В физике существуют различные теории материи; квантовая механика утверждает, что пространство «квантовано» (может быть разбито на элементарные неделимые части — кванты). Теория относительности предполагает, что пространство непрерывно. Чтобы объединить эти две теории, физики искали решения в гиперпространствах — более высоких измерениях — и разработали то, что теперь называется «теорией струн». Физики надеются, что благодаря этой теории струн, гиперпространственные представления смогут соединить в себе принципы квантовой механики и теорию относительности.[159]
Теория струн предполагает существование многих измерений; фактически, современные физики представляют себе и используют от 10 до 26 измерений. В математическом аппарате теории струн существуют неопределенности, и никто не знает, из чего состоят эти измерения, но основная идея состоит в том, что вселенная наполнена крохотными вибрациями, называемыми струнами. В принципе, эти доматериальные струны вибраций являются основным материалом вселенной и дают начало миру общепринятой реальности.
Размышляя об этой физической гипотезе струн, полезно представлять себе струну гитары. Если ущипнуть гитарную струну, туго натянутую между двумя точками, возникают звуки определенного тона и волны (на струне). Хотя струны вселенной ничто не удерживает, считается, что они натянуты и содержат в себе энергию.
Они даже группируются в виртуальные волны квантовой механики. Когда струны становятся стоячими волнами, наши измерительные приборы воспринимают их как частицы.
Теории струн предполагают наличие петель струн, некоторые из которых являются открытыми.
(Подписи под рисунком, сверху вниз: Открытые струны и замкнутые петли струн; Теория струн)
Теория струн утверждает, что частота вихляний или вибраций позволяет открытым или замкнутым петлям представлять фундаментальные частицы. Конкретные частотные паттерны соответствуют конкретным элементарным частицам. В зависимости от частоты паттерна вибрации, струна может выглядеть тем, что физики определили как кварк, лептон или электрон.
Струны считаются более первичными, чем частицы. Волны струн в теории струн более фундаментальны, чем всегда считалась материя. То, что мы представляли себе как частицы, теперь оказывается струнами или волнами. Точечных частиц больше не существует. Теперь физики говорят: «Давайте откажемся от представления о частицах, как точках; в любом случае, мы не можем их измерять».[160]