关于宇宙，弦理论能告诉我们些什么

近一个世纪以来，科学家已经知道，物质是由原子构成的，而原子又是由电子、质子和中子以多样的方式组合而成的。20世纪60年代，物理学家发现了物质更深一层的结构，质子和中子由古怪的粒子夸克构成。现在已经知道了6种夸克，它们（成双或成三）的组合可以解释宇宙中所有质量较大的粒子质子、中子以及在实验中冒出来的许多其他另类粒子（例如胶子和玻色子）。

这是我们对宇宙中物质的基本认识，但粒子之间是如何相互作用的呢？从20世纪30年代至今，物理学家研究了描述宇宙中四种基本作用力引力、电磁力、弱核力和强核力的细致数学模型。我们可以把它们中的每一种都看成是作用于空间中的场。更有意思的是，这四种基本力场可以通过交换粒子来构建:光子传递了电磁力；8种不同的胶子传递了强核力，使得夸克被束缚在质子内部；3种中间矢量玻色子传递了弱核力，后者控制着放射性过程；一些物理学家相信，引力子传递了引力，但它们迄今还未被发现。

在这一标准模型中，科学家通过这些各式各样的详细数学理论将对物质和力的描述集为一体。当物理学家试图预言在他们昂贵的粒子对撞机中会发生什么的时候，它构成了计算的支柱。不管是设计新的技术，还是开展新的实验，乃至研究黑洞的特性，他们都会从久经考验的标准模型的数学方程开始。

标准模型漂亮而简单，但它看上去似乎并不完整。科学家可以把这些作用力中的两种电磁力和弱核力统一进一个数学理论，还可以在大统一理论下把强核力也纳入其中。，引力倔强地游离在它们之外，，物理学家需要用两种迥异的方式来描述大自然中四种力的作用。如果只用一种方式来描述岂不是更好？这正是对终极理论的探求，超弦理论是目前最有希望成功的理论。那么，物理学家为什么必须通过弦理论来修补标准模型呢？关干宇宙，弦理论又能告诉我们些什么呢？