所有人心裡都明白,即使歷史上誕生了多種科學成就,但遠方的海平面裡也存在著暗礁。對於物理學更是如此,就連偉大的愛因斯坦也不曾誇下海口,僅憑相對論就可以解釋世間萬物。
現代物理學背靠的是兩大支柱:一個是愛因斯坦的相對論,它為大尺度宇宙(如恆星、星雲、星系甚至黑洞)提供了理論框架;另一個是量子力學,在這個框架下可以認識到小尺度宇宙(原子、分子甚至更小的電子夸克)。沒錯,我們在日常說的宇宙只是大尺度宇宙,更小的粒子也是宇宙,雖被稱為小尺度,但這一世界的宏大可以超出你的想像。
我們必須認清一個事實,廣義相對論和量子力學都不可能絕對正確。即使在過去的百年裡,我們依靠它們取得了巨大的進步——解釋了宇宙膨脹,亦或認識了物質的基本結構。然而作為這些進步的兩個基礎理論,卻是水火不容的。解釋一下它們為何水火不容,因為它們很極端。簡單來說,物理學家研究的東西要麼是小且輕的(如原子電子),要麼是大且重的(如恆星和星系),幾乎沒有兼具兩樣性質的。所以對於某一樣事物,只需運用量子力學或廣義相對論其中任何一種就夠了,這也是它們兩個理論相互對抗的原因。
極端情形也是存在的,比如宇宙大爆炸。宇宙最初是一個奇點,這個奇點經過了爆炸後膨脹才形成了如今的宇宙;比如黑洞,黑洞由某些大質量的恆星坍塌成一個點,這個點會將周圍所有東西都拉過來,甚至光都無法逃脫。這些就是「小且重」的領域,體積很小,質量卻大得嚇人。在此不禁讓人感慨,這兩個理論的對抗,也只有在更深層次上才會平息下來。可話又說回來,就真的沒有一種理論可以解釋所謂的未知、可以概況整個宇宙嗎?
弦理論告訴我們,不是那樣的。與量子力學和廣義相對論這兩座巨人相比,弦理論只不過是初生的嬰兒。但在弦理論的框架下,廣義相對論和量子力學需要相互需要才能使理論更有意義。弦理論告訴我們,「大」與「小」定律的結合是註定了的。
弦理論究竟是什麼呢?我們知道一顆原子中會存在原子核、電子、質子等粒子,這些更小的粒子就是一切物質的基本單元。但在弦理論中,我們用更精細的數量級精度來考察這些粒子的話,它們就不再是點狀的粒子,而是一堆小環,每一個更小的粒子都是一根無限小的線,一根震蕩、跳動的線,我們把它叫做弦。弦理論認為,我們觀測到的粒子不過是弦不同震動方式的映射。

我們知道琴弦都有共振頻率,琴弦的不同振動頻率傳到耳朵裡就是不同的聲調——弦理論也是如此。只不過我們不會聽到美妙的聲音,而是會出現一個粒子,粒子的質量和形式由弦的振動模式決定。它可能在一種振動模式下是電子,換一種振動模式就成為夸克了。
在弦理論模式的大旗下,我們可以將其運用到微觀世界、也可以帶到宇宙空間,反正世間萬物都由一根根弦組成。它甚至被稱為「大一統理論」,天地萬物乃至一切的物質都被統一——這就是弦奏響的「音樂」。