说他在物理学术界做出多少贡献（我相信如果他愿意，他可以成为当代一流的物理学家），而是他对当今物理学范式保留批判思想，思考非常底层的问题。同时，作为一个执行力超强的实干家，他自己造工具，帮助自己实现奇思妙想——且不说这些工具帮助了多少学术圈里外的人。离经叛道的想法让他很孤独。他在《幕后故事》博客里回忆，以前经常和物理学家、非物理学家聊他的想法，后者听不懂，前者出于礼貌最多坚持15分钟。然后他很知趣地打住，礼貌地询问物理学前沿进展，然后对方就很惊奇他自己对前沿进展如此了解。后来，他就放弃沟通，以隐修士的方式自己开发工具，钻研这些基础问题，直到 A New Kind of Science 大卖。再之后，在 Wolfram 暑期学校里遇到几个志同道合的物理学家，激励他推进今天这个项目。

我看到很多人喷他，说没有提出任何预测，缺乏严谨推导，故弄玄虚，民科——我想大概是题目触动了 ta 作为物理学家的傲慢。这个态度不好。确实，这项工作称不上是科学工作，因为它没有做出任何可供实验验证的量化预测，而且提出的“成果”都是当今主流理论的低端复刻，没有什么新东西。这也远不是完成了的项目，充斥着大量含混不清却引人深思的灵感。但是，旁友，你玩过 John Conway（RIP）的生命游戏吗？你为简单规则涌现出的奇妙模式震惊过吗？你有过那种道生万物的神迹体验吗？不要忘了那种纯真的快乐啊旁友，你会在这个项目里重温它。把它看成一个思想实验，一个游戏（物理学又何尝不是？）。Keep simple。

这篇博客几个小时就读完了，读完你发现一大堆 hand waving 的语句，啊我推出了狭义相对论，啊我推出了爱因斯坦-希尔伯特方程，啊我推出了量子力学黑洞辐射 AdS/CFT…… 你会一头雾水，然后关了骂民科。但仔细读技术文档，你会发现很多自圆其说的、subtle 的解释（尽管还是有很多 hand waving），你的牵强感会越来越弱，会体会到他的中二。

注意：不要指望看这篇文章能理解这个项目的全部思想，因为我不想复述全文内容，也懒得把图一张张贴过来，只贴没图讲不明白的。你首先得读这篇博客，然后按文中链接读448页技术文档的相应内容，然后可能继续被引向 A New Kind of Science 第九章。如果你足够刨根问底，你最终会被引向 Jonathan Gorard 的两篇 paper。链接都扔在文末了。哦对了，如果你不是 Wolfram 这样的神童，最好还要有物理学位。

我会把我在阅读过程中最困惑的、嗑最长时间的地方尝试解释清楚，因为你很可能也在这里卡住。如果读完还有不明白的，可以留言，我尽量解答。

在了解这项工作之前，你要理解这两个概念：

1，Computation not as a methodology, but as a paradigm.

2，Computational irrecibility.

啥意思？

物理学大概是还原论最成功的学科。牛顿把苹果和星体用同一个公式统一起来后，粒子宇宙图景就成了万物理论的标准语言。一切物体都由粒子构成，一切现象都归结为粒子的运动与粒子间的相互作用。我们只要把基本粒子找到，摸清楚基本作用力，万事大吉，剩下的就是计算和集邮。近代物理学革命后，作为几何理论的广义相对论一枝独秀，与延续粒子霸权的量子力学各领风骚；上世纪80-90年代，人们逐渐认识到 more is different，作为构建理论的凝聚态物理异军突起。不论如何，计算，一直都是工具，始终扮演着承载公式运算的忠实的仆人。但是，Wolfram 发现，计算，承载着创造。那些从简单规则演化出的奇特模式，与其说是由规则本身决定的，不如说是大量的计算催生出的——玩过生命游戏你就知道，无法把某种模式归咎于某条特殊的演化规则。更神奇的是，在看似完全不同的规则下，常常演化出非常相似的模式。作为范式的计算，让秩序与规律涌现出来。

涌现，涌现，涌现。

一套简单的演化规则，一个随意的初始条件，开始计算，计……算……，生成的网络在不同的时空尺度涌现出物理时空结构、因果律、协变性、量子力学、粒子、运动、能量动量……

D. 生态翻译学理论是有谁提出的

超弦理论
弦理论弦理论，弦理论，学说的理论物理。弦理论的一个基本点的基本单元不是电子，光子，中微子和夸克粒子的性质一样。看起来像粒子的东西实际上是非常非常小的弦的闭合圈（称为闭合弦或闭弦），闭弦的不同振动和运动产生了各种不同的基本粒子。弦理论字符串的规模是非常小的，但操作的基本原理预言的性质，有几个大尺度的薄膜状物体，后者被称为“电影”。直观的，我们居住的空间，也许是九维空间中的立体电影。弦理论是最有前途的基本粒子的性质和四个相互作用的统一理论
弦理论学说的理论物理。中文翻译物理理论模型组成所有物质的最基本的单元是一个简短的“能量弦，星际银河大的小藏的两维空间 - 时间的一类基本粒子的电子，质子，夸克能量线。一般翻译为“字符串”。超弦理论可以解决的问题和黑洞的弦理论
在弦论中的基本对象是不占用空间，独立的基本粒子，但一维的字符串，这些字符串可以有端点，或者他们可以连成一个封闭的圆环。作为小提琴的琴弦上，弦理论支持某些振荡模式，或共振频率，精确的波长。
弦理论
弦理论照片编辑：张佳年
编辑本段模型建立
同期成立颗粒的理论是，只有一次空间“点状粒子组成所有物质占目前被广泛接受的弦理论/>物理模型是非常成功的解释和预测物理现象和问题，但这个理论是基于“粒子模型”已经遇到了一些无法解释的问题。例如，在粒子的重力接近的地方会增加至无穷远。比较，弦理论是基于波动模型，因此能够避免这些问题时所遇到的理论。更深的弦理论不仅描述了“串状的物体，而且还包含了点状，薄膜状物体，高维空间中，甚至平行宇宙，这是值得注意的，弦理论一直未能使准确的预测可以通过实验验证，在这一点上，下面的文字将被描述
编辑本段
弦理论的雏形在1968年加布里埃莱韦内齐亚诺发现历史的发展，他最初寻找能细胞核内的弦理论的数学描述的强大力量
公式，然后发现了一个旧的数学书有200多年的欧拉公式（欧拉函数），其计算公式可以成功说明他需要的强大力量解决的问题。然而，进一步的公式可以理解为一个短期的类似橡皮筋的扭曲抖动灵活的“细分市场”很快被发现由伦纳德·萨斯坎德（狮子座简纳特寿司）在未来是一个“弦理论的发展。 “

编辑本段的行动模式弦理论的作用是开始解决强相互作用的模式，但后来发现，最基本粒子，包含正反两方面的夸克利弊电子，中微子的利弊，等等，以及四种基本作用力“粒子”（强，弱作用力粒子，电磁力和重力颗粒的粒子）通过一个简短的字符串不停的能源抖动行配置，以及各种粒子，只是以不同的方式和形状的弦线抖动之间的差异。
编辑本段而言，弦理论和超弦理论
另外，“弦理论”内原本的意义，这样的措辞包含了26度空间的玻色弦理论，和加入的超超弦理论物理学界在最近几天，“弦理论”，一般是指专为“超弦理论”，为了便于区分早期玻色弦理论的全名调用20世纪90年代，爱德华，氟橡胶提出了11度空间M理论，他和其他学者发现了强有力的证据证明许多不同版本的超弦理论，M理论极限条件下的结果。这些发现导致了第二超弦理论的创新。
编辑本段而言，弦理论和统一的理论
弦理论会吸引这么多的关注，大部分的原因是因为它很可能成为最终的理论。宏观的广义相对论引力描述微观世界的量子力学描述光滑的时空广义相对论与量子波动的微观空间剧烈的矛盾，这意味着，既可以是不正确的，他们不能完整地描述世界的根本冲突的。引力的量子力学自然成功介绍其他三种基本力：电磁力，强和弱力超弦理论也包含组成物质的基本粒子之一。弦理论是量子引力的解决方案之一。至于弦理论成功地解释了宇宙的一切力量和物质在物理学界，并适用于“黑洞”，“生活大爆炸”的费米子。需要用量子力学和广义相对论的极端情况下，这仍然是未知之数。
编辑这个额外的维度
相对于四维空间的概念，它一般是指理论的四维时空维度的基础上，扩大额外的维度。爱因斯坦提出宇宙是由空间加上时间“四维空间。 1926年，在德国数学物理学家西奥多·卡鲁扎的四维空间，时间增加一个空间维度，，是加入一个第五个维度，爱因斯坦的相对论方程改写，改写方程的2著名的根本力量，在电磁力的理论引力自然地统一在相同的公式。在这一点上，有一些额外增加的维度理论被统称为“额外的维度”。

编辑本段10维超弦理论，空间 - 时间维D-膜，所以很自然的，有6个额外维度需要紧。闭弦紧时，可以发现在所谓的T-二重性，而在外面的字符串紧，你可以找到开弦的端点留在这些超曲面，并满足Dirichlet边界条件。因此，这些超曲面通常被称为“D电影。研究人员说，D电影动态矩阵理论（M理论）的”M“字的来源之一。
编辑本段物理或哲学
实验证明无法取得的原因之一是有足够的了解，并做出正确的预测弦理论，另一种是高速粒子加速器还不够强大，科学家们试图找到一个超微粒超弦理论，其中的主要预测超对称理论目前正在准备新一代的高速粒子加速器。
编辑本段
一个环球科学“（2007.9）10题为”我们生活在一个10-三维空间“中提到的美国费米国家加速器实验室的观察的MiniBooNE探测器发射μ中微子束，看如何转化为电子中微子在飞行中的粒子数。 2007年4月，研究人员公布的第一批??结果基本上是一致的，与粒子物理学的标准模型。但有一个无法解释的异常数据。科学家们推测，这种现象的原因是因为有在世界的另一种中微子，可以通过弦理论预测的额外维度展开的快捷方式。这种粒子是优于其他三种中微子更奇怪的是，不同于其他微核力量的中微子，只有通过重力和其他物质相互作用。惰性中微子在20世纪90年代，他被发现（假设存在的话）。
编辑本段理论框架
弦理论和信念至少需要10尺寸，以建立一个理论框架相互兼容，让重力和量子力学。弦理论科学家认为，宇宙中所有的粒子被限制在膜上的四维宇宙（跨膜），电影的宇宙漂浮在身体的更高维度的宇宙（散装）。然而，一些特殊的粒子可以穿透的电影通过一个最优秀的引力和惰性中微子的宇宙。

非常在这个实验中的弦理论模型编辑本段正确性。可以证明弦理论所预测的十维空间的正确性，弦理论是肯定的。然而，科学家们警告说，这种相似性可能是一个奇怪的巧合。 MiniBooNE的研究人员正在重新审视自己的成绩，并确定背景效果或分析的错误不会影响到他们的电子中微子数量。同时，拉巴斯（弦理论科学家）和他的同事们进一步他们的理论。拉巴斯承认：“我们的理论粗看上去有点投机取巧，但我认为，要认真讨论一个可能的解释，如果被证实，它是绝对必要的。”
编辑本段弦理论的未来
物理学家布赖恩·格林（Brian Greene）的采访（布赖恩格林），“优雅的宇宙”（中文翻译的“宇宙弦”）在过去弦理论，人们感到头晕脑胀甚至弦理论专家担心，而其他的物理学家嘲笑它不能做出实验预测的侧面，普通民众对此一无所知的。弦理论的科学家们与外界的困难，为什么这么刺激：为什么是它可以实现爱因斯坦的梦的大统一理论，为什么它会帮助我们洞察到为何宇宙存在“这样深奥的问题。然而，从中期20世纪90年代，理论系统的概念，但也有一些可测试的，但不够准确的预测。弦理论以外的增长。今年七月，伍迪·艾伦嘲弄弦理论中的“纽约客”杂志的专栏作为一个主题 - 也许这是第一次有人“卡拉比 - 丘空间理论谈办公室恋情。

编辑本段推广涉及到弦理论的普及，恐怕没有人能比得上布赖恩·格林。他是在哥伦比亚大学的物理学教授，是弦理论研究弦理论
将军。他于1999年出版，这本书“优雅的宇宙”（优雅的宇宙）在纽约时报畅销书排行榜，名列第四的普利策奖入围最终的选择。绿色是主机的PBS Nova系列的专辑，他最近完成了一本关于空间和时间的性质。吃精细的字符串，如意大利面边聊弦理论的科学美国人“编辑乔治·马瑟和绿色，这顿饭后，参观”分钟。
编辑本段评价
SA：有时，我们的读者听到的“弦论”或“宇宙学“，他们会两手一摊说：”我永远不会不明白。“格林：我知道，人们会在一开始觉得很困难，当涉及到弦理论和宇宙学。很多人都和我谈过，但我他们发现这些概念的根本利益是如此广泛和深刻，因此，更容易比其他任何主题，人们都愿意把更多的小心思。SA：我注意到，在他的书“优雅的宇宙”，在许多地方，你第一次简短的物理概念，然后开始细节。

编辑本段实现突破与否，往往取决于一点点洞察力格林：我发现这另一种方式，是非常有用的，尤其是对于那些不起眼的章节。通过这种方式，读者可以选择：如果你只需要一个简短的描述，这还不够，你可以跳过的下比较难的部分，如果你不满意，你可以阅读我喜欢用各种方式来说明这个问题，因为我觉得你需要更多的，当你遇到抽象的概念，了解他们，从科学的角度来看，如果你挂到马路上，并按住，然后你会是一个突破的研究能力受到影响，这就是我所理解的突破：我们所有的问题，从这个方向看，你从来不看过去抛在脑后。不同的想法往往能找到新的东西。
编辑本段判断
SA：你能不能给我们一些例子，这种“后门”GREEN：嗯，也许是最好的例子，氟橡胶（爱德华·威滕）的突破。Viton是刚刚走上山顶上，低头，他看到与其他人无法看到的，因此，在此之前，它是完全不同的5弦理论来统一。事实上，这些东西是现存的，他只是改变了“砰”的角度看他们都加载到，这是天才。对我来说，这意味着一个基本的发现。从某种意义上说，是宇宙，引导我们走向真理，因为它是这些真理支配的一切，我们看到，如果我们控制我们所看到的，然后，我们向同一方向，因此，要实现一个突破与否，往往取决于一点点的洞察力，无论它是一个真正的数学洞察力洞察，看到的东西以不同的方式结合起来。SA：如果没有天才，你认为我们将这些发现绿色：嗯，这是很难说的。在弦理论中，在我看来，因为里面的奥秘是一点一点变得清晰5月5年或10年后，但我认为这些结果仍然会出现。但对于广义相对论，我不知道。广义相对论是一个大的飞跃，是重新考虑在空间，时间和引力的一个里程碑。如果没有爱因斯坦，我真的不知道什么时候会出现什么样的方式。SA：在弦理论中，你认为是否有类似的大跃进？格林：我认为我们仍然在等待出现这样一个大的飞跃。弦理论汇集许多小的想法，很多人都作出了贡献，所以慢慢地链接到的宏伟结构的理论。然而，这座大楼的顶部，最高的是究竟是什么样的概念？我们还不知道。一天一次，我们真的很清楚，我相信它会成为一个光辉的灯塔，照亮了整个结构，而且要回答这些关键问题尚未解决。
编辑采访
相对论是一个里程碑式的时间和重新思考的空间，我们等待另一个这样的飞跃SA：让我们来谈谈有关的环量子理论与其他理论。您总是说，弦理论的唯一的量子理论的重心，你想这样吗？格林：嗯，我觉得这个字符串理论是最有趣的理论。平心而论，圈量子引力阵营最近取得显着的进展，但我仍然觉得有很多很基本的问题没有得到回答，或者说，是不是让我满意的答案，但它可能是成功的理论，有许多非常有才华的人在这项研究中，这是一件好事，我希望，毕竟，我们是在发展的一套理论，唯一不同的角度，这是李提倡的。斯莫林（施莫林）量子力学的途径两条路，我们走了，他们走了，可能会遇到的地方。因为事实证明，他们的导演正是我们所短，而我们的导演它们是什么短。弦理论的弱点是所谓的背景依赖（背景）。我们必须假设一个字符串在其上运动的时间和空间，人们可能希望的时间和空间，可以得出的基本方程量子引力理论。（圈量子引力的研究人员）的理论确实是一个“背景独立的数学结构，从中可以得到自然存在的空间。另一方面，我们在大尺度结构（弦理论）直接连接和爱因斯坦的广义相对论。我们可以看到，从方程，并且它们被连接到普通的引力非常困难。所以很自然，我们希望双方的优势结合起来。

统一量子力学和广义相对论，超弦理论的第一次革命发生在最近几年，弦理论革命统一了五种不同的弦理论和十一维超引力，预言存在一个较大的M-理论，揭示一些的相互作用，时间和空间的本质，并暗示了时间和空间是最基本的，但是从一些更基本的量导出或演化形成的。 M-理论，如果成功，这将是人类认识的时间和空间的概念，深刻的革命，在上个世纪的物理学革命的时空维度。从科学的研究中，研究引力的量子及其相互力量的统一是国际著名的物理学家爱因斯坦以来的一个梦想，但因为高能量的理论，不能直接的实验验证。然而，一些技术和方法的发展，激发了很多新的物理思想，如解决问题的能量水平的的兰德尔 - Sundrum的模型和引力的局部图片的想法吗？？的大量可能的真空串理论和人择原理。在最近的天文学和宇宙学观测方面取得的进展将起到积极的作用，促进弦理论的发展。例如，最近观察宇宙的加速膨胀意味着小，但大于零的宇宙学常数（或暗能量）的发展，弦理论的指导作用。相反，在一个更??深层次的了解最近的天体物理学观察和暗能量，一个基本的量子引力理论不工作，弦理论是目前国内唯一的量子引力理论的理想人选。两者的结合不仅有自身发展的弦理论的指导作用，也有显着的作用，促进理解和解释宇宙学观察。
编辑本段争议
历史，弦理论是物理学的一个分支，但还是有一些人主张，弦理论是不是实验性的，这意味着它是弦理论
应该（严格来说， ）列为一个数学框架，而不是科学。一个有效的理论，通过实验和观察，经验证明。许多物理学家所倡导的一些实验方法来证明弦理论。一些科学家希望欧洲核研究组织（CERN倾秘密武器“，行政法院欧洲Nucleaires）大型强子对撞机，获得了相应的实验数据 - 尽管许多人认为，任何的量子引力理论，需要更高层次的幅度能源直接探索。弦理论被普遍承认，但它有非常的解决方案的可能性。因此，一些科学家主张弦理论可能是可证伪的，而不是权力的预言。没有任何弦理论等理论有不同的预测实验证实理论正确与否还有待考证。为了看到的性质所要求的能量的电平微粒比本实验可以达到高得多的和弦。弦理论数学的兴趣数学的兴趣特点，并具有许多功能，自然包含了大部分的功能??的标准模式，如非阿贝尔群与手征费米子（手费米子）。由于弦理论在可预见的将来，它可能是困难的实验证明，一些科学家提出，弦理论，甚至它是否应该被称为科学理论。这是现在还不能伪造波普尔的意识（卡尔·波普尔意义上的）。但它也表明，弦理论被看作是一个框架，建筑模型。在相同的形式，量子场论的框架。 ？弦理论的想法是超越标准模型的物理上的建议产生巨大的影响。例如，虽然超对称的重要组成部分，由弦理论，但没有明显的联系与弦论的超对称模型，科学家们还研究。因此，如果超对称性在大型强子对撞机被检测到，它不会被看作是弦理论的一个直接的证据。但是，如果没有被发现超对称，只有更多的能量，可以看出，对称弦理论的真空，所以这是一个缺乏不会证明弦理论是错误的。相反，如果日食期间观察到的太阳的引力使光的偏转角预测，爱因斯坦的广义相对论被证明是错误的。 （当然，广义相对论，已被证明是正确的。）另一个问题是，更多的数学水平，作为一个大的一部分，许多量子场论，弦理论仍然是微扰地（微扰）公式表达（即逐次逼近，而不是一个精确的解决方案）。虽然长足的进步 - 包括投机满足一定的空间进行完整的定义 - 非微扰，充分的理论仍缺乏非微扰技术。物理，弦理论的应用程序的一个核心问题是超对称的背景下，弦理论认为大部分的时间和空间，最了解来自相同的位势理论：弦理论不能处理时的时间依赖性和问题的宇宙背景。涉及到一个更深刻的问题：上面提到的两个点，弦理论目前的表述，由于弦理论的背景上的依赖关系 - 它描述了固定的时空背景的微扰展开的，它可能不是真实的基础。一些独立的背景（背景独立）的量子引力理论为基础的，由于广义相对论的背景独立以来，尤其如此。
编辑本段弦理论有关的几个问题
材料组成的最后一个单元
在过去的一百年中，物理学家们已经发现了一系列的越来越小，越来越多的更基本的物质组成单位。这些结果可能最终被概括为标准模型：轻子如电子和中微子，夸克，以及这些粒子捆绑在一起的电磁力，弱相互作用力。然而，标准模型是没有结束的故事，因为它太复杂了，它本身并不能解释周期表的基本粒子表以及它们之间的相互力要复杂得多。现在，弦理论家普遍认为，基本粒子的标准模型实际上是一个小的，小的振动的琴弦闭合圈（称为闭弦或闭弦），所有的粒子可以通过闭弦的不同振动和运动从本质上讲，所有颗粒质地相同的和弦。听着像一个奇怪的想法能够解释许多粗糙的轮廓和特征的标准模型，但决定性的实验验证弦理论之前，它仍然是需要给它一个更深的了解和认识。
量子力学和广义相对论冲突的原则
量子力学和广义相对论是两个非常成功的理论在20世纪，但令人惊讶的是在现有的框架冲突的理论。简单地说，量子力学觉得没有什么是固定的，任何东西都有它的起伏波动的不确定性原理。广义相对论，时空是弯曲的，弯曲时空是万有引力的起源。结合这两种理论的时空本身可以导出所有的时间，经历了量子涨落波动。在大多数情况下，这些波动是非常小的，但在某些极端情况下，例如，在很短的距离，黑洞的事件视界附近，在初始时刻的大爆炸，等等，这些量子上涨降将变得非常重要。在这种情况下，我们目前的理论（量子力学和广义相对论）是不适用的，只能得到一些的结果为无穷大荒谬的结论。显然，我们需要一个更完整的理论体系。令人惊讶的是，发达国家从粒子物理学，弦理论提供了这个问题的答案。弦理论，由于的和弦的延展性（一维而不是一个点），重力和光滑的距离小于字符串规模迷失在时间和空间的概念，意思是空间 - 时间的量子泡沫被替换的字符串几何“。现在，弦理论的黑洞量子力学解决了一些棘手的问题，如何弦理论来解释宇宙大爆炸最初的出发点仍然是一个大问题没有解决。
是否我们生活在11维的时空
宇宙学告诉我们，我们可以看到三个空间维度的扩展，它可以推测，他们是非常小的和高度弯曲的。一个自然的可能性，可能存在我们观察到三个垂直空间维度的其他空间维度，这些额外的空间维度，但仍然非常小，高度弯曲的尺寸规模足够小，以我们现有的观测手段仍然不能直接推测，这些维度将继续体现在许多间接的效果，特别是，这是一个强有力的概念的统一：不同的粒子也可以是在低维??观测额外的三维空间中的同种粒子，它们都是相同的颗粒在不同方向上的运动性能。事实上，额外的维度是弦理论的一个不可分割的一部分：弦理论，数学式，需要的空间维度，加上总时间维度是10维的空间 - 时间的进一步的研究表明，给定的一个更完整的理解，M理论显示弦理论方向的第一个10维空间中的，所以理论的最大维数是11维。最近的事态发展也提出了我们可以住在低维薄膜上面，但是引力仍然是10维的，为了获得逼真的三维重力通过引入一个“影子电影兰德尔 - Sundrum或机制。兰德尔-Sundrum机制是一种新方法的束缚引力此时，额外的尺寸可以是非常小的。通过观察偏离的引力平方反比法的情况下，小的距离，或粒子加速或散射粒子超新星爆炸所产生的额外维度看起来像奇怪的现象消失，也许我们现在有能力检测这些额外的维度。弦理论不仅大大拓展了人们的思维空间，将极大地拓展人们的活动空间。

物理编辑本段趣闻是否有可能走另外一条路，但前景是完全不同的，但能够解释所有的实验吗？我不知道，但我认为这是一个非常有趣的问题。的，多少钱，我们认为基本的东西是唯一可能的结论，从数据和数学逻辑吗？许多其他的可能性，而我们却恰恰发现了一个？在这个星球上的其他生物将具有完全不同的物理定律，其中物理和成功吗？
编辑弦理论在这一领域对中国的第三次革命：准备
在超弦第一次，第二次革命，和随后的快速发展，中国是不是的国际从到其??应有的作用。在研究的整体水平和国际，与周边国家如印度，日本，韩国，甚至台湾和中国有一定差距。内地学术界的弦理论的理解，也有较大的差别，一些有影响力的物理学家，判断的基础上，公开表达弦理论不是物理视图。受他们的身份和地位的这种观点在中国更容易被大多数人所接受，从而在一定程度上制约了弦理论的研究和在中国的发展。从教育和人才培养的角度来看，我们的世界一流大学，如北京大学，清华大学，在一个相当长的时期内，人才严重缺乏，主要从事弦理论的研究中，这种情况间接地限制年轻的毕业生的职业选择，直接导致国内的研究小组瘦。值得庆幸的是，丘成桐教授的直接推动下，建立数学科学学院，浙江大学，然后中心，晨兴数学中心，中国科学院科学年多个高层次的专业会议中心，安提瓜·斯特罗明格邀请像这样的一流学者到中心工作的水平，极大地推动了国内弦理论方面的。 2002年年底，在由中国科学技术大学跨学科研究中心成立的理论，已经发展成为一个非常活跃和有吸引力的研究中心。 4年前，举行了多次工作周和暑期学校，在超弦理论，人员培训和研究，做了很多基础性工作。弦理论会议之前，国际理论物理中心，中国科学理论研究的跨学科研究中心举办的亚太地区超弦理论，暑期学校，吸引了100多人参加。这些现象表明，超弦理论的研究，在平静的外表下，是具有强烈的爆发潜力的积蓄。

E. 有谁知道超弦理论（有关宇宙模型的）

超弦理论是物理学家追求统一理论的最自然的结果。爱因斯坦建立相对论之后自然地想到要统一当时公知的两种相互作用－－万有引力和电磁力。他花费了后半生近40年的主要精力去寻求和建立一个统一理论，但没有成功。现在回过头来看历史，爱因斯坦的失败并不奇怪。实际上自然界还存在另外两种相互作用力－－弱力和强力。现在已经知道，自然界中总共4种相互作用力除万有引力之外的3种都可有量子理论来描述，电磁、弱和强相互作用力的形成是用假设相互交换“量子”来解释的。但是，引力的形成完全是另一回事，爱因斯坦的广义相对论是用物质影响空间的几何性质来解释引力的。在这一图像中，弥漫在空间中的物质使空间弯曲了，而弯曲的空间决定粒子的运动。人们也可以模仿解释电磁力的方法来解释引力，这时物质交换的“量子”称为引力子，但这一尝试却遇到了原则上的困难－－量子化后的广义相对论是不可重整的，因此，量子化和广义相对论是相互不自洽的。
超弦理论是人们抛弃了基本粒子是点粒子的假设而代之以基本粒子是一维弦的假设而建立起来的自洽的理论，自然界中的各种不同粒子都是一维弦的不同振动模式。与以往量子场论和规范理论不同的是，超弦理论要求引力存在，也要求规范原理和超对称。毫无疑问，将引力和其他由规范场引起的相互作用力自然地统一起来是超弦理论最吸引人的特点之一。因此，从1984年底开始，当人们认识到超弦理论可以给出一个包容标准模型的统一理论之后，一大批才华横溢的年轻人自然地投身到超弦理论的研究中去了。
经过人们的研究发现，在十维空间中，实际上有5种自洽的超弦理论，它们分别是两个IIA和IIB，一个规范为Apin(32)/Z2的杂化弦理论，一个规范群为E8×E8的杂化弦理论和一个规范为SO（32）的I型弦理论。对一个统一理论来说，5种可能性还是稍嫌多了一些。因此，过去一直有一些从更一般的理论导出这些超弦理论的尝试，但直到1995年人们才得到一个比较完美的关于这5种超弦理论统一的图像。
这一图像可以有用上图来表示。存在一个唯一的理论，姑且称其为M理论。M理论有一个很大的模空间（各种可能的真空构成的空间）。5种已知的超弦理论和十一维超引力都是M理论的某些极限区域或是模空间的边界点（图中的尖点）。有关超弦对偶性的研究告诉我们，没有模空间中的哪一区域是有别于其他区域而显得更为重要和基本的，每一区域都仅仅是能较好地描述M理论的一部分性质。但是，在将这些不同的描述自洽地柔合起来的过程中我闪也学到了对偶性和M理论的许多奇妙性质，尤其是各种D－膜相互转换的性质。
在此我们不得不提到超弦理论成功地解释了黑洞的熵和辐射，这是第一次从微观理论出发，利用统计物理和量子力学的基本原理，严格了导出了宏观物体黑洞的熵和辐射公式，毫无疑问地确立了超弦理论是一个关于引力和其他相互作用力的正确理论。
将5种超弦理论和十一维超引力统一到M理论无疑是成功的，但同是也向人们提出了更大的挑战。M理论在提出时并没有一个严格的数学表述，因此寻找M理论的数学表述和仔细研究M理论的性质就成了这一时期理论物理研究热点。
道格拉斯（Douglas，MR）等人仔细研究了D－膜的性质，发现了在极短距离下，D－膜间的相互作用可以完全由规范理论来描述，这些相互作用也包括引力相互作用。因此，极短距离下的引力相互作用实际上是规范理论的量子效应。基于这些结果，班克（Banks，T）等人提出了用零维D－膜（也称点D－膜）作为基本自由度的M理论的一种基本表述－－矩阵理论。
矩阵理论是M理论的非微扰的拉氏量表述，这一表述要求选取光锥坐标系和真空背景至少有6个渐近平坦的方向。利用这一表述已经证明了许多偶性猜测，得到了一类新的没有引力相互作用的具有洛仑兹不变的理论。如果我们将注意力放在能量为1/N量级的态（N为矩阵的行数或列数），在N趋于无穷大的极限下，可以导出一类通常的规范场理论。许多迹象表明，在大N极限下，理论将变得更简单，许多有限N下的自由度将不与物理的自由度耦合，因而可以完全忽略。所有这些结论都是在光锥坐标系和有限N下得到的，可以预期一个明显洛仑兹不变的表述将是研究上述问题极有力的工具。具体来说，人们期望在如下问题的研究上取得进展：
（1）全同粒子的统计规范对称性应从一个更大的连续的规范对称性导出。
（2）时空的存在应与超对称理论中玻色子和费米子贡献相消相关联。
（3）当我们紧致化更多维数时，理论中将出现更多的自由度，如何从量子场论的观点理解这一奇怪的性质？
（4）有效引力理论的短距离（紫外）发散实际上是某些略去的自由度的红外发散，这些自由度对应于延伸在两粒子间的一维D－膜，从场论的观点来看，这些自由度的性质是非常奇怪的。
（5）将M理论与宇宙学联系起来。
显然，没有太多的理由认为矩阵理论是M理论的一个完美的表述。值得注意的是矩阵理论的确给出了许多有意义的结果，因此也必定有其物理上合理的成分，这很像本世纪初量子力学完全建立前的时期（那时，普朗克提出能量量子导出黑体辐射公式，玻尔提出轨道量子化给出氢原子光谱），一些有关一个全新理论的迹象和物理内涵已经被人们发现了。但是，我们离真正建立一个完美自洽M理论还相距甚远，因此有必要从超弦理论出发更多更深地发掘其内涵。在这方面，超弦理论的研究又有了新的突破。
1997年底，马尔达塞纳（Maldacena）基于D－膜的近视界几何的研究发现，紧化在AdS5×S5上的IIB型超弦理论与大N SU（N）超对称规范理论是对偶的，有望解决强耦合规范场论方面一些基本问题如夸克禁闭和手征对称破缺。早在70年代，特胡夫特（´t Hooft）就提出：在大N情况下，规范场论中的平面费曼图将给出主要贡献，从这一结论出发，波利考夫（Polyakov）早就猜测大N规范场论可以用（非临界）弦理论来描述，现在马尔塞纳的发现将理论和规范理论更加具体化了。1968年维内齐诺（Veneziano）为了解决相互作用而提出了弦理论，发现弦理论是一个可以用来统一四种相互作用力的统一理论，对偶性的研究引出了M理论，现在马尔达塞纳的研究又将M理论和超弦理论与规范理论（可以用来描叙强相互作用）联系起来，从某种意义上来说，我们又回到了强相互作用的这一点，显然我们对强相互作用的认识有了极大的提高，但是我们仍没有完全解决强相互作用的问题，也没有解决四种相互作用力的统一问题，因此对M理论、超弦理论和规范理论的研究仍是一个长期和非常困难的问题。
理论模型 超弦理论认为，在每一个基本粒子内部，都有一根细细的线在振动，就像琴弦的振动一样，因此这根细细的线就被科学家形象地称为“弦”。我们知道，不同的琴弦振动的模式不同，因此振动产生的音调也不同。类似的道理，粒子内部的弦也有不同的振动模式，不过这种弦的振动不是产生音调，而是产生一个个粒子。换言之，每个基本粒子是由一根弦组成。
超弦理论认为，粒子并不存在，存在的只是弦在空间运动；各种不同的粒子只不过是弦的不同振动模式而已。自然界中所发生的一切相互作用，所有的物质和能量，都可以用弦的分裂和结合来解释。
弦的运动是非常复杂，以至于三维空间已经无法容纳它的运动轨迹，必须有高达十维的空间才能满足它的运动，就像人的运动复杂到无法在二维平面中完成，而必须在三维空间中完成一样。

F. 16年考研，想考华东师范的理论物理，有些问题想了解一下~大神帮忙

理工学院物理学系简介

院系概况：

华东师范大学物理学系办学特色鲜明，科研力量强，师资力量雄厚，具有良好的学术传统和深厚的学术底蕴，是华东师范大学优势学科之一。拥有一级学科博士点，博士后流动站，国家重点学科，国家重点实验室，上海市重点实验室及教育部工程研究中心。另外还拥有一个本科实验教学基地——上海市物理实验教学示范中心。

培养特色：

近年来，物理系科研实力不断增强，获得了一系列的国家及省部级科技奖项，部分研究成果达到了国际领先水平，为学生的进一步学习和深造提供了有力的科研保障。拥有精密光谱科学与技术国家重点实验室、上海市功能磁共振成象重点实验室和纳光电集成与先进装备教育部工程中心等三个国家及省级重点研究课题实验室。物理系在教学实践中不断推进教学改革，加强课程建设和教学管理，以学生发展为本，积极组织学生参加“大夏杯”课外学术科技竞赛、“晨星杯”教学技能大赛、全国电子线路大赛等活动，并连续多年组织开展理科演示实验设计大赛、教师风采大赛以及科学商店、科普宣传志愿者服务队等丰富多彩的课外科技和实践活动，为学生素质的全面拓展构建了完善的平台。此外，物理系与国外许多大学都有着紧密的合作研究关系，2007年暑假还成功地举办了“冷原子分子物理与实验技术”暑期学校，邀请了包括美国科学院院士等在内的12名国外知名专家来校讲学。

导师队伍：

物理学系现有专职教师和科研人员75名，具有正高职称的教师为32人，具有博士学位的教师人数为48人，绝大多数教师都有国外研究或学习经历；包括院士2名（徐至展、乔登江），“长江计划”特聘教授2名（曾和平、张卫平），“国家杰出青年科学基金”获得者2名，“紫江计划”特聘教授2名。绝大部分课程由具有副教授以上职称的教师担任。

研究基地：

纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心上海市磁共振重点实验室

学位论文:

历年培养研究生学位论文情况

2013年理工学院物理学系硕士研究生招生专业目录

招收人数：72人 联系电话：5434 2934 62233250

【 初试内容】 【复试内容】

专业代码

专业名称

研究方向

考试科目

招生人数

备注

040102

课程与教学论

01 中学物理教育02 大学基础物理教育03 基础物理实验教学

①101思想政治理论②201英语一③720教育学基础④--无

4

070201

理论物理

01 粒子物理和场论02 非线性物理学03 统计和凝聚态理论04 量子信息与量子计算

①101思想政治理论②201英语一③622量子力学（A）④818普通物理学（A）

9

070203

原子与分子物理

01 量子光学02 原子光学03 量子调控与精密光谱学04 量子控制与量子技术

①101思想政治理论②201英语一③622量子力学（A）④818普通物理学（A）

5

070205

凝聚态物理

01 功能材料物理与器件02 凝聚态中的计算与结构设计03 低维体系的结构与物性

①101思想政治理论②201英语一③622量子力学（A）④818普通物理学（A）

7

070207

光学

01 原子分子光谱学及其应用02 非线性光学与非线性光物理03 量子光学与量子操控04 精密激光光谱学与精密测量05 超灵敏光谱学及其应用06 精密光谱拓展与应用

①101思想政治理论②201英语一③622量子力学（A）④818普通物理学（A）

5

该专业与精密光谱科学与技术国家重点实验室光学专业统一招生。

070208

无线电物理

01 核磁共振理论与方法02 核磁共振在化学与材料科学中的应用03 生物核磁共振04 核磁共振成像技术及应用

方向01：①101思想政治理论②201英语一③622量子力学（A）④818普通物理学（A）方向02：①101思想政治理论②201英语一③657物理化学④965普通化学原理方向03：①101思想政治理论②201英语一③656有机化学④965普通化学原理或①101思想政治理论②201英语一③612分子及细胞生物学④876生物化学 方向04：①101思想政治理论②201英语一③622量子力学（A）④818普通物理学（A）或①101思想政治理论②201英语一③657物理化学④965普通化学

21

考试科目为化学的限招7名,考试科目为生物的限招2名,考试科目为物理的限招12名。

0702J1

材料与光电子

01 光电子材料与器件02 敏感材料与传感技术03 纳米材料与应用

①101思想政治理论②201英语一③622量子力学（A）或657物理化学④818普通物理学（A）或965普通化学原理

12

学校自主设置交叉学科专业。

071011

生物物理学

01 生物电磁学02 光生物物理03 生物材料学

①101思想政治理论②201英语一③622量子力学（A）④818普通物理学（A）

4

080501

材料物理与化学

01 薄膜材料与器件02 纳米复合材料03 功能材料

①101思想政治理论②201英语一③302数学二④818普通物理学（A）或965普通化学原理

5

共计

72

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华东师范大学2013年招收攻读硕士学位研究生考试科目考试内容范围（供参考）

招生院系(所)代码

招生院系(所)

考试科目代码

考试科目

考试内容范围

129

理工学院物理学系

101

思想政治理论

该科目全国统一命题，参见教育部考试中心编制的考试大纲。

129

理工学院物理学系

201

英语一

该科目全国统一命题，参见教育部考试中心编制的考试大纲。

129

理工学院物理学系

302

数学二

该科目全国统一命题，参见教育部考试中心编制的考试大纲。

129

理工学院物理学系

612

分子及细胞生物学

细胞基本知识、细胞生物学研究方法、细胞膜的结构和功能、细胞内膜系统、细胞的能量转换、细胞信号转导、细胞核和染色体、细胞骨架、细胞增殖及其调控、细胞分化及其调控、基因表达及其调控、细胞衰老与凋亡、癌细胞、干细胞。

129

理工学院物理学系

622

量子力学（A）

波函数的统计解释与Schr?dinger方程、 一维定态问题、力学量的算符表达与表象、力学量随时间的演化、中心力场、粒子在电磁场中的运动、自旋、角动量耦合、全同粒子、定态微扰论、变分法等。

129

理工学院物理学系

656

有机化学

一、有机化合物的特性、有机化学合成的发展、有机化合物的价键理论。二、烷烃的结构命名、构象、性质、自由基取代反应。三、烯烃的结构、命名、几何异构、性质，亲电加成、自由基加成、自由基聚合的反应机理制备。四、炔烃的结构和命名、性质、制备、亲核加成反应机理。二烯烃的分类命名、共轭二烯的特性、共振论、协同反应。五、脂环烃的分类、命名，螺环、桥环化合物，脂环化合物的稳定性，环烷烃的构象、制备六、苯的闭合共轭，衍生物的命名、物理化学性质，取代定位效应及解释。多环芳烃的命名、性质、制法。芳香性、休格尔规则、非苯芳香性化合物。七、立体结构化学，异构体的分类、偏振光、分子的手性、含一个手性碳原子的有机物，其命名标记，含两个或两个以上手性碳原子的手性分子及其它手性分子、分子手性与生理活性，外消旋体的拆分，选择合成。八、卤代烃的分类、命名、性质、亲核取代、反应机理及影响因素、消除反应机理及影响因素、卤代烃的制法。九、醇的分类、命名、性质、制备、重排反应和频哪重排、格氏试剂制醇。十、醚和冠醚的命名、制法、性质。环氧化合物的反应及反应机理，反应的立体择向。十一、红外光谱的基本原理及影响因素。红外光谱仪、典型的红外谱图及红外谱图解析。紫外谱图的原理及影响紫外谱的因素，图谱实例。十二、核磁共振基本原理、屏蔽效应和化学位移及其影响因素，自旋偶合－裂分、核磁共振氢谱谱图分析、13C核磁共振波谱。质谱基本原理、质谱谱图推断分子结构。十三、醛和酮的分类、命名、性质、制法，亲核加成反应机理、互变异构与a－氢的活性，加成反应的立体化学，醛酮制法中的几个典型反应。十四、羧酸的物理性质和波谱性质、羧酸的酸性及影响因素、羧酸的化学性质、制备及羟基酸的化学反应。十五、羧酸衍生物的结构、命名、物理性质和波谱性质、化学性质及衍生物之间相互转化，亲核取代反应机理和反应活性，与金属试剂的反应和还原反应。十六、碳负离子、活泼亚甲基化合物的反应及其在合成中的应用。十七、胺的分类、结构、命名、物理性质、波谱性质，胺的化学性质、制备反应，重氮化和偶氮化反应。重氮甲烷的反应。十八、酚的命名、性质、制法。十九、碳水化合物概论、单糖的结构、性质及结构测定。二糖和多糖。二十、氨基酸的结构、分类、命名、性质、合成。 二十一、萜、甾等天然脂环化合物的结构性质。二十二、芳杂环化合物、五元单杂环化合物的分类、结构、性质、合成，六元单杂环、稠杂环化合物的合成，生物碱。二十三、周环反应、协同反应、电环化反应、环加成反应、σ－迁移反应。有机化学实验：一、有机化学实验基本常识及实验室安全二． 有机化学实验基本技术（包括玻璃工、 熔沸点的测定、折光率的测定、重结晶和过滤、各种蒸馏、薄层色谱、柱色谱等）三、有机化合物的分离纯化（包括洗涤、浓缩、干燥、各种蒸馏、萃取、重结晶、升华、干燥等）四、有机化合物的反应与制备五、天然产物的提取六、有机化合物性质试验。

129

理工学院物理学系

657

物理化学

热力学第一定律;热力学第二定律;多组分体系-溶液;相平衡;化学平衡;统计热力学初步;化学反应动力学;电化学;界面现象;胶体分散体系与高分子溶液。

129

理工学院物理学系

720

教育学基础

该科目我校自命题，考试范围参考教育部考试中心编制的统考卷（311-教育学专业基础综合）考试大纲。

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理工学院物理学系

818

普通物理学（A）

质点运动学与动力学、运动的守恒定律、刚体的转动、相对论基础、气体动理论、热力学基础、真空、导体和介质中的静电场、稳恒电场、真空和磁介质中的磁场、电磁感应、麦克斯韦方程组与电磁波、振动和波动、波动光学（干涉、衍射和偏振）、黑体辐射、光电效应、康普顿散射、玻尔的氢原子理论、氢原子的量子力学解释、电子的自旋、碱金属原子和光谱、原子的电子壳层结构。

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理工学院物理学系

876

生物化学

蛋白质化学、核酸化学、酶、糖代谢、生物氧化、脂类代谢、蛋白质降解和氨基酸代谢、核酸降解和核苷酸代谢、DNA生物合成及损伤的修复、RNA生物合成、蛋白质生物合成、物质代谢的相互联系和调节控制。

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理工学院物理学系

965

普通化学原理

物质状态与相平衡；化学力学和化学动力学基础；四大化学平衡及其应用；物质结构基础(含原子、分子、晶体结构)；胶体化学与核化学初步。

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华东师范大学2013年招收攻读硕士学位研究生复试科目考试内容范围（供参考）

招生院系(所)代码

招生院系(所)

专业代码

专业名称

复试内容

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040102

课程与教学论

1．普通物理（笔试），以本科阶段“力学”和“电磁学”部分为主； 2．综合面试。3．外语听力、口语测试。

129

理工学院物理学系

070201

理论物理

1．电动力学（笔试），《电动力学》郭硕鸿，高等教育出版社。2．综合面试。3．外语听力、口语测试。

129

理工学院物理学系

070203

原子与分子物理

1．原子分子物理与光学（综合笔试）。参考书目：《原子物理》杨福家编（高等教育出版社2000年第3版）、《光学—上下册》北京大学赵凯华。 2．综合面试（综合素质考核，包括普通物理与实验内容，参考大学物理基础教材及实验教材） 3．外语听力、口语测试。

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理工学院物理学系

070205

凝聚态物理

1．固体物理（笔试）；《固体物理》黄昆，高等教育出版社。2．综合面试。3．外语听力、口语测试。

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理工学院物理学系

070207

光学

1．光学（笔试），《光学教程》姚启钧，华东师大教材编写组；《光学》毋国光，人民教育出版社。2．综合面试。3．外语听力、口语测试。

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理工学院物理学系

070208

无线电物理

1．基础有机化学或电磁学（笔试），《基础有机化学》邢其毅，高等教育出版社；《电磁学》赵凯华，高等教育出版社。2．综合面试。3．外语听力、口语测试。

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理工学院物理学系

0702J1

材料与光电子

1．固体物理或基础有机化学或无机材料科学基础（笔试），《固体物理》黄昆，高等教育出版社；《基础有机化学》刑其毅，高等教育出版社；《无机材料科学基础》陆佩文，武汉工业大学出版社。 2．综合面试。 3．外语听力、口语测试。

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理工学院物理学系

071011

生物物理学

1．电磁学或普通生物学或分子生物学（笔试），《电磁学》赵凯华，高等教育出版社；《普通生物学》陈阅增主编，高等教育出版社；《分子生物学》杨建雄主编，普通高等教育“十一五”规划教材（2009年版）化学工业出版社。 2．综合面试。 3．外语听力、口语测试。

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理工学院物理学系

080501

材料物理与化学

1．物质结构或固体物理或物理化学（笔试）；《物质结构》潘道皑，高等教育出版社；《固体物理》黄昆，高等教育出版社；《物理化学》傅献彩，高等教育出版社。2．综合面试。3．外语听力、口语测试。

G. C9具体指哪九所大学

九校联盟的九所学校分别是清华大学，北京大学，复旦大学，上海交通大学，中国科学技术大学，浙江大学，南京大学，西安交通大学和哈尔滨工业大学。

拓展资料：

1. 九校联盟成立之后，不断加强深层次合作与交流，充分利用优质办学资源，优势互补，共同签订了一流大学人才培养合作与交流协议书。在这份协议书中规定，九校联盟的本科生可以互相之间进行交流学习，共同创办系列暑期学校，同专业的本科生可以一起参加联合野外考察、联合生产实习、设计实习、社会调查等各种专业实践和社会实践活动。而同时在本科生毕业之后，可以进行研究生联合培养，共同推动研究生培养机制改革，引领中国高水平研究生培养同世界一流大学接轨。

2. 九校联盟成立之后，不断加强深层次合作与交流，充分利用优质办学资源，优势互补，共同签订了一流大学人才培养合作与交流协议书。在这份协议书中规定，九校联盟的本科生可以互相之间进行交流学习，共同创办系列暑期学校，同专业的本科生可以一起参加联合野外考察、联合生产实习、设计实习、社会调查等各种专业实践和社会实践活动。而同时在本科生毕业之后，可以进行研究生联合培养，共同推动研究生培养机制改革，引领中国高水平研究生培养同世界一流大学接轨。