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超弦革命与21世纪语境分析

摘要：追求时空量子化概念，是继物质和光之后在物理学中的第三种表现形态。以自旋为例，即使取科学共同体遵守的球量子图像，在宏观物理学中的语形、语义和语用，也是同微观领域物理学中的语形、语义和语用大相径庭的，且不说还是混乱的，这说明对量子自旋的多样性、复杂性特征，21世纪的语境分析并没有给予合理的解释。当然也并不是没有人做这方面的工作，只是还没有引起语境分析专家们的注意。例如从量子力学引起物理学发展产生的“对称”和“超对称”语义、语用和现实语境，已大放异彩，如果把它们用于自旋审视，就会发现可对自旋进行严格的语义学定义，从而摆脱社会学的语义、语用和物理学的语义、语用，对自旋、自转、转动定义含糊不清的语境，给21世纪量子引力理论重要论战，带来新的活力和凸显语境分析真正的价值和作用。

关键词：超弦、球量子、圈（环）量子、引力、自旋、语境

【0、引言】

追求时空量子化概念，是继物质和光之后在物理学中的第三种表现形态。以自旋为例，即使取科学共同体遵守的球量子图像，在宏观物理学中的语形、语义和语用，也是同微观领域物理学中的语形、语义和语用大相径庭的，且不说还是混乱的，这说明对量子自旋的多样性、复杂性特征，21世纪的语境分析并没有给予合理的解释。

当然也并不是没有人做这方面的工作，只是还没有引起语境分析专家们的注意。例如，从量子力学引起物理学发展产生的“对称”和“超对称”语义、语用和现实语境，已大放异彩，如果把它们用于自旋审视，就会发现可对自旋进行严格的语义学定义，从而摆脱社会学的语义、语用和物理学的语义、语用，对自旋、自转、转动定义含糊不清的语境，给21世纪量子引力理论重要论战，带来新的活力和凸显语境分析真正的价值和作用。

【1、第一和第二次超弦革命】

有人说，超弦理论如果成功，极有可能带来物理学的深刻革命，其深刻程度不亚于上个世纪的两场物理学革命：相对论和量子力学。量子引力理论是继量子场论之后，企图把引力量子化的理论。然而圈量子引力理论，也是目前量子引力理论中最有生命力的理论。

有人认为，超弦理论和圈量子引力在时空处理上着手方向完全不同，超弦理论把时空当作物理学研究的背景，而圈量子引力理论则直接建立了背景无关的量子引力理论。这是否是继20世纪有人“赌”物质层次无限可分之后，在21世纪“赌”时空层次无限可分的科学探索呢？对这个问题的回答，决定着物理学家建立物理学理论的基础。

现在量子引力理论界不再把基本粒子视为点状物，而是延展性的物体，比如一维的弦，或二维乃至高维的膜。这样建立起来的理论是超弦理论。超弦理论最初并不是作为一种引力理论提出来的，它是研究强相互作用时提出的一个方案。20世纪60年代后期，维尼奇亚诺、南部等人提出弦模型，用来解释实验上发现的强子共振态质量和自旋的雷吉轨迹。但是超弦理论在成功的解释了这些现象之外，还同时预言了一个质量为零，自旋等于2的粒子。

即弦振动时产生无限多个满足相对论的粒子，质量越来越大；无论如何改变弦论，弦的粒子谱中总含有一个自旋为2，质量为0的粒子。但在强子谱的实验中并没有发现这样的粒子，到20世纪70年代中期，标准模型的成功，弦模型已经被舍弃。此时，舍科和施瓦兹指出如果把这个自旋2的零质量粒子，用来描述引力场的量子----引力，弦论可作为低能有效理论的爱因斯坦的引力理论。

原因是，一个包含自旋为2的零质量粒子的理论，如果有相互作用，一定产生广义相对论中的相互作用。超弦理论的基本目标是统一各种相互作用，统一粒子物理和时空理论，在更深的层次上理解时空的起源，物质的起源甚至量子力学的起源。到1984年，前两个目标已经为人所认识，此时又发生了改变超弦面貌的三件事。

第一是解决了所谓手征问题，因为粒子标准模型中左手和右手是不对称的，如果希望将这个模型纳入弦论，弦论本身必须也要有左手右手不对称性，就是手征性。

第二，超弦理论是一个十维时空理论，要想回到四维时空，必须将弦论放在一个很小的六维空间上，使得宏观的时空是四维的，同时保证四维时空中有极小超对称，这个办法也在1984年找到了。

第三，发现了一种可以将粒子标准模型的规范场纳入的弦论，叫杂化弦。

在1984年以后的数年中，人们肯定具有超对称的弦论一共有五种。超弦理论在1984年之后的一两年间突然成为一个热门的、主流的理论。这一两年间发生的事，后来被成为超弦的第一次革命。

在1994年之前，物理界又累积了一批反对研究超弦的人。反对的理由是，超弦不能在可见的未来能完美地解释粒子物理中各种存在的重要参数。从理论的角度来看，超弦理论还不是由一个或几个基本原理所决定的理论，而且那五种理论看起来毫无关系。

最后这个反对的理由，在1994年开始的第二次革命中完全消失。五种超弦理论，其实是一种比每个超弦更为深刻和普遍的理论的不同极限。由于取极