为什么会认为弦理论是终极大统一理论？( 二 ) _小知识

三价极点图是机关一维量子引力路径积分的一个主要构成部门。图片：Phys. Today 68, 11, 38 (2015)
下一步是归并彼此感化，从一个没有散射振幅或横截面的自由粒子，到一个可以饰演物理脚色的粒子与宇宙连系。就像上面的图一样可以描述量子重力感化的物理概念。若是把这些图所有可能的组合都写下来，应用不异的法例并把它们加起来；若是老是强制执步履量守恒定律，就可以完当作类比。一维的量子引力很像单个粒子在肆意数目的维度上彼此感化。

在任何特定位置找到量子粒子的概率永远不会是100% ，概率分布在空间和时候上。图片：Wikimedia Commons user Maschen
接下来将从一个空间维度移动到3+1维度：宇宙有三个空间维度和一个时候维度。但这种理论上的引力力“进级”可能很是具有挑战性。相反若是我们朝着相反的偏向尽力，或许会有更好的方式。与其计较单个粒子(一个零维实体)在任何维度上的行为，不如计较一个字符串(一个一维实体)的行为。然后可以从更实际的维度中寻找更完整的量子引力理论。
【为什么会认为弦理论是终极大统一理论？】

费曼图（TOP）是基于点粒子及其彼此感化的。将它们转换当作弦论近似物（底部）会发生可以或许具有非普通曲率的概况。图片：Phys. Today 68, 11, 38 (2015)
取代点和彼此感化，在概况膜上运行。一旦有一个真实的多维概况呈现，这个概况就可以以非平直的体例弯曲。起头有很有趣的行为呈现，这种行为可能是在宇宙中履历的时空曲率的根源，就像广义相对论一样。固然一维量子引力供给了可能弯曲时空中的粒子的量子场理论，但它并没有描述引力自己。
这个谜缺的微妙之处是什么？运算符之间没有对应关系，或者没有暗示量子力学，力和性质的函数状况，或也没有粒子和它们的性质是若何随时候演化的。这种“操作员状况”对应是需要的，但贫乏的当作分。可是若是从点状粒子转移到弦状实体，就会呈现对应关系。

变形时空怀抱可以用波动来暗示(称为“p”) ，若是把它应用到弦的类比上，它描述了时空的波动并对应于弦的量子状况。图片：Phys. Today 68, 11, 38 (2015)
一旦从粒子进级到弦状实体，就会有一个真正的操作符-状况通信呈现。时空怀抱（即操作符）中的波动主动暗示弦性质的量子力学描述状况。所以可以从弦理论中获得时空中的引力理论。
但这还不是获得的全数：还获得了量子引力与时空中的其他粒子和力的同一，这些粒子、力与弦场理论中的其他算子相对应。还有一个算子描述时空几何的波动，以及弦的其他量子态。弦理论最年夜的新闻是它能给出一个有用的量子引力理论。

布赖恩·格林介绍弦理论。图片：NASA/Goddard/Wade Sisler
但这并不料味着这是一个必然的结论：弦理论是通标的目的量子引力的道路。弦理论的最年夜但愿是这些类比在所有标准上都能当作立，而且将会有一个清楚的，一对一的弦图映射到四周的宇宙。此刻只有几组维度，字符串/超弦图是自洽的，最有但愿的一个并不给我们描述宇宙爱因斯坦的四维引力。

为什么会认为弦理论是终极大统一理论？( 二 )

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