現在學術界對弦論的看法是怎樣的?

《大設計》中已經拋棄弦論在講M理論了。所以不知道現在弦論的地位是怎樣的

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弦論依然是統一物理學基本相互作用的最有希望的理論,但這種說法僅限於與其他現存的理論比較。

弦論的另一個重要目的是統一萬有引力和量子力學,這在數學層面上是成功的,例如物理學家可以證明弦論作為物理理論是自洽的。但是,由於弦論的複雜性,還沒有人能夠通過計算在弦論中推導出任何可以觀測的物理學效應,尤其是量子引力效應。

弦論在過去二十年的發展雖然沒有帶來可觀測物理學預言,但其理論發展卻為其他領域帶來意想不到的應用,首先是數學領域,人們可以利用弦論方法計算微分幾何中的一些難題。其次,弦論最重要的物理學應用是所謂的全息原理的實現,它證明一個普通的量子場論可能與一個萬有引力理論完全等價,這種等價既為研究量子場論帶來新的途徑,也為引力理論本身帶來新的理解。

總之,弦論有可能不是描述我們這個世界的理論,卻類似某些數學理論,在應用方面前途無量。


同樣不敢代表什麼,相對於目前回答中的純吐槽立場,作為一名曾經的弦理論從業人員補充幾點偏向支持的立場觀點:

1. 泛泛說「學術界」意義不大。探討物理學界進而高能物理學界進而高能理論物理圈進而弦理論研究人員的看法可能更有意義。

2. 根據個人的經驗,對弦理論的看法更主要是個人口味的問題,主要因素是個人對「大統一理論」的偏好程度而非研究領域和知識背景。而跟背景為天體物理還是高能物理還是凝聚態物理的關係要弱一些。在本人有限的接觸範圍內沒有覺察到背景對看法帶來的系統性影響。當然,這只是個人印象,並不是通過系統的調查分析得出的結論。

3. 弦理論的從業人員當然是認為弦理論是個有希望的方向,但是據我所知沒人認為弦理論是個完成的甚至比較成熟的理論,基本共識是研究還很粗淺,對於「什麼是弦理論[1]」這個問題都還沒有答案。

4. 個人接觸的非弦理論研究人員(主要是天體物理和凝聚態物理)對弦理論的觀點分布比較平均,從「純粹浪費時間」到「看起來很高深但是似乎離實驗還有點距離」再到「非常有趣,可惜我的背景讓我沒辦法來研究這個領域」都有。但是「將理論物理引入錯誤的不歸路」這種極端觀點個人沒見到過,說實話,我也不認為弦理論有這個能力。

====== 以下有點偏離「學界看法」的問題主旨,權當對弦理論做一些相關解釋 ======

1. 用「可證偽性」來判定是否科學主要是指原則上的可證偽性。弦理論原則上是可證偽的。比如,其基本主張「自然界最基本的構成單元是一種一維客體」是原則上可檢驗的。所以個人認為用可證偽性來判定弦理論不是科學是站不住腳的。

2. 但是必須承認,到目前為止弦理論在「現實可證偽性」方面的記錄是比較差的。弦理論提出的可供現有實驗條件下檢驗的預言如果不是沒有的話也是極其稀少的。

3. 在這種條件下還有那麼多頭腦高度發達的人(世界範圍內這一領域的從業人員估計在10^3量級,相比之下圈量子引力只能說是10^2量級)去研究這一理論的主要原因在於弦理論本身具備的幾個特點對於追求大統一理論的人來說是有極大的吸引力的。物理上而言最主要的兩點是,一、能導出規範場論(不是標準模型,而是某種超對稱規範場論);二、能導出引力理論(但形式不是精確的廣義相對論,還有一些其他的場)。能同時具備這兩點的目前弦理論是唯一的。更主要的獲得兩點只需要添加一個額外的假設:基本客體是一維的弦而非零維的點[2]。

4. 除這兩個基本特點以外,還有很多有趣的內容。隨便舉幾個,黑洞熵解釋、AdS/CFT(對應本身就很神奇,能為研究某些規範理論的強耦合行為提供手段等等)、緊化方面的研究為特殊幾何提供了許多insight、能自然產生非對易幾何、提供宇宙學模型、唯象模型等等。總而言之這是一個看起來包容能力很強的結構。這也讓不少人增強了將弦理論作為大統一理論框架的信心。另外這還是一個比較剛性的結構,想要對其基本假設作一些小修小補基本是不可能的。同時具備這兩點也是很困難的。

5. 廣義上的 M 理論是對弦理論的研究深化以後關於弦理論本身的一種「統一理論」。其實從95年到現在還是只能說在四種超弦理論以及11維超引力理論之間發現了各種聯繫,能通過各種 duality 相互映射,因而人們猜想應該存在一個能在不同極限下導出這五個理論的理論,但是並沒有發現一個具體的 M 理論。

6. 即使是偉大的費曼在被問到對弦理論的看法的時候,開場的話是「我年輕的時候總是認為老物理學家的看法是很愚蠢的,現在我也是個老物理學家了,但是……」(大意,非精確原話),而不是採用 TMD、白日夢、執迷不悟這類顯逼格的辭彙。

7. 弦理論和物理學的其他領域不存在什麼大的矛盾。具體的曾聽到過的抱怨有:吸引走了聰明的年輕理論物理學家、佔據了一些不應該佔據的理論物理崗位。第一點上只要弦理論圈不是通過虛假宣傳來吸引年輕人則不存在什麼責任;第二點上,弦理論的工作崗位在整個物理學界看其實是很少的,這個領域的淘汰率非常高,除了在第一二次革命期間以外,找工作是很有難度的。

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[1] 這裡主要是指對弦理論物理上的理解要達到 K. G. Wilson 對量子場論重整化的理解這個層次,個人接觸的理論物理學家很多都認為 Wilson 以後才算解答了「什麼是量子場論」這個問題。

[2] 弦理論之外已經獨立提出的超對稱等不能算是弦理論增加的假設。


弦論是一個非常非常有趣的數學理論,有趣到大部分對數學物理感興趣的物理學家都不能跳過。弦論從誕生至今,已經激發了大量第一流的頭腦,衍生出許多影響了整個理論物理學界的精巧數學工具。

但作為一個超越標準模型能標的理論假設,弦論還沒有得到有效的實驗驗證,因此不算一個堅實的物理理論。


謝邀。

這學期在旁聽Ron教授的數學物理課(純粹為了好玩,反正自己研究也做不動聽聽這種課打發時間。。)。他提到了一點點弦論。其實弦論並不是只有一種理論,而是有好幾種不同的弦論。按照大的方向分有 Bosonic string, superstring, heterotic string等等,好像還有啥F theory。Bosonic string是弦論的原型,這個是不符合物理事實的,因為它只能產生玻色子不能產生費米子(也就是電子夸克這種物質粒子);superstring是加了超對稱的弦論,又可以分為I,IIA,IIB等不同的幾種;heterotic string是把Bosonic和super混合在一起。這些不同的弦論跟李群表示論里不同的root lattice有關,比如heterotic string分為E8+E8和SO"(32)兩種。我也不知道這些話是什麼意思,我只是根據我的筆記來複述Ron的話。。

至於說學術界怎麼看么,數學這邊做復幾何或者辛幾何的可能還會看一看吧,畢竟弦論的模型會用到Calabi-Yau 3-folds,而這是復 代數/微分 幾何里很重要的一類幾何對象;而理論物理上一些duality的提出,比如mirror symmetry,也確實對數學研究有很多啟發。至於物理學界怎麼看,說實話吧,很多物理學家就不關心弦論,「不關心」的意思不是說你要爭論這個東西是錯的,當你認為一個東西是錯的的時候你實際上還是關心這個東西的;不關心的意思就是根本提都不提,直接無視。。


弦理論是個很廣闊的體系,主要分支有:phenomenology, cosmology/blackhole, ads/cft, scattering amplitude (還有,我給忘了,老頭子去年說的)。

phenomenology是試圖由弦理論得到顯著的標準模型,或者說超對稱版本的標準模型。算是比較「接近」「實際」的。

當然,所有的弦理論,都是數學,本質上是一種借用了物理思想的數學框架,或者是有潛在物理學應用的數學方法,並且可能性很大

近年來,很多人轉行了。沒錢沒經費。


這是個很好的工具箱,大致是這樣的吧


如果弦論不自稱「最有可能統一四種基本力的理論」,「目前唯一最有希望正確的量子引力理論」,或者「22世紀掉落到20世紀的理論」,我覺得弦論無可指責,那都是物理學家個人選擇的事。

但是弦論那麼做了,像個「看透未來」的預言家一樣向天下昭示弦論的「偉大」,即使隨著時間的推移,本來是「未來」的,已經變成「過去」,弦論還是老樣子。

如果弦論家不是那麼的富於攻擊性,他們也無可指責。一些弦論家面對批評態度非常惡劣,這個群體太富於攻擊性,給我感覺一些弦論家像瘋狗一樣,逮著誰咬誰。這個群體無法理性溝通,最好離他們遠遠的,也千萬不要瞪他們一眼,他們會撲上來咬你。


世界是唯一的,弦理論模型很多。


1、目前專心研究弦的人對比龐大的從業者人群,是極少的。

2、目前來看弦只是個無法實驗的數學模型。

3、目前理論尚未完善,但是已經非常複雜。

4、目前來看,完全無法預估何時能夠完善。

5、目前即使是這樣,弦依然被認為是未來。


反正李淼是看起來要放棄的樣子。。。。。。。


弦理論是有很大的困難,特別是可驗證方面,近年來雖然有很多進展,但遠遠不夠。雖然作為一個理論,還有很多缺陷,但是,弦理論是目前唯一的可行的理論,是唯一一個能夠把相對論和量子場論統一起來的自恰的框架。如果有另外一個可行的理論,相信大家願意嘗試。


老師勸我們不要做弦理論因為它沒辦法從實驗上證明


很多人(主要是非理論物理研究人員)覺得弦論是數學,這個真的不是,只有少數弦論,比如拓撲弦,才能最終轉化成數學問題。弦論是無法拋棄原本的物理內容的,目前來看不可能脫離超對稱場論和引力太遠而獨立存在,而且沒聽說什麼數學理論反補弦論,對弦論的某一方面產生替代性的影響。即使不從弦論出發,僅從超對稱場論,弦論的神奇結論也能發現個七七八八,於是經常聽到的問題就是:這個東西有從弦論怎麼看?那個東西只從規範理論怎麼看?所以將來超對稱場論能不能把弦論兼并,這是個問題。

許多人誤解也許是因為弦論看上去很數學,甚至比一般的數學都要困難,包括難度和深度,mirror symmetry便是個例子。或者說弦論結構太複雜,內容太多,需要很多數學來處理。Gross 早就說過很多次弦論是一個framework. 這很合理。

其實,在接觸過和弦論相關的數學後,我的感覺是數學相比弦論相關的東西是很簡單和容易的,可見弦論即使用到數學也沒有用的很深入。或許數學作為描述物理的語言,或者說運算技術的地位依然沒有變。所以我覺得好多人上來學一堆數學,認為數學學的多就能自然做出東西,大牛們能出成果是因為數學好的看法是錯誤的。畢竟物理人員比數學的話是比不過學數學的人的,因為他們天生被訓練做數學。我的感受是做弦論的人數學學的多許多時候是件壞事。


我想實際科研中,大家都會同意string theory的人大部分時候在做數學,稱作mathematical physics更貼切~所以如果喜歡數學,進這領域還不錯,但要是喜歡實際物理,恐怕得失望跟浪費時間


搞不懂M理論,主要是知識面太大,能力要求強,就像威滕那樣的才可能搞出點成果。說白了,搞不了。


只有證明弦的存在,現代科技才能生存和延續,反之一切都要顛覆,雖然暫時它還只是推論


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