弦理论证实了宇宙等于虚无吗？

文 \施郁

施郁：复旦大学物理学系教授，博士生导师

有人提出问题：

如果弦理论被证实，是不是宇宙等于虚无？

我来解答一下：

弦论是一种高度数学化的理论，有些物理学家希望它成为统一自然界基本力的理论，但是弦论目前还没有得到科学实验的支持。

不过，现代物理已经揭示基本粒子是量子场的激发，或者说振动模式。

历史上， 1905年，爱因斯坦提出，电磁波是由能量量子组成的，称作光量子（后简称为光子）。这是唯一被爱因斯坦自己称作“革命性”的工作。在这之前，1900年，普朗克提出物体发射出的电磁辐射能量是一份一份的，其中每份能量总是一个基本单位的整数倍。这个能量基本单位被他称作能量量子，等于频率乘以一个常数（后称普朗克常数）。

但是，基本粒子是场或者弦的振动模式或者说激发，不代表它们不是客观实在，只是说它们超越了牛顿力学的粒子观念，使得客观实在的内容更丰富更微妙。另外，基本粒子还服从量子力学规律，也不能否认它们的客观性。

事实上，自然界存在很多层展现象，涌现出的规律不能简单归结于组分的基本规律，而是展现出新的层次。比如固体的振动虽然基于原子，但是表现出振动模式的行为。在量子力学中，这个振动模式称作声子，因为它表现出粒子的行为。基本粒子的情况与之类似。

弦也好（如果将来被实验证实），量子场也好，作为它们振动模式的基本粒子也好，物质在各个层次上都是客观存在的。这就好比生物体由细胞构成，细胞由分子构成，分子由原子构成。难道细胞和生物体就是虚无了？

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