弦论女孩走红背后，以及弦理论到底是个啥？(9)

这就是为什么弦理论的思想一提出来，就吸引了很多物理学家，特别是理论物理学家感兴趣的原因。就像琴弦一样，它有两种状态，一种状态是两个端点是自由的，不连在一起，我们称为开弦。
电子、夸克这些基本粒子就对应弦的某种振动状态，而我们发现有一件很有趣的事情：只要有开放的弦，就一定有闭合的弦。因为一根开放的弦在演化运动的过程中，一定可以在某个地方结成一个圈。这就告诉我们一个很简单的道理，弦理论由开弦和闭弦构成，并且有开弦一定有闭弦，有闭弦不一定有开弦。一个圆圈再怎么扭，再怎么重新粘贴，它还是一个圈。所以弦理论有两种，一种是只有闭弦的弦理论，一种是既有开弦又有闭弦的弦理论。
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解答宇宙终极问题？弦理论的诞生
夏笳：弦理论是在解释的过程中发明出来的一个想象的产物，并且产生了关于开弦和闭弦的系统。
弦理论发展的历程是什么样的？最初是谁想出来的？
周哲：物理学家一直希望找到一个统一的理论，能够描述四种基本作用力，但是当时的问题是引力还放在一边，比较困难。需要先把弱力和电磁力统一起来，强力也就是原子核内部的力已经有希望统一了。当时，意大利物理学家韦内齐亚诺在研究强力时，发现了一个公式（欧拉积分中的β函数），用这个函数可以处理强力中4个粒子的散射模型。但是，韦内齐亚诺的公式提出来后，并没有太多人重视，因为那时有一个理论学：量子色动力学，简称QCD。
QCD直接解决了强力的问题，所以在比较长的一段时间内，韦内齐亚诺的公式被人们抛弃了。后来其他物理学家，南部阳一郎等人把公式捡了起来，发现β函数之所以可以描述具有4个粒子的散射模型，是因为在β函数中可以把粒子当做某种空间延伸量，即一根弦。这样，弦理论才有了一个开端。也就是弦的不同振动模式，就对应了不同种类的粒子。
夏笳：这些基本粒子的不同特性，是怎么通过弦不同的振动来表现的呢？
黄庆国：一个粒子的基本性质主要包括质量和内部转动，也就是自旋，通过一些参数或量子数来描述，人们发现振动的弦具有与这些基本粒子一样的性质，所以我们就发现弦是可以用来解释这些基本粒子的。
弦理论起源于韦内齐亚诺猜的一个函数，但是它只能描述基本粒子物理里的强相互作用力，但是自然界中还存在另一种基本的相互作用力，也就是引力相互作用力，而之前很多理论学家试图把引力也纳入到这个理论框架中，爱因斯坦晚年也在这上面花费了很多时间，始终没有取得成功。