万有理论的7种雏形编辑本段回目录
《新科学家》2010年3月4日 物理—数学版
本文已被编辑，特此澄清本文讨论用来发展万有理论的各种雏形
“万有理论（ToE）”是科学最珍爱的梦想之一。如果能发现这一理论，它将对宇宙的运行做出最基本的解释，也就可以囊括我们对未来的理解。它也可以解答许多古老的问题，例如暗物质是什么，时间为什么只按一个方向流动，引力是怎样运行的。斯蒂芬·霍金有一次著名的惊叹，他说这样一个理论将会是“人类智慧的终极胜利—那时我们会读懂上帝的思想”。
然而，神学家还不必为此失眠。努力了几十年，这一进程依然缓慢。许多物理学家都把自己局限于发展“量子引力”理论，试图把量子力学和广义相对论统一起来—这是万有理论的前提。但是并没有出现几个有竞争力的理论，这些理论的价值都经受不住证据的推敲。反倒是有一大批代表理论提出这一问题的多个不同方面，几乎没有线索证明它是正确的。
下面是对于先锋理论的一个简介。
弦论（String Theory）
这可能是最为著名的万有理论，对此也投入了最多研究。它认为我们所观察的基本粒子其实根本不是粒子（paticles），而是细小的弦（tiny strings），因为它们太小所以用科学仪器“看起来”像粒子。
而且，弦论力学依靠于超三维空间，这人人类所不能直接体验的。
以上只是些基本观点，许多理论家发现弦论的完美并且提出基于基本论题的数种变体。这些变体看起来能解释各种各样的宇宙难解之题。但是，如果要去说服科学界弦论是万有理论的最好代表，这些变体还要跨过两个主要的挑战。
第一，目前为止，弦论的理论学家还没有预测可以进行的试验。所以弦论只是：一个理论。
第二，这个理论现在有太多的变体，其中任何一种都可能是正确的—很难做出选择。为解决这个问题，有几个物理学家建议建立一个更广泛的框架，叫做M理论（M-theory）。它把多种弦论统一到一起。
但这存在着问题。如何建立M理论，决定了如何描述每种10500宇宙。一些物理学家争辩到，这就证明了有多个宇宙的存在。但是还有人认为这刚好说明这个理论经不起测试。
圈量子引力论（Loop quantum gravity）
它的基本观点是空间是不连续的，这和我们平常思考的一样，但它认为空间分为很多长度为10-35米的微小空间。就是这些微小空间连接到一起构成了我们所处的空间。这些连接相互纠缠成节后产生了基本粒子。
圈量子引理论有过几次有关真实世界效应的尝试性预测，也为宇宙起源的解释带来了几许光明。但是它的拥护者目前还未能把引力融入到他们的理论当中。并且和弦论一样，距离一次真实的实验还有很长的路程。
因果动力三角论（CDT）
Pentachorons可以粘连到一起生成巨大的宇宙—有三维空间和一维时间，和真实的宇宙一样。到目前为止，这个理论都很好，但是有一个最主要的缺点：目前的CDT并不能解释物质的存在。
量子爱因斯坦引力论（Quantum Einstein gravity）
这一观点由德国美因茨大学（University of Mainz）的Martin Reuter提出。它和其它理论有所不同。
统一引力和量子力学的困难之一是极小尺度下的引力是会是怎样。两个物体间距离越近，两者间的相互引力越大；但引力也作用于其自身，所以，在极小距离时开始反馈环。按照传统理论，引力应该变得特别强—这意味着传统理论有错误。
但是，Reuter找到方法来明确一个“定点”：这个距离之内引力不再变强。这可能会帮助解决难题，带来引力的量子理论。
量子引力图论（Quantum graphity）
以上所有理论都设想空间和时间存在，然后试图建立宇宙剩余的部分。量子引力图论—由Fotini Markopoulou和他同事的发明，他来自于Perimeter Institute for Theoretical Physics（位于加拿大安大略省的滑铁卢市）--试图抛弃时间和空间。
当宇宙在大爆炸中形成时，Markopoulou说，并不存在我们现在知道的空间这种东西。而是空间“节点”（nodes）的网络，节点间相互连接。不久之后，这个网络崩塌，其中一些节点脱离出来，形成了我们今天看到的宇宙。
内部相对论（Internal relativity）
这是由Olaf Dreyer发展出来的理论。他来自于麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）。内部相对论试图解释广义相对论如何立足于量子世界。
宇宙中的每个粒子都叫做“自旋”的特性，可以简单的想象成粒子旋转的样子。Dreyer的模型设想独立于物质存在的自旋机制，自旋无序的排列着。当这一机制达到临界温度时，自旋对齐，形成有序格局。
存在于这一机制内的人是无法看到自旋的。而只能看到它们产生的效果，将包含空间-时间和物质，Dreyer已经对此演示过。他曾成功的从这一模型中获得牛顿引力：但是，广义相对论还未出现。
E8
2007年物理学家（也是冲浪运动员）Garrett Lisi曾因为一种可能的万有理论而登上头版头条。
一篇讨论E8的论文引发了这次轰动。E8是复杂的八维数学模型，有着248个点。Lisi展示了多种物理已知的基本粒子和力可以被放于E8模型的点上，并且自然的出现了它们间的相互作用。
一些物理学家猛烈批评了这篇论文，另有一些对它表示谨慎的欢迎。2008年末，Lisi得到继续研究E8的经费。
