在完成了广义相对论以后,爱因斯坦致力于引力与电磁力的对称性研究,在他称之为统一原理的课题上,爱因斯坦耗尽了余生。

万有引力定律与电磁力的库仑定律非常相似,力与距离的平方成反比、与量(质量或电量)的乘积成正比,相同的形式绝对不是偶然的一致．电荷激烈加速时,电场及磁场无法跟上它的变化从而形成电磁波传播到空间里．如果巨大的天体也振动起来的话,那么以光速传播的引力场也会形成引力波,它的道理与电磁波完全相同。

如果上述推理成立,把引力理论与电磁理论统一起来证明它们都起源于一处的工作就显得十分诱人．本来它们之间存在着决定性的不同——在电磁力中有吸引力与排斥力而在引力中却只有吸引力．但是为什么会有此不同呢? 着实令人感到奇妙．爱因斯坦把自己后半生的心血全部倾注到统一场的研究中,但是他没有获得成功。

1921 年,当时统一场理论还十分诱人,有位名叫克尔策的学者提出: 在4 维(或4 个变量)的时空间里不可能研究电磁的量,为了使电磁量也具有与引力一样的资格,必须再增加1 维．后来克莱因用拓扑学方法绘出奇妙的壶状图形支持了克尔策的观点．因此人们称之为克尔策-克莱因理论。

这个5 维几何学(数学上用5×5 的行列式来描述)结果并不成功．现在回过头来看,相互作用还应当包括弱相互作用和强相互作用,一开始就把电磁力与引力结合起来的做法没有道理,特别是与其它力相比引力的强度弱许多数量级,所以统一引力的工作应该放在最后去进行。

到了本世纪50 年代,虽然人们还不清楚是什么原因,但是已经放弃了统一引力和电磁力的努力。

结果暂且不论,笔者在这里想要说明的是,为了解释新现象就不得不增加变量(参量)的个数．＂超弦＂作为能够从整体上解释4 种力的超引力理论的有效手段而问世,在最初的计算里必须有26 维,后来经过整理减少到10 维．也就是说,利用常识无法想像的10 维时空中的弦的振动,能够综合地解释世界上的所有粒子以及它们之间的相互作用。

□图7-1 自然界的根本是弦?

现实世界由包括时间在内的4 维构成,按照超弦理论,如果世界是10维的话,那么其余的6 维到哪里去了呢? 是消失了,还是普朗克尺度的微观世界领域仍然是由10 维构成的呢? 超弦理论在形式上太数学化,无法与现实进行对比。

现在我们所能感知的只是3 维空间以及1 维由过去流逝向未来的时间,那么在消失掉的6 维里有没有时间呢? 这6 维全是空间吗? 如果有时间的话,消失的时间又是怎样的东西呢? 超弦理论还远远没有完善到能够回答上述问题的程度．关于这个用数学公式写成的理论,如果想作一番通俗易懂的介绍的话,我们也许只能说: 构成自然界的最基本的单元是封闭在10-35 米尺度内的象弦一样的东西,它们存在于10 维世界中。