超对称性是如何拯救弦理论的

弦理论，像大多数革命一样，有着卑微的起源。早在20世纪60年代，人们就开始尝试理解最近才被发现的强核力的工作原理。量子场论曾被成功地用来解释电磁力和弱核力，但它似乎无法解决这个问题，因此物理学家们渴望找到新的东西。

一群物理学家采用了量子教父维尔纳·海森堡（Werner Heisenberg）发展（后来被抛弃）的一种形式主义，并对其进行了扩展。在这种膨胀中，他们发现了在时空中重复自身的数学结构：第一弦。不幸的是，这个原弦理论对强作用力的性质做出了不正确的预测，而且还有各种各样令人烦恼的伪命题（比如超光速粒子的存在，超光速粒子的速度只比光速快）。

一旦另一个理论崭露头角，即我们今天所知的基于夸克和胶子的理论，弦理论就淡出了人们的视野。但是，就像大多数革命一样，多年来，窃窃私语仍然存在，使希望保持活力。在20世纪70年代，物理学家发现了弦理论的几个显著特性。第一，该理论可以支持更多的力，而不仅仅是强核力。弦理论中的弦有巨大的张力，迫使它们自己蜷缩成尽可能小的体积，大约在普朗克尺度附近。一旦到位，弦就能承受各种振动，就像绷紧的吉他弦一样。不同的振动导致不同的力的表现：一个音符表示强核，另一个音符表示电磁力，等等。

弦的一种可能的振动就像一个无质量的自旋为2的粒子。这是一个非常特殊的粒子，因为它是引力的量子载体，是引力量子化理论的圣杯。当时的理论家们简直不敢相信他们的黑板：弦理论自然地、优雅地包含了量子引力，而他们甚至都没有尝试！

20世纪70年代出现的第二件大事是超对称的引入，它声称，所有携带力的粒子（称为玻色子，如光子和胶子）都与粒子世界中的一个超对称伙伴（称为费米子，如电子和夸克）相关联，反之亦然。这种对称性不会出现在正常的、随意的、日常的环境中，而只会出现在极高的能量中。因此，如果你回到大爆炸的最初时刻，或者有足够的资金在木星轨道上建造一个粒子对撞机，你不仅会看到我们熟悉的普通粒子动物园，还会看到它们所有的超对称伙伴，它们被赋予了合适的愚蠢名称，比如选择电子、中微子、夸克、超光子，还有我个人最不喜欢的：酒波色子。

不管能量尺度如何，通过建立这种连接，弦理论可以在玻色子和费米子之间架起一座桥梁，使弦理论从仅仅是一种力的理论飞跃到存在的每一个粒子的理论。它还解决了令人讨厌的超光子问题，这是一个很好的突破。

在20世纪70年代末，弦理论有可能解释所有的粒子和它们之间的所有相互作用，并为引力提供量子解。

一种理论统治一切，一种理论发现一切，一种理论带来一切，并在弦中束缚一切。

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