M理論最重要的一點就是在超弦理論的基礎(chǔ)上，加入了對非微擾弦的研究。

非微擾弦理論除了一維弦以外，還包括兩維膜、三錐體等高維客體（統(tǒng)稱爲(wèi)膜）。

在龐學(xué)林和威滕正式開始研究M理論之前，國際物理學(xué)界普遍認(rèn)爲(wèi)，超弦理論與空間維數(shù)大於一的超膜是不同的兩種理論，兩者之間並沒有什麼必然聯(lián)繫。

但隨著龐學(xué)林和威滕對非微擾弦理論展開研究之後，他們便發(fā)現(xiàn)，在統(tǒng)一量子力學(xué)和廣義相對論的基礎(chǔ)上，不僅可以將一維弦和其他超膜聯(lián)繫起來，同時也將其他超膜統(tǒng)一在了同一個理論框架內(nèi)。

這些超膜作爲(wèi)該理論的統(tǒng)一動力學(xué)客體，特別是當(dāng)弦的相互作用較大時（即弦在非微擾區(qū)域），這些高維膜的動力學(xué)效應(yīng)比一維弦還要來的重要。

這也從一定程度上證明了爲(wèi)什麼微擾弦不能給出完整的低能物理理論框架，因爲(wèi)它忽略了更加重要的高維膜的動力學(xué)效應(yīng)。

因此，這半年來，龐學(xué)林和威滕，一直在通過龐氏幾何，建立起五種不同超弦理論之間的對偶關(guān)係。

所謂對偶，本質(zhì)上是數(shù)學(xué)概念，定義如下：若兩邏輯式相等，則它們的對偶式也相等。

在這裡，它是指兩種看起來不同的物理理論之間，實際上存在著某種程度的等效效應(yīng)。

龐學(xué)林和威滕發(fā)現(xiàn)，這種對偶主要分爲(wèi)兩類，一類爲(wèi)S對偶，另一類爲(wèi)T對偶。

S對偶，指的是一種微擾弦理論中的強相互作用粒子集，在某些個案下可被視爲(wèi)另一套完全不同理論中的弱相互作用粒子集。

T對偶，就是在半徑爲(wèi)R的圓環(huán)中傳播的弦與半徑爲(wèi)1/R中環(huán)狀中傳播的弦等效。

他們發(fā)現(xiàn)，I型弦理論在S對偶下與SO（32）雜化弦理論等效。

IIA型弦理論，在T對偶下與IIB型弦理論等效。

……

通過五種弦理論以及十一維超引力之間的各種對偶以及等價關(guān)係，即可以將五種弦理論統(tǒng)一起來。

這五種弦理論，每一種都是M理論不同的極限個案所產(chǎn)生的結(jié)果。

這便是威滕在現(xiàn)實世界中提出的M理論，並引發(fā)了第二次超弦革命。

M理論揭示了相互作用以及時空的本質(zhì)，暗示了它們的非基本性。

特別是，該理論預(yù)言了額外維和超對稱性的存在，首次爲(wèi)一些黑洞熵提供了微觀解釋。

但是，在建立M理論的過程中，龐學(xué)林和威滕也發(fā)現(xiàn)了其中存在的一些問題。

第一個就是真空問題。

M理論中存在著各種真空態(tài)，給予數(shù)學(xué)上的計算，他們保守估計，至少存在著10^500這樣的真空解。

而且每一種真空解的物理常數(shù)和宇宙學(xué)常數(shù)都不一樣。

而近期的宇宙學(xué)觀察結(jié)果表明，地球所在的宇宙有一個小的正宇宙常數(shù)，它支配著目前宇宙加速膨脹，並構(gòu)成了宇宙中的主要物質(zhì)（暗物質(zhì)和暗能量）。

如何從衆(zhòng)多的真空解中，找到現(xiàn)有宇宙的真空解，並給予第一性原理解釋，是M理論需要回答的問題。

其次，M理論還需要回答暗能量的來源以及本質(zhì)。

根據(jù)龐學(xué)林的計算，目前通過M理論，可以給出早期宇宙暴漲的宇宙學(xué)模型，甚至直接計算出了宇宙極早期的張量擾動遠(yuǎn)遠(yuǎn)小於標(biāo)量擾動。

這一點，與最新的宇宙學(xué)觀察結(jié)果相符。

但具體到暗能量和暗物質(zhì)上，目前暫時還沒辦法給出合理的解釋。

第三，他們在計算中還發(fā)現(xiàn)，在如何解釋量子色動力學(xué)中的強耦合行爲(wèi)上，如量子色動力學(xué)真空性質(zhì)，高溫條件下夸克-膠子等離子體性質(zhì)等等，M理論也存在著一定的困難。

對於前兩個問題，龐學(xué)林和威滕都沒有做過多的研究。

他們都很清楚，現(xiàn)有的實驗條件和天文觀測下，這兩個問題暫時沒辦法取得進(jìn)一步突破。

但是在第三個問題上，龐學(xué)林和威滕卻出現(xiàn)了分歧。

“龐，我們的M理論已經(jīng)相當(dāng)完美地把五種弦理論和十一維超引力統(tǒng)一起來了，雖然我們還沒辦法肯定我們的理論完全正確，但是這些天衣無縫的對偶關(guān)係以及該理論之間的其他美妙關(guān)係，足以證明，我們在大方向上沒什麼問題……”

別墅的小露臺上，威滕正一邊喝著茶，一邊對龐學(xué)林笑著說道。

這半年來的研究，比他想象得還要順利。

特別是利用龐氏幾何建立起的各種對偶關(guān)係，非常巧妙地將不同的微擾弦理論聯(lián)繫了起來。

威滕敢肯定，這項成果一旦提出來，肯定會在物理學(xué)界引發(fā)轟動。

如果不是現(xiàn)有的實驗條件無法對這一理論進(jìn)行驗證，這一理論在物理史上的意義，足以媲美愛因斯坦的相對論以及由馬克思·普朗克、尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛定諤等人共同建立起的量子力學(xué)。

但就在他認(rèn)爲(wèi)可以撰寫論文，向物理學(xué)界展現(xiàn)這一偉大成果時，龐學(xué)林卻提出了反對。

“威滕教授，我覺得我們不用這麼著急?！饼媽W(xué)林道，“按照我之前的計算，M理論是可以解釋量子色動力學(xué)中的強耦合行爲(wèi)的，但現(xiàn)在卻沒辦法解釋，我們肯定還漏掉了什麼?！?

事實上這不僅是計算中的結(jié)果，現(xiàn)實世界中，龐學(xué)林學(xué)習(xí)材料學(xué)、化學(xué)的過程中，也曾學(xué)過量子色動力學(xué)。

他記得很清楚，在現(xiàn)實世界，量子色動力學(xué)中的強耦合問題已經(jīng)被解決了，並且在凝聚態(tài)物理學(xué)、材料學(xué)等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

威滕笑道：“龐，我們目前取得的成果已經(jīng)相當(dāng)完美了，就算還有一些對偶關(guān)係沒有被我們找出來，但足以支撐起現(xiàn)有的理論框架體系，我們沒必要繼續(xù)吹毛求疵吧。”

龐學(xué)林微微一愣，眼睛忽的一亮，說道：“威滕教授，你剛纔說什麼？”

威滕道：“沒必要繼續(xù)吹毛求疵吧?！?

“不，是上一句?！?

“上一句？我們的成果已經(jīng)非常完美了，就算還有一些對偶關(guān)係沒被我們找出來……”

“對，就是對偶關(guān)係！”

龐學(xué)林一拍手掌，說道：“威滕教授，這樣吧，你要不先把論文寫出來，我繼續(xù)在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上研究，你看怎麼樣？”

“那……行吧！”

威滕猶豫了片刻，點頭道。