玻色弦理论

物理学理论

玻色弦理论（英语：Bosonic string theory）是最早的弦论版本，约在1960年代晚期发展。其名称由来是因为粒子谱中仅含有玻色子。

简介

玻色弦理论（英语：Bosonic string theory）是最早的弦论版本，约在1960年代晚期发展。其名称由来是因为粒子谱中仅含有玻色子。

1980年代，在弦论的范畴下发现了超对称；一个称作超弦理论（超对称弦理论）的新版本弦论成为了研究主题。尽管如此，玻色弦理论仍然是了解摄动弦理论的有用工具，并且超弦理论中的一些理论困难之处在玻色弦理论中已然现身。

弦理论

弦理论，又称弦论，是发展中理论物理学的一支，结合量子力学和广义相对论为万有理论。弦理论用一段段“能量弦线”作最基本单位以说明宇宙里所有微观粒子如电子、夸克、中微子都由这一维的“能量线”所组成；换而言之，弦论主张“弦”以不同的振动模式对应到自然界的各种基本粒子。

较早时期所建立的粒子学说则是认为所有物质是由零维的点粒子所组成，也是目前广为接受的物理模型，也很成功的解释和预测相当多的物理现象和问题，但是此理论所根据的粒子模型却遇到一些无法解释的问题。比较起来，弦理论的基础是波动模型，因此能够避开前一种理论所遇到的问题。更深的弦理论学说不只是描述弦状物体，还包含了点状、薄膜状物体，更高维度的空间，甚至平行宇宙。弦理论目前尚未能做出可以实验验证的准确预测。

历史

最早期的弦论叫做玻色弦理论，南部阳一郎给出了最早的作用量，但是该作用量在场论的框架内难以量子化。此后亚历山大·泊里雅科夫给出了一个等效的作用量，其几何含义是把时空坐标视为一个世界面的标量场，并且在世界面上满足广义相对论的一般坐标变换规则。除此之外，如果要求这个作用量同时满足在外尔变化下不变，那么自然的会要求这个世界面是一个二维的曲面。

玻色弦理论是最简单的一个弦论的模型，它最重要的物理图像是认为物理粒子不是单纯的点粒子，而是由于弦的振动产生的激发态。显然它有很大的缺点，其一是它只简单描述了标量玻色子，没有将费米子引入框架内；其二没有包含一般量子场论中的规范对称性；其三是当研究它的质量谱时候发现，它的真空态是一组质量平方小于零的不稳定快子。所有这些问题在推广到超弦理论后得到了很好的解释。

缺陷

虽然玻色弦理论有许多吸引人的特质，其在成为物理模型理论有两大缺陷：