弦论的困境(4)

标准模型粒子及其超对称伙伴。其中接近一半的粒子已被发现，另外略多于一半的从未显示出存在的迹象。超对称寄希望于改进标准模型，但它在试图取代主流理论时，尚未对宇宙做出成功的预言。如果在所有能标下都不存在超对称，那么弦论必定是错误的。丨图片来源：CLAIRE DAVID / CERN
同样，超对称也存在类似的问题。通常你所听闻的超对称涉及标准模型中的每个粒子都存在超（对称）伙伴粒子，这是N=1超对称杨—米尔斯 (Yang-Mills) 场论的一个例子。最大的问题是，在揭示最重的标准模型粒子的能标上，应该存在额外的粒子。至少在1000GeV以下应该存在第二种希格斯粒子，还应该存在一种轻的稳定粒子，但是实验上尚未发现。即使没有弦论，也有许多反对N=1超对称的不利因素。
没有超对称的标准模型就是N=0的情况。如果我们希望弦论是正确的，则要使大自然比标准超对称模型所预言的更为对称：弦论包含一个所谓N=4超对称杨—米尔斯理论的规范理论[译注2]。如果我们希望弦论是正确的，还有更多的东西要处理，并且所有这些都必须消失，以免与我们对宇宙的已有观察相冲突。

在空空如也的三维网格上放置质量会造成原本的“直线”弯曲。地球引力作用产生的空间曲率是引力的一种可视化形式，这也是广义相对论与狭义相对论的本质区别。丨图片来源：NETWORKOLOGIES（by CHRISTOPHER VITALE） AND THE PRATT INSTITUTE
但是弦论面临的最大挑战之一，正是经常被吹捧为巨大成功的东西：弦论包含引力。从某种意义上说，弦论确实允许引力与其他三个力合并到同一框架中。但是在弦论的框架中，当你问“何为引力理论”时，你不会得到爱因斯坦告诉我们的正确答案：引力的4维张量理论。
根据爱因斯坦的观点，确定引力的唯一因素是物质和能量的存在。将宇宙中所有不同形式的物质和能量置于广义相对论中，宇宙将随之产生的应力演化——膨胀、收缩、吸引等。存在3个空间维度和1个时间维度，并且引力只有张量形式，没有标量或矢量形式。你也许可以添加额外的成分，但其所扮演的角色不能与我们现有的观察不一致。