■本報見習記者 趙廣立
長久以來，我們生活在熟悉的三維世界，無論什麼物體，無論在哪兒，可以左右、上下、前後移動，但電影中的一切有所不同。儘管屏幕中的角色看起來是三維的，其實它們僅「困在」二維空間，因為電影屏幕沒有前後之分。更直白地說，電影中的「三維」僅是視覺上的錯覺，要活動於「前後維」，只有走出屏幕。
可是卻有人這樣告訴我們：其實，我們也被「困在」類似屏幕的二維空間裡。
先別急著大跌眼鏡，理論物理學家們正在試圖用這種看法，解釋自然界所有的物質和力量。
那麼，我們首先不禁要問，我們的世界到底是二維的，還是三維的？
「人們在研究引力的時候發現了具有萬有引力的這個宇宙，實際上是可以約化成二維空間的。」中國科學院理論物理研究所研究員李淼對《中國科學報》記者給出了這樣的答案。
這是什麼意思呢？李淼說，要有效地描述三維空間，用三維來描述是多餘的，用二維就夠了——這就像在我們的宇宙裡演電影一樣。
「這並不是說三維的東西變成了二維，只是說三維的空間裡面，它所承載的內容如果用信息來比喻的話，它的信息不是真正的三維信息，而是二維信息。」
李淼說，這個理論使物理學家去研究如何用二維的物理學去研究三維的帶有萬有引力的系統。直到1992年，有兩位物理學家提出了全息原理，基於這個原理，基本的物理學變成了不帶萬有引力、降低了一維的物理學。而一個二維的、沒有萬有引力的系統，當然這是一個特殊的系統，它可以描述三維的帶有萬有引力的系統。
這個理論發展到人們較為熟知的「弦理論」之後，才較為完備。
弦理論大致如此：幾十年來，物理學家相信構成原子的最小物質是點粒子，外部運轉的是電子，裡面是由夸克組成的質子和中子。弦理論認為，不可分割的粒子事實上是微小的、振動的弦，它或是接近環狀，或是有埠的尖形，但不過是小的弦。
弦的最大吸引力之一在於它們的多樣性，正如大提琴上的弦能以不同的頻率振動，奏出獨立的音符。同樣，弦理論中小的弦以不同的形式振動和舞動，創造出自然界最基本的粒子。如果這個觀點正確，把弦合起來，會奏出宏偉優美的交響樂，即我們的宇宙。
令人興奮的是，它提供了難得的可能，要是我們能掌握弦的節奏，就有更好的機會解釋自然界中所有的物質和力量，從最微小的粒子到外太空的星系。
弦理論向我們顯示宇宙比我們所想像的要奇異得多。比方說，弦理論認為我們被隱藏的維包圍著，超越我們熟悉的三維空間的神秘的地方。弦理論預測，我們心中的宇宙僅僅是更大的系統中很小的部分，也許我們生活在一層膜上，一層懸在更高維空間的三維的膜，就像吐司麵包的一片，但還有完整的世界與我們相鄰，我們卻完全看不見。而這些另外的世界，是與我們平行的「宇宙」。
就是說，我們的宇宙像一片麵包，我們只是生活在一塊麵包裡。如果這個理論正確，那麼麵包還有其他片，即其他的宇宙，和我們相鄰。
果真如此的話，我們的宇宙不僅沒什麼特別，我們還有很多鄰居，有些跟我們的宇宙相似，可能有物質和行星，說不定還有某種生物。也可能其他的宇宙奇怪得多，它們可能被截然不同的物理定律約束著，他們甚至可能距離我們很近，但是我們彼此碰不到，因為我們無法脫離自己所在的宇宙，我們對宇宙的整個視野，受制於我們被困在一個「薄片」上。
弦理論之所以會吸引這麼多注意，大部分原因是因為它很有可能會成為終極理論。目前，描述微觀世界的量子力學與描述宏觀引力的廣義相對論在根本上有衝突，廣義相對論的平滑時空與微觀下時空劇烈的量子漲落相矛盾，這意味著二者不可能都正確，它們不能完整地描述世界。而除了引力之外，量子力學很自然地成功描述了其他三種基本作用力：電磁力、強力和弱力。弦理論也可能是量子引力的解決方案之一。
然而，這一切到底是人們用數學堆砌的想像空間，還是未被證實的存在？李淼認為，就目前來看，兩種都有可能。「理論還在發展，真正什麼時候找出確切答案來，還不知道。」
《中國科學報》 (2013-08-02 第12版 新知)