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1.物質的最終單位是什麽？
在過去的100年裏，物理學家發現了壹系列更小更基本的物質單位。這些研究成果最終被總結成標準模型:輕子(像電子和中微子)、誇克、電磁力以及將這些粒子束縛在壹起的弱相互作用力。然而，標準模型並不是故事的結尾，因為它太復雜了，無法解釋壹個比元素周期表和它們之間的相互作用更復雜的基本粒子表。
現在，弦論者普遍認為，標準模型中的基本粒子實際上是振動弦的小而小的閉合圓(稱為閉弦或閉弦)，所有粒子都可以通過閉弦的不同振動和運動得到。本質上，所有粒子都是紋理相同的弦。這個看似奇怪的想法可以解釋標準模型的許多粗略輪廓和特征，但在決定性的實驗驗證它之前，人們仍然需要對弦理論有更深入的理解和認識。
2.量子力學的原理和廣義相對論有沖突嗎？
量子力學和廣義相對論是二十世紀兩個非常成功的理論，但令人驚訝的是，這兩個理論在現有框架下是沖突的。簡單來說，量子力學認為沒有什麽是靜止的，任何事物都有起伏(測不準原理)。廣義相對論認為時空是彎曲的，彎曲的時空是引力的起源。結合這兩種理論可以得出結論，時空本身無時無刻不在經歷量子起伏。在大多數情況下，這些波動非常小，但在壹些極端情況下，如在非常短的距離內，在黑洞的事件視界附近，在大爆炸的初始時刻等。，這些量子漲落將變得非常重要。在這些情況下，我們現有的理論(量子力學和廣義相對論)都不適用，只能得到壹些荒謬的結論，結果是無限的。顯然，我們需要壹個更完整的理論。
令人驚訝的是，從粒子物理學發展而來的弦理論提供了這個問題的答案。在弦理論中，由於弦的延展性(壹維而非點)，引力和時空的光滑概念在小於弦的尺度的距離上失去了意義，時空的量子泡被“弦幾何”取代。現在，關於黑洞量子力學的壹些問題已經用弦理論解決了。如何用弦理論解釋BIGBANG的初始奇點，仍然是壹大未解難題。
3.我們是否生活在11維時空？
宇宙學告訴我們，我們肉眼看到的空間的三個維度正在膨脹，因此我們可以推斷它們曾經非常小並且高度彎曲。壹種自然的可能性是；可能還有其他空間維度垂直於我們觀察到的三個空間維度。這些額外的空間維度過去是，但現在仍然非常小而且高度彎曲。如果這些維度的尺度足夠小，我們現有的觀察方法仍然無法直接推斷出來，但是這些維度還是會通過很多間接的效應表現出來。
特別是，這是壹個強大的統壹概念:在低維中觀察到的不同粒子也可能是同壹粒子，在額外維度空間中，它們都是同壹粒子向不同方向運動的表現。其實額外維度是弦理論不可分割的壹部分:弦理論的數學方程要求空間是9維，時間總維度是10維。進壹步的研究表明，M理論給出的更完整的理解揭示了弦理論的第10維，所以理論的最大維度是11維。最近的壹些發展也表明，我們可能生活在低維膜上，但引力仍然是10維。為了得到逼真的三維引力，我們可以引入“陰影膜”或蘭德爾-桑德蘭機制。Randall-Sundrum機制是壹種抑制引力的新方法。這個時候，額外的維度可能不會太小。通過觀察壹些奇怪的現象，比如引力在很小的距離上偏離平方反比定律，或者粒子加速或者超新星爆炸中產生的粒子散射到額外的維度中，好像消失了，等等，我們現在也許可以探測到這些額外的維度。弦理論不僅極大地拓展了人的思維空間，也極大地拓展了人的活動空間。
基本原理:揭示微觀和宏觀的奧秘。
在他生命的最後30年裏，愛因斯坦壹直在尋找統壹場論——壹種可以在單壹的包羅萬象的和諧的數學框架下描述自然界所有作用力的理論。愛因斯坦這樣做的動機，並不是我們通常認為的與科學研究密切相關的，比如，解釋已知的這樣或那樣的現象或實驗數據。事實上，驅動他的是壹種關於自然基本規律的內在之美的信念:對宇宙最深刻的理解會揭示它最真實的秘密，那就是它所依賴的原理簡單而強大。愛因斯坦渴望以前所未有的清晰揭示宇宙活動的奧秘，而由此展現出的大自然的動人之美和優雅，會讓每壹個第壹次認識它的人感受到壹生中最強烈的敬畏、驚喜和震撼。
愛因斯坦壹直沒有實現自己的夢想，主要是因為當時自然界的許多基本特征都是未知的或者鮮為人知的。但是在過去的半個世紀裏，人們已經建立了越來越多的關於自然的完整理論。當時，愛因斯坦滿懷熱情地追求統壹理論，卻空手而歸。現在，相當多的物理學家認為，他們終於找到了壹個框架，有可能將這些知識縫合成壹個無縫的整體——壹個單壹的理論，壹個可以描述所有現象的理論。這就是超弦理論“2006弦理論國際會議”的主題。
弦理論或超弦理論是量子、誇克等許多新的科學專用詞中的壹個，已經被收入流行詞典，但很少被解釋清楚。就連參加會議的人都會告訴妳，超弦理論和很多新興的科學研究領域壹樣，涉及很多高等數學領域，不容易掌握。超弦理論到底是什麽？首先，我們發現弦理論在描述自然界的活動時確實有壹些科學幻想的成分。比如弦理論描述的世界，並不是我們肉眼看到的三維空間和壹維時間。合理的解釋是，那些額外的空間維度沒有被觀測到，因為它們非常小。弦理論的高維性質就不難理解了。(見宇宙之弦p.180 ~ 181)。
弦理論中有很多微小的額外維度，所以微觀世界並不像我們壹般感覺的世界那麽簡單。在宏觀尺度上，弦理論也可能被用來解釋大爆炸的開始和黑洞的內部行為，而這些問題正是以前的物理理論，包括愛因斯坦的廣義相對論所失敗的地方。現在發展的弦理論是關於時間和空間的量子理論，所以這個理論看起來很奇怪。
弦理論的壹個基本觀點是，自然界的基本單位不是像電子、光子、中微子、誇克等這樣的粒子。這些看似粒子，其實是微小弦(稱為閉弦或閉弦)的閉合圈，閉弦的不同振動和運動賦予了這些不同的基本粒子。所以弦理論可以從壹些很基本很簡單的單位得到宇宙的無限變化和復雜。在弦理論中，人們可以很自然地得到規範對稱性、超對稱性和引力，而這些原理要麽是在原有的標準模型中強加的，要麽是與量子理論相沖突的。在弦理論中，它們都是和諧統壹的，彼此需要，各具特色。
到目前為止，還沒有人觀察到基本弦。但正如大多數參加2006年國際弦理論會議的人所認為的那樣，如果弦是真實的，那麽愛因斯坦開創的廣義相對論和量子理論的完美結合就不是遙不可及的希望。
弦理論的最新發展:第二次革命
如果說超弦理論的第壹次革命統壹了量子力學和廣義相對論，那麽近年來的弦理論第二次革命統壹了五種不同的弦理論和十壹維超引力，預言了更大的M理論的存在，揭示了相互作用和時空的壹些本質，暗示了時間和空間不是最基本的，而是由壹些更基本的量衍生或演化而來的。如果M理論成功，這將是人類對時空概念和維度認識的壹次革命，其深刻程度不亞於上世紀的兩次物理革命。
從科學研究本身來看，研究引力的量子化及其與其他相互作用力的統壹，是自愛因斯坦以來國際著名物理學家的夢想，但由於涉及的能量極高，無法用實驗直接驗證。盡管如此，壹些技術和方法的發展激發了許多新的物理思想，如解決能級問題的Randall-Sundrum模型和引力定域，弦理論中關於巨大可能真空的圖像思想和人擇原理等等。
天文學和宇宙學觀測的最新進展將對弦理論的發展起到積極的推動作用。例如，最近觀測到的宇宙加速膨脹所隱含的壹個小的宇宙常數(或暗能量)為弦理論的當前發展提供了指導。另壹方面，要在更深層次上理解近期的天體物理觀測和暗能量，沒有基本的量子引力理論是可行的，弦理論是目前唯壹理想的量子引力理論候選。它們的結合不僅對弦理論本身的發展起到了指導作用，而且極大地促進了對宇宙觀測的理解和解釋。
弦理論在中國:為第三次革命做準備
在超弦的第壹次和第二次革命以及隨後的快速發展中，中國未能在國際舞臺上發揮應有的作用。在整體研究水平上，我們與國際、周邊國家如印度、日本、韓國甚至臺灣省相比還有壹定差距。大陸學術界對弦理論的理解分歧很大。壹些有影響力的物理學家，基於壹些判斷，公開表達弦理論不是物理的觀點。受他們地位的影響，這種觀點更容易被國內大多數人接受，這在壹定程度上制約了國內弦理論的研究和發展。
從教育和人才培養的角度來看，國內的世界壹流大學如北大、清華等，長期以來嚴重缺乏主要從事弦理論研究的人才，間接制約了年輕研究生的專業選擇，直接導致國內研究團隊的匱乏。
幸運的是，在丘成桐教授的直接推動下，隨著浙江大學數學科學中心的成立，以及隨後該中心和中科院晨興數學中心每年舉辦的高水平專業會議，以及像安迪·斯特羅明格這樣的壹流學者被邀請到該中心工作，極大地推動了我國弦理論的研究。
2002年底，在中國科學技術大學成立的跨學科理論研究中心已經發展成為壹個非常活躍和有吸引力的研究中心。成立四年來，通過舉辦多個工作周和暑期學校，在超弦理論的培訓和研究方面做了大量的基礎工作。在本次弦理論國際會議之前，國際理論物理中心和中國科學院跨學科理論研究中心還舉辦了亞太地區弦理論暑期學校，吸引了超過100人參加。
這些現象都表明，中國對超弦理論的研究，在平靜的表象下，正在積聚強大的爆發潛力。顯然，壹個國家或壹個研究群體的整體水平與這個國家科研取得突破的幾率成正比。這就是“東方不亮西方亮”的道理，也是所謂科研文化建設的重要性。忽視科研文化建設，單純追求諾貝爾獎，是壹種急功近利的態度，結果往往是“欲速則不達”。
超弦理論的研究面前，前景廣闊，道路艱難，是壹段熱鬧而孤獨的旅程。所涉及的問題對青年學生和學者有很強的魅力，同時對研究者的專業性有很高的要求。2006年國際弦理論大會對我們來說是壹個契機——擴大隊伍，提高水平，隨著整體水平的不斷提高，在世界上占有壹席之地。我們正在準備弦理論的第三次革命，期待著她的早日到來。
背景鏈接:弦理論要解決的三個基本物理問題
物質的最終單位是什麽？
在過去的100年裏，物理學家發現了壹系列更小更基本的物質單位。這些研究成果最終被總結成標準模型:輕子(像電子和中微子)、誇克、電磁力以及將這些粒子束縛在壹起的弱相互作用力。然而，標準模型並不是故事的結尾，因為它太復雜了，無法解釋壹個比元素周期表和它們之間的相互作用更復雜的基本粒子表。
現在，弦論者普遍認為，標準模型中的基本粒子實際上是振動弦的小而小的閉合圓(稱為閉弦或閉弦)，所有粒子都可以通過閉弦的不同振動和運動得到。本質上，所有粒子都是紋理相同的弦。這個奇怪的想法可以解釋標準模型的許多粗略輪廓和特征，但在決定性的實驗驗證它之前，仍然需要人們對弦理論有更深入的了解和認識。近來，人們對弦理論數學結構的認識有了飛速的進步，弦理論中的許多新成分(“膜”)和新概念(對偶性、全息原理、非對易幾何)被發現。現在人們把弦理論和這些新引入的東西統稱為M理論。
量子力學的原理和廣義相對論有沖突嗎？
量子力學和廣義相對論是20世紀兩個非常成功的理論，但令人驚訝的是，它們在現有框架下是沖突的。簡單來說，量子力學認為沒有什麽是靜止的，任何事物都有起伏(測不準原理)。廣義相對論認為時空是彎曲的，彎曲的時空是引力的起源。結合這兩種理論可以得出結論，時空本身無時無刻不在經歷量子起伏。在大多數情況下，這些波動非常小，但在壹些極端情況下，如在非常短的距離內，在黑洞的視界附近，在大爆炸的初始時刻等。，這些量子漲落將變得非常重要。在這些情況下，我們現有的理論(量子力學和廣義相對論)都不適用，只能得到壹些荒謬的結論，結果是無限的。顯然，我們需要壹個更完整的理論。
令人驚訝的是，從粒子物理學發展而來的弦理論提供了這個問題的答案。在弦理論中，由於弦的延展性(壹維而非點)，引力和時空的光滑概念在小於弦的尺度的距離上失去了意義，時空的量子泡被“弦幾何”取代。現在，關於黑洞量子力學的壹些問題已經用弦理論解決了。如何用弦理論解釋BIGBANG的初始奇點，仍然是壹大未解難題。
我們是否生活在11維時空？
宇宙學告訴我們，我們肉眼看到的空間的三個維度正在膨脹，因此我們可以推斷它們曾經非常小，並且高度彎曲。壹種自然的可能性是；可能還有其他空間維度垂直於我們觀察到的三個空間維度。這些額外的空間維度過去是，但現在仍然非常小而且高度彎曲。如果這些維度的尺度足夠小，我們現有的觀察方法仍然無法直接推斷出來，但是這些維度還是會通過很多間接的效應表現出來。
特別是，這是壹個強大的統壹概念:在低維中觀察到的不同粒子也可能是同壹粒子，在額外維度空間中，它們都是同壹粒子向不同方向運動的表現。其實額外維度是弦理論不可分割的壹部分:弦理論的數學方程要求空間是9維，時間總維度是10維。進壹步的研究表明，M理論給出的更完整的理解揭示了弦理論的第10維，所以理論的最大維度是11維。最近的壹些發展也表明，我們可能生活在低維膜上，但引力仍然是10維。為了得到逼真的三維引力，我們可以引入“陰影膜”或蘭德爾-桑德蘭機制。Randall-Sundrum機制是壹種抑制引力的新方法。這個時候，額外的維度可能不會太小。我們現在或許可以通過觀測壹些奇怪的現象來探測到這些額外的維度，比如在很小的距離上引力偏離平方反比定律，或者粒子的加速或者超新星爆發中產生的粒子散射到額外的維度，以至於它們看起來消失了。弦理論不僅極大地拓展了人的思維空間，也極大地拓展了人的活動空間。
2006弦理論國際會議:科學之星閃耀
會議由中國科學院晨興數學中心、數學與系統科學研究所、理論物理研究所、浙江大學數學科學中心和美國自然科學基金會在弦理論系列會議國際委員會的建議下主辦。來自世界各地的600多名專家出席了會議，許多著名的理論物理學家，如霍金教授、格羅斯教授、威滕教授和斯特羅明格教授將應邀出席會議並在會議上發表演講。
大衛·大衛·格羅斯教授。
2004年諾貝爾物理學獎得主，2006年國際弦理論會議主席。現任美國加州大學聖巴巴拉分校物理學教授、卡維利理論物理研究所所長、中國科學院理論物理研究所國際顧問委員會主席。格羅斯教授在理論物理方面取得了壹系列傑出的研究成果，尤其是在規範場、粒子物理和超弦理論方面。他是強相互作用的基礎理論量子色動力學的創始人之壹。他也是“混合弦理論”的發明者之壹。1985當選美國科學藝術院院士，1986當選美國國家科學院院士。
愛德華·威滕教授
國際知名的理論物理學家，現任普林斯頓高等研究院教授和查爾斯·西蒙尼教授。他的研究涵蓋了高能物理和數學物理的多個方向，最擅長將現代數學與物理學研究的前沿問題相結合。他應用的典型例子有Wess-Zumino-Witten項和拓撲項、反常和指數定理、Dirac算子和正能量定理、超對稱性和Morse理論。他與格林教授和施瓦茨教授合著的兩卷本《超弦理論》自出版以來壹直是弦理論學家的聖經。
斯蒂芬·霍金教授
當代壹位聲譽很高的偉人，被稱為“活著的愛因斯坦”。他邁出了重要的壹步，解決了20世紀兩個非常成功的物理學理論——廣義相對論和量子論——之間的沖突。
3月1973，1日，霍金教授在《自然》雜誌上發表論文，闡述了他關於黑洞有輻射(霍金輻射)的新發現。霍金的新發現被視為多年來理論物理領域最重要的進展。這篇論文被稱為“物理學史上最深刻的論文之壹”。
安德魯·斯特羅明格教授
在職者
哈佛大學教授，美國科學與藝術學院院士，主要研究量子引力、弦理論和量子場論。在弦理論的研究中，Strominger及其合作者利用微觀黑洞的發光和凝聚成功地描述了時空拓撲變化的相變過程。此外，Strominger和他的同事C. Vafa成功地利用弦理論和統計力學導出了黑洞的Bekerstein-Hawking熵公式。這壹結果表明，弦理論可能最終解決霍金提出的黑洞信息丟失問題。
成丘成桐教授
國際著名數學家，2006年國際弦理論會議主席。現任哈佛大學教授、美國科學院院士、中國科學院外籍院士。丘成桐教授在科學研究方面取得了傑出的成就，獲得了許多榮譽。更重要的是，他密切關註中國基礎研究的發展，並將其與自己的科研發展緊密聯系在壹起。多年來，他壹直利用自己的國際影響力和活動能力，與各種力量合作，為中國數學的發展做了大量工作。
從神奇的網絡下來