“弦”外之音：弦是什麼？它真的是最基本的物質組成基元嗎？

結構基元什麼意思

弦理論中的“弦”到底是什麼？弦理論宣揚的是，如果能夠以遠超目前所具備的檢驗能力和精度去檢驗標準模型中假設的點狀粒子，我們將看到，每個粒子都是單獨的一根或一圈細細的振盪著的“線”或者“圈”，它的大小尺度為普朗克長度，大約是原子核的一萬億億分之一（小數點後面跟19個零）。正因為弦是如此之小，所以在當今沒有任何實驗能夠揭示弦的本性：弦是否真的不再可分了？它真的是構成物質最基本的基元嗎？

問題有兩個可能的答案。第一，弦是真正最基本的東西，是“原子”。這裡原子的意思和我們通常認識上的原子不一樣，它是古希臘人創造“原子”這個詞的本來意義，即它是不可分的基元。弦就是構成萬物的基元，就像是“俄羅斯套娃”中的最後一個，代表著微觀世界中數不清的亞結構層次走到了盡頭。從這一點看，再去問弦是由什麼組成的也就沒有意義了，因為如果弦是由比弦更小的事物組成，那麼它就不會是最基本的。

反之，如果什麼東西構成了弦，它就當然可以取代弦的位置而成為更基本的宇宙基元。這裡我們可以用語言學來做一個類比，我們說，一片文章由幾個段落組成，段落由句子組成，句子由片語組成，片語由單個字組成，單個字由筆畫組成，那麼筆畫由什麼組成呢？這個問題是沒有意義的，筆畫就是筆畫，它們是書面語言最基本的建築磚塊，再沒有更小的結構了。同樣，弦就是弦，沒有比它更基本的東西，所以不能將它描繪成由別的任何物質組成的東西。

以上是第一個答案。第二個答案是基於目前的現實情況，那就是弦理論家們還不能最終確定弦理論是不是正確的，是不是就是他們苦苦尋找的萬有理論。假如弦理論真的走錯了方向，那麼所有人都可以忘記弦和那些關於它們的組成問題，而這是有可能的，最起碼不能排除這種可能，雖然弦理論家們堅持認為弦理論前景一片光明，但是並不能拿出令人信服的證據。當然，這主要是因為目前不具備這種能力。

從另一方面看，科學的發展歷史告訴我們，每當對宇宙的認識深入一步，人們總會發現物質還有更微觀的層次、還有更小的組成基元。即使在普朗克長度下可以看到弦，難道就一定是最後的最小的那個“俄羅斯套娃”嗎？如果存在比普朗克尺度更小的尺度呢？在這種情形下，弦就有可能由更小的結構組成。弦理論家們並沒有排除這種可能性，也在不停地尋找這種可能性，相信經過艱苦的研究，總有一天他們能回答這個問題。