以“论实证精神”探寻最小的弦粒子(下)

为了将弦理论置于可检测的范围，科学家一直在聚精会神地设想对弦理论的检测方法，实验项目至少可以检验一部分弦理论的原理。弦理论家作出了一项预测：存在一种独特性的弦粒子，它的自旋大于2。基本粒子有一种自旋的属性，缺失自旋性衰减的粒子出现了对称样式，而拥有自旋性衰减的粒子出现了非对称样式，粒子自旋的速度越大，自旋粒子的样式越复杂，在粒子的碰撞中产生了高度复杂的衰减样式，留下的信号痕迹可能印刻在宇宙大膨胀和冷却之后遗存的背景辐射之中。

为了发现自旋大于2的弦粒子，科学家在星系分布和宇宙微波背景辐射中寻找粒子样式任何的细微变化信号。马尔达赛纳和阿尔卡尼—哈米德解释说，观测宇宙学家可能测量到原初宇宙的涨落，在宽广的大尺度范围寻找很小的偏差信号。弦理论学家在经过了严格的计算之后认为，某种高速旋转的大粒子可能存在，从理论上讲，对大粒子的天文观测似乎可行，这些大粒子可能比科学家在LHC实验室发现的任何粒子都要大很多。

宇宙学家无需过多犹豫，他们已在宇宙背景辐射中搜寻某种弦粒子的样式，诸如Planck, BICEP和POLAR BEAR一类的实验项目开展了对偏振信号的检测，微波背景中的偏振信号可能产生于一种非随机性作用力。假如时间箭头发生了倒转，以数学方式对所有的力和在背景辐射能量中发生的相互作用进行还原，那么宇宙学家期待，遗存的信号样式可能匹配以宇宙暴涨理论为依据所作出的扭曲和偏转预期。

马尔达赛纳和阿尔卡尼—哈米德提出了更为精细的粒子样式，它们更容易受到干扰的影响。任何对预期信号样式的发现都将是一个长期过程。研究的目标已经确定，科学家在前进的道路上树立了一个坚定的信念，某种未知的暴涨粒子可能在整个宇宙留下了独有的痕迹。

弦理论的研究价值已彰显无遗，无论能否证实我们的物质世界由弦构成的本质属性，“捷足先登”的科学家证实了弦理论的实用价值，弦理论的数学法则应用到了其它的领域。研究人员在2009年发现，弦理论的数学工具为解决凝聚态物理学的常规问题提供了帮助，自从那时开始，研究人员将弦理论的数学计算方式应用到了超导体的研究领域。

理论物理学家爱德华·威腾在量子场论和超对称理论领域做出了突出的贡献，他在1990年获得了菲尔兹奖，威腾评价说，马尔达赛纳和阿尔卡尼—哈米德在2015年的世界弦理论大会上提出了创新性的设想，为弦理论大会带来了创意价值的理论成果。威腾和其他科学家同事相信，弦理论已在应用科学领域取得了成功，弦理论可能在更深的层次上为所有其它的理论奠定基础。威腾解释说，物理学史好似人类的历史，它不会精确地重复自身的发展，但在不同规模的长度和能量级别上，物理学史显现了相似性的结构，物理学史和人类历史都产生了某种重复性的旋律。

（评述：弦是物质结构的最小单元，弦理论的假说还未受到物理实验和天文观测的严格检验，但不能否认弦理论的科学价值，在探索广义相对论和量子力学相结合的理论体系中，目前没有任何的理论可以取代弦理论的地位，没有出现比弦理论解释得更完美的理论。弦理论中的数学公式和计算方法已经应用在超导物理和其它科技领域。“有心栽花花不开，无心插柳柳成荫”，科学发现有意外收获的可能，基础科学的研究成果常常产生意想不到的结果。）

（编译：2016-7-5）