宇宙有十个维度吗？超弦理论说有，但这只是猜想

我们生活在四维时空之中，三维空间再加上一维时间，那么宇宙究竟有多少个维度呢？

这是一个不容易回答的问题，因为我们只能够感受到四维时空，无论宇宙存在多少个维度，我们都无法意识到更高维度空间的样子。不过虽然我们无法自主感知，有一种理论却给了我们一个答案，那就是弦理论和由它发展而来的超弦理论。弦理论认为宇宙存在着26个维度，而超弦理论虽然进行了优化，但也表示宇宙存在着10个维度。宇宙真的存在着10个维度吗？什么是弦理论，为什么要提出弦理论？因为科学需要一个大一统理论。宇宙作为一个整体，必然有着一个统一的规律，但现实是已知的规律却存在着局域限制，以致不能相容。

目前人类在宇宙中发现了四种基本力，即强力、电磁力、弱力和引力，经过物理学家的努力，在上世纪80年代，强力、弱力和电磁力终于被统一了起来，这三种力终于都可以用标准模型来进行解释了，但唯有引力仍然与它们格格不入。

不仅如此，我们甚至于连引力的传播媒介粒子都没有找到。强力、弱力以及电磁力的传播都需要相应的媒介粒子，而我们也都发现了它们的媒介粒子，但只有引力的媒介粒子迟迟没有进展，但科学家们仍旧相信这种媒介粒子的存在，于是给这种尚未发现的粒子起名为“引力子”。

广义相对论与量子力学的冲突也就在于此。

广义相对论认为引力是一种几何效应，是通过空间曲率来实现的，所以它不需要任何媒介粒子。然而量子力学坚持认为，即便引力是通过空间曲率来实现的，但空间曲率之所以能传递引力也必须要依靠一种媒介粒子。于是在没有发现引力子的情况下，科学家们将这种假想的“引力子”代入到了标准模型之中，企图通过计算证明理论的正确性，结果却得到了一个无限大的解。这意味着尝试使用标准模型来解释引力彻底宣告失败了。这就代表广义相对论无法与量子力学进行统一，二者都不是宇宙的终极规律，我们需要找到一个大一统理论，该理论能够完美兼容量子力学和广义相对论，能够将四种基本力统一起来。

宇宙是由物质所构成的，大物质由小物质所构成，小物质由更小的物质所构成，而最小的物质单位则被我们称之为基本粒子。

在标准模型之中，粒子可以分为两类，自旋为整数的被称作玻色子，自旋为半整数的被称为费米子。三种基本力的媒介粒子以及假想的引力子都是不可再分的基本粒子。现在看来，引力子与其它粒子难以相容，但如果粒子并不是物质的最小结构呢？如果粒子仍然存在着内部构造、仍然可以拆分呢？那么在更小的尺度上，它们就有可能实现相容。在这样的设想下，弦理论诞生了。

弦理论认为所有的粒子都是由一根小弦构成的，弦可以振动，不同的振动方式会产生不同的波，也就表现出了不同的粒子。

弦理论是真的吗？没有人知道，因为它没有任何现实证据，它完全是一种猜想。弦理论是一种最具成为大一统理论潜力的猜想，但并不被广泛认可，因为通过计算可知，所有的振动形式都会表现出玻色子的特征，却无法形成像电子这样的费米子。更为离谱的一点是，弦理论所描述的世界与我们所知的四维时空并不相同，只有在26维的宇宙中才能够适用。为了解决这一问题，研究弦理论的科学家又为该理论增加了一个微调机制。

增加了微调机制之后，弦理论无法产生费米子的问题就得到了解决，而且费米子和玻色子的数量也变得一样多，这就是超对称性。

在增加了超对称性之后，弦理论就发展为了超弦理论。相比只适用于26维宇宙的弦理论而言，超弦理论只需要宇宙拥有10个维度，也就是9维空间加上一维时间，如此就变得好接受多了，毕竟只比我们所感受到的时空多了6个维度而已。宇宙有十个维度吗？这无法回答，至少现在无法回答，但如果宇宙真的拥有十个维度，那么超弦理论就可以完美适用，它很可能就会成为我们所寻找的大一统理论。但回过头来想一想，要感知多出的6个时空维度似乎比寻找大一统理论更加困难。