弦論，即弦理論(string theory)，是理論物理學(xué)上的一個尚未被證實的理論。這種理論認(rèn)為宇宙是由我們所看不到的細(xì)小的弦和多維組成的。弦論要解決的問題是十分復(fù)雜困難的，如了解為何宇宙中有這些物質(zhì)和交互作用、為何時空是四維的。因為沒有其它任何一個理論在這個目標(biāo)上的進(jìn)展可與之比擬，弦論無疑地仍是值得繼續(xù)努力研究。

弦論的發(fā)現(xiàn)

弦論的發(fā)現(xiàn)不同于過去任何物理理論的發(fā)現(xiàn)。一個物理理論形成的經(jīng)典過程是從實驗到理論，在愛因斯坦廣義相對論之前的所有理論無不如此。一個系統(tǒng)的理論的形成通常需要幾十年幾百年甚至更長的時間，牛頓的萬有引力理論起源于伽利略的力學(xué)及第谷，開普勒的天文觀測和經(jīng)驗公式。

一個更為現(xiàn)代的例子是量子場論的建立。在量子力學(xué)建立(1925/26)之后僅僅兩年就有人試圖研究量子場論，量子場論的研究以狄拉克將輻射量子化及寫下電子的相對論方程為開端，到費曼(Feynman)，薛溫格(Schwinger)和朝永振一郎(Tomonaga)的量子電動力學(xué)為高潮，而以威爾遜(K.Wilson)的量子場論重正化群及有效量子場論為終結(jié)，其間經(jīng)過了四十余年，數(shù)十甚至數(shù)百人的努力。

廣義相對論的建立似乎是個例外，盡管愛因斯坦一開始已經(jīng)知道水星近日點進(jìn)動，他卻以慣性質(zhì)量等于引力質(zhì)量這個等效原理為基礎(chǔ)，逐步以相當(dāng)邏輯的方式建立了廣義相對論。如果愛因斯坦一開始對水星近日點進(jìn)動反常一無所知，他對牛頓萬有引力與狹義相對論不相容的深刻洞察也會促使他走向廣義相對論。盡管同時有其他人如阿伯拉汗(Max Abraham)，米(Gustav Mie)試圖改正牛頓萬有引力，愛因斯坦的從原理出發(fā)的原則使得他得到正確的理論。

弦論發(fā)現(xiàn)的過程又不同于廣義相對論。弦論起源于一九六零年代的粒子物理，當(dāng)時的強相互作用一連串實驗表明存在無窮多個強子，質(zhì)量與自旋越來越大越來越高。這些粒子絕大多數(shù)是不穩(wěn)定粒子，所以叫做共振態(tài)。當(dāng)無窮多的粒子參與相互作用時，粒子與粒子散射振幅滿足一種奇怪的性質(zhì)，叫做對偶性。

1968年，一個在麻省理工學(xué)院工作的意大利物理學(xué)家威尼采亞諾(Gabriele Veneziano)翻了翻數(shù)學(xué)手冊，發(fā)現(xiàn)一個簡單的函數(shù)滿足對偶性，這就是著名的威尼采亞諾公式。應(yīng)當(dāng)說當(dāng)時還沒有實驗完全滿足這個公式。很快人們發(fā)現(xiàn)這個簡單的公式可以自然地解釋為弦與弦的散射振幅。

這樣，弦理論起源于一個公式，而不是起源于一個或者一系列實驗。伯克利大學(xué)的鈴木(H.Suzuki)據(jù)說也同時發(fā)現(xiàn)了這個公式，遺憾的是他請教了一位資深教授并相信了他，所以從來沒有發(fā)表這個公式。所有弦論篤信者都應(yīng)為威尼亞采諾沒有做同樣的事感到慶幸，盡管他在當(dāng)時同樣年輕。