場論：空間中每一點都有一個獨立變化的量（叫做場量），就像全宇宙都是一個巨大的海洋，到處都有翻滾的海浪。海浪表現出一些行為，用來解釋我們看到的現象。比如粒子的碰撞可以解釋成“發生了海嘯，把海景房沖塌了”

量子場論：是對場論的二次量子化，就是傅立葉變換，就是用不同頻率的“基本粒子”（基底）表示空間中各種場的各種可能狀態。還用海浪作比喻，就是講海浪的故事，只說幾米高的浪，不說浪花打在哪裡。

量子場論可以解釋很多現象，也成功地預測了一些現象。最基本的有標量場，向量場，旋量場。當然你也可以定義各種不同的場，只要你的理論推演和現實的粒子行為類似就行。量子場論越來越複雜，種類越來越多，對這些量子場論最重要的一個歸類就是規範場（Gauge Field Theory）.

規範場：描述電子的場是旋量場（狄拉克場），描述光子的是向量場（電磁場），這兩種量子場論分別很好地描述了電子和光子（或電磁波）的行為。有一種更好的方式可以將他們統一起來。光子場作為電子場的規範場：光子場用一個複數表示，如果對於電子場進行相位的變化（差不多是任意變化），最終對於描寫電子的行為沒有任何變化，那麼那個變化的相位，剛好表現地就和光子一樣，於是那個相位場就是光子場。

描述某種物質的場（比如叫小明場），在某一種變化（起個名字叫：規範變換）下，如果不影響最後的現象描述，那麼這種規範變換就和小明場可以統一地簡單地一起寫進同一個公式，叫做規範場理論。上述電子和電磁場統一的規範場滿足的是相位變化（locally U(1) transformation） 可以去看量子電動力學（QED）,它是足二維複數場線性變化（Locally SU(2)）不變的場，可以把電子，中微子的行為用統一的理論描述出來。還有量子色動力學（QCD）也是規範場理論，是局域SU(3)對稱性，規範變換的場是膠子，“小明場”是夸克。把這幾個場統一起來，就構成了標準模型（Stantard Model）,迄今為止最成功的粒子物理理論，到2012年Higgs Boson被實驗驗證，標準模型預測的粒子就都被找到了。

還沒到弦理論。

從規範場開始，對稱性顯得越來越重要。科學理論是尋求簡單的解釋的，分別描述一隻左手和一隻右手，不如說“手只有一個，映象對稱出兩個而已”聽上去漂亮。但是常常粒子的世界並不是看上去那麼相似如同左手和右手。完全不同的兩個東西如果說相似，就只有定義。我說“牛和電腦相同”，就定義了一個對稱性（牛-電腦對稱性），只要將來我們能發現牛和電腦之間能夠聯絡起來就行了。不過對於理論粒子物理，規範場論以後的理論離能做實驗驗證還早著呢。姑且在邏輯中先認為只要“牛電腦對稱理論”不違反現有的被實驗驗證的理論就行了。

到了標準模型，還有幾件事情沒有在理論上統一起來，波色-費米。理論上建立“玻色子=費米子”這種對稱性（Supersymmetry）假設的，包括超對稱標準模型：剛剛說過標準模型裡面所有的粒子都翻倍，原來是玻色子的，我們認為還有個對應的費米子存在。這樣雖然老的理論也涵蓋在內，但是帶來了更多新的理論預言，到底對不對呢？至少，在理論的統一性上又往前走了一大步。還有其他有關對稱性的場論也很重要(比如和空間尺度變換相關的對稱性，像是Renormalization group theory, Comformal field theory。)

透過對稱性把理論變更加抽象、簡單、統一，弦理論走得更遠。前面所有這些理論都屬於量子場論，他們共同的前提是物質的基本單位是一個點（我們用一個座標點來描述場的基本存在），弦理論用一個可以變化的線段來描寫場的基本存在。初中我們都學過一個函式是F=F(x)只能描繪一條線，變成F=F(x,y)，就是一個面。這樣我們就可以有更大的靈活性，去定義更多的對稱性——讓理論變得更加統一。比如原本定義“牛=電腦”，現在我們可以說“牛和電腦被一根紅繩牽著”就是一個實體，還可以把這個實體和其他更多實體建立對稱性（定義相等）。引力也勉強被統一到了一個理論中。或許下一個粒子物理的實驗，就是去尋找消失的引力子，因為弦理論說它可能跑到更高維空間中去了。

對於場的實體是一個點，還是一條線開始討論後，我們就很容易把這種對稱性的分析擴充套件到任意維度的實體，和任意維度的空間——只要最後投影到我們的點粒子和4維時空沒什麼異常即可。把0唯的點擴充套件到1維的弦，再擴充套件2位面，三位體。。。把我們生活的空間擴充套件到5維，6維。。。（多出來的維度讓它捲一捲塞到枕頭底下），在這些弦（或膜）上建立某種場，並且要求某種對稱性（可以是Globle或Local的，可以是Abelian或非Abelian的，可以對場的實體要求對稱性，也可以對空間的對稱性提要求）這些對稱性的討論可以到一些邏輯討論中得到幫助（微分幾何，集合-代數，數論）。

題主的問題，是直接將楊振寧從現代物理史上，給徹底抹去了啊。沒有楊振寧為首的一幫人努力，超弦理論和M論根本就是空中樓閣！雖然現在也差不多是。

為了以正視聽，我來續一續量子場論前後的科學史吧。

同學們先記住一個知識點，在物理界，但凡名詞後面加個“場”字的，我勸大家趕緊跪，不是一般人絕對玩不轉！

話說第一個開啟量子場論大門的人，就是狄拉克。這哥們把狹義相對論引入了量子力學，還順手將薛定諤方程升級為自己的狄拉克方程。不但將單粒子的躍遷講了個透徹，還一下子整明白了多粒子間的相互關係，自己開宗立派，這就是——量子電動力學的由來。

量子場論誕生後，猶如一場巨型風暴，對量子力學產生了持續的衝擊。同學們一下子開闊了無窮的視野，各種驚世駭俗的理論層出不窮，其中的佼佼者——楊振寧登場。

楊振寧先是左手一個楊-米爾斯方程，接著右手再施展一招“宇稱不守恆定律”；直接就拿了一個諾獎；楊振寧於是一發不可收拾，合二為一祭出終極心法——“規範場論”！同學們沿著這套心法練下去，完成了偉大的“電弱統一理論”；一幫子人拿諾獎又拿到手軟。

幾番風雨後，科學界幾乎完成了強力、弱力、電磁力三者統一。後世把這個成就尊稱為“粒子標準模型”！

楊振寧作為這一系列成就的奠基人，穩穩的在物理界坐五望四，完成封神之舉。

楊振寧和後繼者們的努力，直到2013年，歐洲的LHC撞出了希格斯粒子，“粒子標準模型”勝利完成。這個理論甚至已經可以回答“物質的本質是什麼”這樣接近哲學思辨的問題了。人類的物理理論，走到了近代科學的又一個最頂點。

但是，正如上世紀初兩朵烏雲，就摧毀了經典物理王國300年的根基一樣，仍然有一個陰影籠罩在我們頭頂，它就是——引力！只有引力、強力、弱力、電磁力四力統一，才算是真正的結局，現在標準粒子模型明明還是三缺一狀態，於是，超弦理論和M論登場！

超弦理論理論假設，以前我們認為是粒子的夸克和輕子，實際上都是“弦”，它們在11維中擺動，包括我們宏觀世界中的3個維度，再加上時間，以及另外7個別的維度。這種弦非常微小──小得可以被看成是點粒子。透過引入額外的維度，超弦理論使科學家能把量子定律和引力定律相對比較融洽地合在一起，M論更是超弦理論的升級版。

那麼如何證明呢？上大型粒子對撞機啊！

這又是一場血雨腥風的爭論，我們就不展開了。

我只給個結論，楊振寧認為要驗證超弦理論，目前的大型粒子對撞機能級幾乎就是扯淡，再更猛的技術突破前，繼續按老路子燒錢上大型粒子對撞機，那是勞民傷財，給外賓們做嫁衣裳。而以王貽芳為首的建議反正有錢，不燒白不燒，撞不出結果也是一種結果嘛！

我是堅定的緩建派！支援楊振寧先生敢於說真話辦事實的精神和行動。

我是貓先生，感謝閱讀。