弦論經過了兩次革命，特別是第二次革命時，弦論教皇E.威藤發表了著名的論說，透過對偶性將原有的5個版本的超弦理論統一起來，而且稱之為M理論，要點如下：1）5個版本的超弦原來是可以統一的，2）而且還將原來的超引力統一進來了，3）時空又增加了一維，變為11維，4）動力學主體不僅有弦，還包括各種維度的膜（Membrane）

這之後，超弦理論又取得了兩個特別重大的進展，即：波爾欽斯基的D膜，馬爾達西納的ADS/CTF對偶。

目前，超弦理論主要是在基本粒子及宇宙學方面不斷擴充套件，但超對稱及額外維度的KK粒子在LHC上都沒有被探測到，似乎蒙上了一層陰影。

但在宇宙學方面，利用膜工具建立了一些頗有新意的膜-體宇宙模型。

弦理論已經發展到一種比較穩定的理論體系，並嵌入了各個領域，但沒有實驗室證據能夠直接證實弦理論，雖然其數學模型和理論成果被廣泛地應用在包括量子力學、宇宙學、核物理學、凝聚態物理等各個領域。最近十年弦理論似乎沒有十分大的理論突破，或許已經被理論物理學界內化成為了一種十分接近哲學的基礎理論，而不那麼容易因為新的發現而突顯。它就像現代物理學當中一個靈魂，無法抓住，但潛在地發揮著其“魅惑”的魔力。

弦理論有著非常廣泛多樣的主題，它試圖解決許多基礎物理學的深層問題，它還激發了純數學方面的一些重大發展。因為弦理論可能提供引力和粒子物理的統一描述，具有描述所有基本力量和物質形式的獨立數學模型，所以它是萬物統一理論的強有力的候選理論。

弦理論的挑戰之一是其完整的理論在各種情況下都沒有令人滿意的定義，也就是說其理論體系似乎還不夠完美。另一個問題是該理論對宇宙的圖景描述過於宏大，使得開發基於弦理論的粒子物理理論的工作變得非常複雜。這些問題導致學界一些人批評其物理學方法論，並質疑對弦理論統一性進行持續研究的價值。

1995年，在南加州大學的弦理論家年會上，愛德華·維滕發表了關於弦理論的演講，該演講結合了當時存在的五種弦理論，並提出了一種新的11-維的M-理論，弦理論的發展似乎就是數學模型的維度越來越多的過程，O(∩_∩)O。幾乎在同一時間，保羅·滕森的研究也預示了M理論。此年會之後的一系列活動，甚至被稱為第二次超弦革命。

上圖：黑洞視界邊界上兩種理論的二元性，一是沒有引力的量子理論，另一種是有引力的弦理論（它增加了一個維度，把點變成了弦）。1997年胡安·瑪德塞拉發現的全息二元性學說，在一個涉及重力的空間區域內並可被弦理論描述的事件在數學上等同於該區域表面上涉及粒子且無重力的事件。

1997年，胡安·瑪德塞拉指出，極端帶電的黑洞視界附近的時空類似一個反德西特空間，因此對此時空的低能量弦的激發態進行描述的弦理論與與同樣描述了低能量限制下的規範場論即N=4超對稱楊-米爾斯理論相對應。這個假說被稱為AdS/CFT對應(即反德西特/共形場論對應或者說AdS/CFT二元性)，由Steven Gubser，Igor Klebanov和Alexander Polyakov以及Edward Witten等科學家進一步發展，現在已被廣泛接受，併成為了全息理論的具體實現，它對黑洞、定域性和物理學中的資訊以及引力相互作用的性質具有深遠的影響。透過這種關係，弦理論已被證明與量子色動力學等規範理論有關，這帶來了對強子行為的更多定量理解，將弦理論帶回了其微觀根源。

上圖：反德西特時空的二維空間+時間示意，反德西特時空的一個重要特點就是有邊界（有界但無限）。反德西特時空的任何區域性都可以近似狹義相對論所採用的閔可夫斯基時空觀。而反德西特時空可以用來描述沒有引力的量子場理論，並且可以透過某種計算對應到涉及引力的廣義相對論的數學模型中。這樣廣義相對論當中的一個粒子可以對應到反德西特時空中的粒子集合。如此就把量子場理論跟廣義相對論統一了起來。

AdS/CFT對應的發現是物理學家理解弦理論和量子引力的重大進步，因為該對應關係在量子場理論方面提供了弦理論的公式，於是透過兩個體系的比較可以更好地理解量子場論。另外，它為物理學家研究解決霍金提出的黑洞資訊悖論提供了理論框架。注：霍金輻射首次把微觀的量子效應與宏觀的引力效應關聯了起來，在這個結合兩個歷史上不相容理論的現實論題上，弦理論當中的二元對應關係剛好派上了用場，一舉說明了黑洞資訊保守的實體機制。

上圖：黑洞資訊佯謬的解決——物質被吞噬後，黑洞本身就只由三個引數描述：質量、電荷荷自旋，物質的資訊似乎丟失了。但後來霍金髮現了黑洞吞噬物質的時候還要發出輻射（黑洞的噴流），被吞噬的物質的資訊實際上被黑洞表面的“防火牆”擋回去了，所以資訊實際上是守恆的。即便最後黑洞蒸發乾淨，資訊也早經由輻射帶走了，而不會消失。“無毛”的黑洞雖然吞噬了物質，但不會吞噬資訊。

AdS/CFT對應被應用於研究的另一個物理系統是夸克-膠子等離子體，這是粒子加速器中產生的奇異物質狀態。當重金屬或鉛核等重離子在高能量下碰撞時，這種狀態就會在短暫的瞬間產生。這種碰撞導致構成原子核的夸克在大約2萬億開爾文的溫度下解除禁錮，這種情況類似於大爆炸後大約10^-11秒時的情況。

夸克-膠子等離子體的物理學受被稱為量子色動力學的理論支配，但該理論在涉及夸克-膠子等離子體的問題中在數學上是難以處理的。在2005年學者們發現透過用弦理論的語言描述夸克-膠子等離子體的某些方面，透過應用AdS/CFT對應，能夠用五維時空中的黑洞來描述夸克膠子等離子體。

上圖：用前面的圖如法炮製，來解釋夸克-膠子等離子體現象。在微黑洞內外，一個五維時空的弦理論被等效為一個四維時空的量子理論。

到目前為止，使用弦理論方法描述超流體到絕緣體的轉變已經取得了一些成功。超流體是一種電中性原子系統，在沒有任何摩擦的情況下流動。最近就有學著透過採用弦理論中的二元性來理解超流體在相變臨界上的一些奇特現象，其中流體的性質是以更高維度的黑洞來描述的。

上圖：量子物質的絕緣相和超流相之間的量子“三臨界點”

弦理論已被用於構建超出標準模型的各種粒子物理模型。通常這種模型基於緊湊化的思路，從弦或M理論的十維或十一維時空開始，物理學家假設出一個形狀用於描述額外的維度。透過適當選擇這種形狀，他們可以構建大致類似於粒子物理學標準模型的一種囊括其他在經典理論中未發現的各種粒子的超弦理論粒子模型。

上圖：超對稱的“影子”粒子

在宇宙膨脹理論中，宇宙的快速初始膨脹是由一種叫做膨脹子的假想粒子引起的。該粒子的確切性質不是由膨脹理論所確定，而最終應該來源於更基礎的理論，如弦理論。實際上，已經有許多嘗試企圖在弦理論所描述的粒子譜內挑出膨脹子，並使用弦理論來研究宇宙的膨脹。雖然這些方法最終可能在觀測資料中得到支援，例如對宇宙微波背景的測量，但弦理論在宇宙學中的應用仍處於早期階段。

上圖：假說中在大爆炸初期三個膨脹子從自發產生的神秘的成對虛粒子當中大量產生。三個膨脹子可能繼承性地體現在微波背景輻射的三角形熱點關係上，也可能會體現在宇宙大尺度結構的三個星系的關係上。

弦理論真是無所不包，奇妙無窮啊！

弦論發展經過上世紀末和本世紀初，在數學公式模型上，可以稱為物理學家的夢幻之弦。但歸於實際應用？別說應用，連證明都一個沒有，根本就是扯淡狀態！

物理學家和華人有非常相似的情節，大統一是終極的夢想！為了把已知宇宙的四種最基本的相互關係:電磁力、強力、弱力、引力整合到一起，愛因斯坦耗費了一生也未能如願，一代天才都只能徒嘆唏噓。

楊振寧先生，憑藉一己之力，弄出粒子標準模型，在三力統一上，做出了不滅的貢獻！僅缺引力啦，作為不甘寂寞的丘成桐等數學家代表，給出了這個物理學完美情人，綜合了引力在內的弦論，的確讓學界為之一振。可是，現有的手段，燒過無數金錢後，弦論仍舊是鏡中花水中月，實證的關鍵點超對稱粒子，仍未曾出現。

縱使現在粒子對撞機，造的能級已經快要到達燒錢的極限，注意，是燒錢的極限，而不是對撞機的極限！理論上，對撞機就算可以做到以太陽到地球的距離為軌道半徑，也無法否定驗證理論猜想的機率，那麼，我們是不是也要燒一燒錢，做一個試試呢？

弦論的確是美妙的數學模型。但是美妙的數學模型不一定就是真理啊。想一想現在仍在無數院線廣場雕像手中託著的原子恆星模型，還有比這更直觀美妙的模型嗎？其實實證早否定了啦。

至於弦論應用，連理論都是瞎，無法給予驗證的情況下，怎麼談應用呢？當然是全無應用啦。大家仍將精力放在驗證上呢。

我是貓先生，感謝閱讀。

本民科認為，宇宙中最小的是質量點和能量點-光子，它們構成了本民科的‘終極粒子模型’，而絕不是比點大無窮倍的‘弦’，弦論應該送進歷史的博物館了，威騰先生也應該去幹點別的正事了！