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不喜欢人存原理的人简直就是睁眼瞎。
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德
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“一派广袤的风光可能出现在我们面前，这是理论物理学激动人心的进步，迫使我们重新思考我们的许多假设。我从内心感到它也可能是正确的。”
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——阿卡尼-哈姆德（NimaArkani-Hamed，哈佛大学）
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“我想那景观很可能是真的。”
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——特格马克（Max Tegmark，麻省理工学院）
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威藤似乎很困惑：“我没有什么深刻的话好说了。我希望我们能学会更多。”70
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说这些话的人没有一个不是我所敬仰的。然而，在我看来，任何公正的没有盲目崇信弦理论人都会把这种状况看得很清楚。理论没能做出任何可以检验的预言，而它的某些支持者不是承认这一点，而是寻求改变规则，使他们的理论不必经历科学通常需要经历的考验。
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看来，我们有理由拒绝这种要求，坚持不应仅仅为了挽救一个没能实现我们初衷的理论而改变规则。如果弦理论没有为实验做出独特的预言，如果它除了说我们必须生活在我们能生存的宇宙，而对基本粒子的标准模型没解释任何以前认为神秘的东西，那么它就不大可能成为一个很好的理论。科学史上有过许多起初很有希望而最终失败了的理论。弦理论难道不会是又一个例子吗？
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我们很遗憾得出这样的结论：弦论没有做出新的精确的可以证伪的预言。弦论有一些惊人的关于世界的论断。有什么实验或观测能在未来的哪一天找到其中的某个惊人特征的证据吗？就算没有明确的能肯定或否定理论的预言——我们能看到弦的自然观的某个关键特征的证据吗？
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弦理论最明显的新奇在于弦本身。如果我们能探测弦的尺度，而弦理论又是正确的，那么无疑我们能找到大量弦理论的证据。我们会看到很多迹象说明基本对象是一维的而不是点状的。但我们在任何地方都做不了接近所需能量的加速器实验。有什么别的办法能让弦理论自己暴露吗？也许弦会以某种方式变得越来越大，从而我们能看见它们？
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最近。科普兰（Edmund Copeland）、迈耶（Robert Myer）和波尔琴斯基提出了这样一个图像。在非常特殊的宇宙学假定下，某些很长的弦也许真的是在早期宇宙生成的，而且今天还存在。71宇宙的膨胀现在已经将它们拉伸到了几百万光年那么长。
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这种现象并不限于弦论。有段时间，一个流行的星系形成理论也提出它们源于大爆炸留下的电磁流的巨弦。这些所谓的宇宙弦与弦论无关；它们是规范理论结构的结果。它们类似于超导中的量子化的磁流线，可以作为宇宙冷却相变的结果而在宇宙早期形成。我们现在有了来自宇宙观测的确定证据，说明这种弦不是形成宇宙结构的主要成分，但仍然可能存在一些大爆炸留下的宇宙弦。天文学家通过它们对遥远星系的光线的影响来寻找它们。如果宇宙弦来到我们的视线与遥远星系之间，弦的引力场将起着透镜的作用，以特有的方式重复星系的图像。其他事物，如暗物质或别的星系也可以产生类似效应，但天文学家知道如何区分它们产生的像与宇宙弦产生的像。最近有报告说，这种透镜效应可能已经探测到了。它被乐观地标记为CSL-1（宇宙弦透镜1），但从哈勃太空望远镜看，那原来不过是两个靠得很近的星系。72
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科普兰和他的同事们发现的是，在某些特殊条件下，一根被宇宙膨胀拉得很长的基本弦就像宇宙弦，因此有可能通过透镜效应来观测。这样的基本宇宙弦也可能是引力波的巨大发射体，可以用LIGO（激光干涉仪引力波天文台）看到。
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这种预言为我们带来一点希望，也许弦理论将在某一天被观测所证实。然而宇宙弦的发现本身还不能证明弦理论，因为其他几个理论也预言了这种弦的存在。当然，找不到那根弦也不能否定弦理论，因为那种宇宙弦存在的条件是经过特殊选择的，没有理由认为它们就在我们的宇宙中。
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除了弦的存在而外，弦世界还有三个一般性特征：所有合理的弦理论都认同存在额外维，所有的力都统一在一个力，存在超对称。所以，即使我们没有具体的预言，也能发现实验是否能检验这些假定。因为它们独立于弦理论，对其中任何一个的证据都不能证明弦理论是正确的。但反过来就不同了：假如我们知道不存在超对称性、不存在高维或者不存在所有力的统一，那么弦理论就是错的。
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我们从额外维说起。也许我们看不见它们，但我们肯定可以寻找它们的效应。方法之一是寻找所有高维理论都预言过的额外力。这些力由构成额外维几何的场传递，这些场肯定是存在的，因为你不可能只让额外维产生我们看到的那些场和力。
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我们预计来自那些场的力大致和引力一样强，但在一个或多个方面有别于引力：它们可能具有有限的力程，而且可能不会同等地与所有形式的能量发生相互作用。有些现代实验对这种假想的力很敏感。大约10年前，有个实验发现了这种力的初步证据，被称作第五种力。进一步的实验不支持这个结论，所以那些力到现在也没有证据。
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弦理论通常假定额外维很小，但几个大胆的物理学家在90年代意识到，并非一定如此——额外维可以很大，甚至无穷大。这在膜世界的图景中是有可能的。在那样的图景中，我们的三维空间其实是一张膜——就是说，像一张实在的膜，但有三个维——悬浮在有四个或更多空间维的世界里。标准模型的粒子和力——电子、夸克、质子和它们相互作用的力——局限在形成我们世界的三维膜中。所以，仅凭这些力还不能看到额外维的证据。唯一的例外是引力。因为引力无处不在，它能穿越所有的空间维。
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这幅图景最先是SLAC（斯坦福线性加速器中心）的三个物理学家阿坎尼-哈姆德（Nima Arkani-Hamed）、达瓦里（Gia Dva-li）和迪莫普罗斯（Savas Dimopoulos）描绘的。他们惊奇地发现额外维可以很大而不与已知实验矛盾。如果存在一个或两个额外维，那么它们可以有毫米级的截面。73
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加入这种大额外维的主要效应是，在四维或五维世界的引力将比在三维膜中强大得多，所以，量子引力效应出现的尺度要比人们在其他情形下所预期的长得多。在量子理论中，更长的尺度意味着更小的能量。让额外维达到毫米的长度，就可以降低量子引力效应的能量尺度——从普朗克能量1019 GeV降到1000GeV。这将解决标准模型参数的一个难题：为什么普朗克能量比质子质量大那么多个数量级？但真正令人兴奋的是它把量子引力现象带进了巨型重子对撞机（LHC）即将在2007年揭示的范围。在这些效应中，有可能从基本粒子的碰撞产生量子黑洞。这将是激动人心的发现。
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另一幅膜世界的图景是哈佛的兰多尔（Lisa Randall）和约翰霍普金斯大学的桑德鲁姆（Raman Sundrum）描绘的。他们发现，只要更高维世界存在负宇宙学常数，额外维就可以无限大。74值得注意的是，这也符合迄今为止的所有观测，它甚至还预言了新的观测。
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这些思想都很大胆，也很有趣，我真佩服它们的创造者。尽管那么说，膜世界的图景却令我困惑。它们也都无奈地面临着以前的高维统一所遭遇过的致命难题。只有当我们特别假定了额外维的几何，特别假定了作为我们世界的三维空间在多维空间的状态，膜世界才可能发生作用。除了旧的卡鲁扎-克莱因理论遭遇的那些问题之外，还有新的问题。如果说有一张漂浮在高维空间的膜，难道不会有很多的膜吗？如果存在其他的膜，那它们碰撞的机会有多少呢？实际上，有人提出大爆炸就是从膜世界的碰撞中产生的。但如果大爆炸能发生一次，为什么后来没发生了呢？已经过去大约140亿年了。也许膜太少了，这样的话，我们又要依赖于精心调节的条件；也许是膜彼此平行而且没有大的运动，在这种情形，我们仍然是精心调整了条件。
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除了这些问题，我的怀疑还在于那些膜图景依赖于特殊的背景几何的选择，而这有悖于爱因斯坦的主要发现，即他在广义相对论中确立的思想：时空几何是动力学的，物理学必须以背景独立的方式来表达。不过，它们终归还算是科学的：思想尽管大胆，但可以用实验来检验。我们还是说得更清楚些吧。如果膜世界的某个预言实现了，它也不足以作为弦理论的证明。膜世界理论是独立存在的；它们不需要弦理论。在弦理论的框架下也不存在完全实现的膜世界的模型。反过来说，如果膜世界没有一个预言实现，这也不能否定弦理论。膜世界只是弦理论的额外维的一种可能表现形式。
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弦论的第二个一般性预言是世界是超对称的。这方面仍然没有可以检验的预言，因为我们知道，如果说超对称性真的描述了我们看到的世界，那么它必然是破缺的。我们在第五章说过，超对称可以在LHC中看到。这是可能的，但即使超对称是真的，我们也没有一点儿把握。
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