我們這裏5，6月份假期特別多，輪到星期四的話，星期五就是“窗口日”，學校會連著放。我的假期一向跟著學校走——這樣不長不短的3，4天，特別合適到山裏過周末。
滑雪季過了，已經統統換到夏季節目。有一項，是坐索道上去，然後騎山地車往下衝。我們老二吵吵要衝一次，被我嚴厲喝止——隻要你還在媽媽眼皮子底下，就是你媽媽我說了算！
我對這個，有很大心理陰影啊。
我有一段，是和理論物理的那撥家夥一起混的。記得看過一個心理學方麵的研究，說我們習慣不自覺拿職業衡量新認識的人，比如說到醫生教授，會不由自主往斯文有禮方麵想，說到拉大車的，可能就是粗魯豪爽了。
完全沒有職業歧視的意思，金錢麵前人人平等——“富而可求也，雖執鞭之士，吾亦為之” ——你隻要讓我富貴，拉大車都行啊！（《論語：述而》）
那些，嗯，同事，還有一個共同特點——也巧了，全部壯漢款，最矮一個，彎著腰也有185CM（有趣的是他老婆超過190，是所有同事的老婆裏最高的）。不知道是不是心理作用，我BIAS判斷他們和常人不太一樣——我們有時候互相開玩笑，稱對方是alien。
也許平常用腦過度的人會更迷戀極限運動，比如這個騎山地車往下衝。而且，屢教訓屢不改。我親眼見的，是一個家夥纏得像個木乃伊來上班（真記不清纏了多久）。
理論物理的題目，在我看來是如假包換的真科學。String Theory（中文該翻譯成弦論還是弦理論？）這種呢，我想，可以理解成科學裏的核。
人們眼裏看到的三維（待會兒會說到維的概念，特別強調一下）物質世界，或者說四維（加一個時間軸），是完全可以通過居家常用儀器度量的。看到（通過眼睛），測量（普通儀器），描述記錄（人類可理解文字）是人類認識世界的第一步。然後呢，牛頓出現了，為什麽蘋果會落到地上不是飛起來——人們（試圖）解釋物質世界的現象和其中的邏輯，文明向前走一步。
然後呢？
儀器越來越先進，肉眼看不到的東西，可以用更精密的儀器捕捉到。人類對世界的認識，從宏觀世界進入微觀世界。分子，原子，…,一直到最小的quark，top quark，tau neutrino和2012年被LHC觀測到的Higgs boson。截止到目前的理論，quark被認為是構成物質的基本單元，誇克結合形成複合粒子，hadron。最被大家熟悉的hadron是質子(Proton)和中子(neutron)。
（名詞到此為止，說多了，我也暈）
想象一下，這些小小粒子帶著能量（energy,電和磁）和物質（matter）在我們看不見的量子場裏飛來飛去，互相作用完成能量交換，才能有我們肉眼能看到的穩定的物質世界。理論發展到今天，能比較好描述量子世界並被大家接受的模型是Standard Model，它主要是幾個經典量子力學理論的結合，可以（比較完美地）的解釋微觀世界中的強弱相互作用和電磁力，並且被認為是self-consistent，唯一的麻煩是，遇到宏觀世界的重力場，gravity，敗下陣來。
本來不想寫公式，還是寫一個吧，我自己，實在是喜歡這個Schrödinger Equation，
為什麽？這是打開微觀世界的門啊——解這個微分方程，得到波函數，獲得對量子的能量描述——能量（力），是保證我們的物質世界穩定的根本原因（一般量子力學教材的第一章，都會給你這個方程的最簡單情況的解析解）。
So far so good。
推廣到宏觀世界的gravity？麻煩了，解變無窮——學數學的不怕無窮（當然了，一個量而已，而且，無窮，難道不是很beautiful的極限？），學物理的才怕——因為你拿模型解釋物理現象的時候，大半對找到的解是有一個基本估計的，如果從模型上得出的解不在預期範圍，很遺憾，模型有問題啊！
哎！——比屈原還慘。
其實弦理論最早可以追溯到Heisenberg（他1925年寫的論文現在在網上都可以查到，不過是德語，好在基本是從公式到公式，文字可以忽略的那種），大家可能聽說過的海森堡矩陣，就是用他的名字命名的。
海森堡這種傳奇，可以專開一章來講。不能離題太遠，回到弦論。
既然用一維的點來統一宏觀和微觀的物質世界有困難，那麽，比點帶多一點點信息的呢，是什麽？
最直接能想到的，顯然是2維，弦（string）——用string而不是line，是因為弦有張力（tension），有擺動（vibration）。而且，如果我們想象一下吉他的弦，不難理解弦與弦之間還有協調相互作用。同時，弦本身，即可以是閉合的，又開放的。於是，新假設來了，如果我們zoom in基本粒子，發現它們不是簡單的點結構，而是上麵說到的弦呢？
不同的弦可以用來描述不同的點（量子）的特征比如光子（photons, m=0,q=0,s=1），或者重力子（gravitons，m=0,q=0,s=2）。括號裏的參數大家不必在意，隻要知道粒子有所不同就足夠，而後者，可以用來解釋重力場形成的原因。
弦論比粒子論還有一個優勢是，粒子相遇的話，能量交換相互作用要在瞬間即刻完成，而弦論，因為弦本身有空間體積，所以相互作用可以是逐漸完成——這種假設使得再回到SM的話，可以得到對graviton的解（即重力場的解不再是無窮）。
Again. So far so good。
弦論解釋了基本粒子的多樣性，預測了粒子間的相互作用，可以用來描述重力場的存在。
滿意了？不是。
第一，到目前為止，所有的弦理論基本都是圍繞玻色子(Boson)的特征展開的，玻色子是基本粒子中描述能量的部分，而另一部分描述質量（matter）的fermions沒有被包括進來。第二個問題，解的一部分表明有“虛數”的質量——這在物理上是絕對不能被接受的。
第三個問題，弦理論要在26維的宇宙空間才成立——又到了數學和物理不能互相容忍的範疇。從數學的角度，拿最簡單的歐氏空間舉例，我們是不在乎多少維的，隻要有足夠多的不相關向量，你想要多少維我們都能deliver。學物理的看這件事呢？——sorry,多於3維，是不能被接受的。
怎麽辦？修正模型啦。在弦上增加自旋（spinors）的概念。這個修正，很聰明很好，馬上解決了兩個問題，1，質量是虛數解的粒子消失，2，解中包含了費米子（fermions）的存在（supersymmetry）。這個修正，被稱為super-string理論。
第三個問題呢？仍然存在，不過變得好了一點點，求解得到的宇宙空間，從26維降低到10維。再重複一遍維的概念，維，最簡單的理解是不相關的量。到目前為止，在重力場中測得的力，~r2，即和空間距離的二次相關（2次是因為我們在3維空間，3-1=2）。
？？？
那麽，換個角度，站到對麵看問題。如果，我們的宇宙（universum）不是3維，而是11維（超維）？不是恰恰可以用現有的弦論來解釋？（今天的重力場如果同電磁力相比顯然太弱了，反而在高維情況下可以與電磁場產生的力的數量級比較）。如果string theory的度量，10^(-35)米，是宇宙的起點，不是解釋了黑洞的理論？
Promising!
這也是人們一直對LHC（Large Hadron Collidar,上次提到的超大型強子對撞機）的期望之一。遺憾的是，（so far）什麽也沒觀測到。Supersymmetry?也沒有——更讓人沮喪的是，到目前為止的實驗觀測，比照弦論的推測，基本是反向。
這一路下來，弦論的發展路線就是，有了？——沒有——有了？——沒有——有了？——沒有。
希望——失望——希望——失望——希望——失望，交替。
也許，這正是科學的美麗所在——我說的,的確是beautiful。
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