□作者: 克利夫·伯吉斯　费尔南多·克韦多

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　　尽管弦论以“弦”为名，但弦论并不仅仅是关于弦的理论，还包括另一种被称为狄利克雷膜（Dirichlet brane）的物体，简称D膜（D-brane）。D膜是漂浮在空间中的巨大的“表面”。它们就像光滑的捕蝇纸：开弦的端点可以在D膜上移动，但是不能离开D膜。电子、质子这样的亚原子粒子可能就是粘在D膜上的开弦。只有少数几种其他粒子，比如引力子（graviton，传播引力的粒子），可以在额外维度中自由移动，它们必须是闭弦。这种差异为我们提供了看不到额外维度的另一条理由：我们的实验设备可能都是由被粘在膜上的粒子构成的。如果确实如此的话，未来的设备也许可以用引力子来探测额外的维度。
　　D膜的空间维数可以任意取值，最高是九维。零维的D膜 （D0膜）是一种特殊的粒子，D1膜是一种特殊的弦（与弦论中最基本的那种弦不同），D2膜是一种薄膜状或墙壁状的物体，D3膜则是具有长、宽、高的三维物体，以此类推。我们能够观测到的整个宇宙可能就束缚在一张D3膜上——我们称之为膜世界（brane world）。也许其他的地方还飘浮着其他的膜世界，对于束缚在膜上的物质来说，一张膜就是一个宇宙。膜可以在额外维度中运动，因此它们的行为就像粒子一样，可以运动、碰撞、湮灭，甚至构成一个“行星系统”，让一张膜绕着另一张膜旋转。
　　尽管这些概念听起来很刺激，但它们必须面对实验的严格检验。在这方面，弦论很令人失望，因为尽管已经研究了20多年，目前仍然没有任何实验能够检验弦论。科学家一直想从弦论中得出一个预言，只要用实验检验这个预言，就能明确告诉我们世界是否由弦构成。然而事实证明，想找到这样的确凿证据非常困难。就连日内瓦附近欧洲核物理研究中心（CERN）即将建造完成的大型强子对撞机（Large Hadron Collider，缩写为LHC），可能也没有足够的威力来检验弦论。
　　
　　感知隐藏的空间维度
　　
　　虽然无法进入额外的空间维度，但弦论提供了足够多的标量场，能让我们间接感知额外维度的存在。这些标量场的能量有可能驱使膜世界发生暴涨。
　　让我们回到暴涨理论。如果暴涨发生时能量足够高，弦论效应十分显著的话，暴涨也许就能提供一种检验弦论的方法——这正是弦论专家孜孜以求的目标。过去几年来，物理学家开始研究弦论能不能解释暴涨。遗憾的是，这件事情说起来容易做起来难。
　　
　　
　　更具体地讲，物理学家正在检验弦论预言的标量场能不能具备如下两个性质：第一，标量场的势能必须很大，是正值，而且近乎常数，这样才能驱动暴涨的发生；第二，标量场的势能必须能够突然转化为动能，才能使暴涨结束。
　　弦论的一个好处是，弦论中从来也不缺少标量场。对于我们这些被囚禁于三维空间的人来说，这些标量场无疑是一种安慰奖：尽管我们不能进入额外维度，但我们仍能以标量场的形式，间接感知额外维度。这就好比乘坐一架被遮住了所有窗户的飞机，虽然我们看不到第三个维度（高度），但是可以通过耳膜的不适感受到第三维产生的效应。在这个例子里，气压（这是一种标量场）的变化是感知飞机飞行高度的间接途径。
　　气压代表着我们头上大气的重量，弦论中的标量场又代表什么呢？在弦论中，一些标量场代表不可见空间维度的大小或形状。用数学上的几何术语来说，这些标量场被称作模场（moduli field）。其他一些标量场代表膜世界之间的距离。举例来说，如果我们所在的D3膜接近另一张D3膜，由于D3膜凹凸不平，在三维空间的不同地点，两张膜之间的距离就会稍有不同。假设加拿大多伦多的物理学家测得一个标量场的数值为1，而英国剑桥的物理学家测得数值为2，他们就能得出结论，剑桥到相邻D3膜的距离是多伦多的两倍。
　　把两张膜推到一起，或扭曲额外维度的空间，都需要消耗能量，这些都可以用标量场来描述。这些能量也许会导致膜的暴涨，这种机制最早是在1998年，由美国纽约大学的格奥尔基·德瓦利（Georgi Dvali）和美国康奈尔大学的戴自海（Henry S.-H. Tye）共同提出的。但是，对各种标量场的初步计算都让人气馁：它们的能量密度非常低，根本不足以驱动暴涨。这些标量场描述的更像是一列停靠在铁轨上一动不动的火车，而不是一列在斜坡上缓缓滑行的过山车。