弦理論（英語：String theory），稱弦論，是發展中理論物理學起始，是一量子力學及論、微積分發展完善後，試圖透過單一解釋系統統一物質和基本作用力萬有理論。
弦理論雛形奠基於二十世紀中葉後半加布裏埃萊·韋內齊亞諾主張並提出，原始目的是找到詮釋交互作用力數學函數，但此數學函數南部陽一郎博士發現可不具空間零維點粒子視為弦，進而提出強子弦模型。
弦論一段時間不備受關注，其複雜維度詮釋外，量子色動力學場論能解釋相互作用力。
而後弦論少數科學家發現其解釋若套用到重力則可以解釋關於重力納入大統一理論中窘境，史稱第一次弦論革命，而後第二次弦論革命解決偶性問題，正式標準模型（2012年7月4日，CERN LHC CMS&ATLAS 向量玻色子散射實驗雙盲發表成果發掘出標準模型希格斯玻色子使其成為下述三大萬物理論具權威性理論)及環圈量子重力場論併肩成為大統一理論備受矚目的可能性選項，其嚴謹幻妙數學式、需重整化構思及稱性讓許多物理學家徜徉於其中。
弦理論一段段“能量弦線”作基本單位説宇宙裏所有微觀粒子如電子、夸克、微中子這一維“能量線”組成；換而言，弦論主張「弦」振動模式應到自然界各種基本粒子。
時期建立粒子學説則是認所有物質是零維點粒子組成，是目前接受物理模型，解釋和預測多物理現象和問題，但是此理論所粒子模型卻遇到一些解釋問題。
起來，弦理論基礎是波動模型，因此能夠避開前一種理論遇到問題。
弦理論學説不只是描述弦狀物體，還包含了點狀、薄膜狀物體，維度空間，平行宇宙。
弦理論目前能做出可以實驗驗證預測。
弦理論雛形是1968年加布裏埃萊·韋內齊亞諾提出。
有説法稱，他原本是要找能描述原子核內作用力數學函數，然後一本數學書裡找到了有200年歷史歐拉貝他函數，這函數能夠描述他要求解作用力。
但維內奇諾本人説法，這個函數是他多年努力結果，而那些“發現”以及“數學書中發現”傳言令他本人。
後李奧納特·蘇士侃發現，這函數可理解為段類橡皮筋那樣可扭曲抖動有彈性“線段”，這日後發展成“弦理論”。
目前弦論學家普遍認為強子散射振幅公式是弦論開端，此一公式即來於Γ函數B函數，描述兩個強子一開始是兩條弦，然後融合成一條，分裂出兩條。
這些弦掃過區域稱為世界面，可以量子力學算這整個過程概率振幅。
引力之外，它描述各式作用力，包含電磁力和自然界存在其他各種作用力。
」並勸鈴木不要發表他結果。
[1]
弦論可以解釋作用力，能消除點粒子問題。
於粒子交互作用可以費曼圖描述，然而粒子交互作用點等同於奇異點，換句話説，它會引起無問題。
雖然量子場論中重整化理論可以解決無窮大，然而量子尺度，是量子漲落，結構層次改變使得重整化無法適用。
這是因為廣義論中傳遞重力介質可以視為整體時空，當時空背景為量子尺度時，結構會，且若量子力學計算方式強行套用廣義論會產生限制。
因此，若用弦來描述粒子交互作用費曼圖，基本上會產生奇點，這是於弦運動軌跡是世界面。
故弦論量子重力候選者，有望完成物理界追求萬有理論。
雖然弦理論開始是要解出強作用力作用模式，但是後來研究發現了所有粒子（含反粒子），如正反夸克，正反電子（電子、正電子），正反微中子，以及四種基本作用力粒子（膠子、中間玻色子、光子、引力子），能用類似方法表示成段振動能量弦線，而各種粒子彼此之間差異只是這弦線長度、振動參數和形狀而已。
早期弦論叫做玻色弦理論，南部陽一郎給予作用量[2]，但是該作用量場論框架內量子化。
此後亞歷山大·泊裏雅科夫給予一個等效作用量，其幾何含義是時空座標視一個世界面標量場，並且世界面上滿足廣義論座標變換規則。
除此之外，如果要求這個作用量同時滿足在外爾變換下不變，那麼會要求這個世界面是一個二維曲面。
玻色弦理論是一個弦論模型，它物理圖像是認為物理粒子不是點粒子，而是於弦振動產生激發態。
顯然它有缺點，其一是它描述標量玻色子，沒有費米子引入框架內；其二沒有包含量子場論中規範稱性；其三是研究它質量譜時候發現，它真空態是一組質量平方小於零快子。
所有這些問題推廣到超弦理論後得到解釋。
1995年，加利福尼亞大學聖塔芭芭拉分校瑟夫·波爾欽斯基發現弦理論一個特點。
他發現開放弦端點（開弦）陷在某些特別的時空區域時無法完全地移動。
波爾欽斯基隨後猜測這些空間P膜佔。
這些“黏性”膜叫做狄利克雷-P-膜，或者D-P-膜。
他計算表明D-P-膜弦端點施加力來源，目的是其限制於其存在P維空間內。
但不是所有弦屬於P-膜。
閉弦類似於引力子，可以隨意在膜間移動。
四種力（強相互作用，相互作用，電磁相互作用和引力相互作用）粒子中，引力子因此。
研究人員推測這什麼其他三種力研究沒有辦法找到高維空間存在。
這三種力媒介粒子它們自己限制P膜裡開弦。
現階段需要做對引力子進行研究來證明其他維度空間存在。
另外，“弦理論”這一詞所指原本包含26維玻色弦理論，和加入超對稱性超弦理論。
近日物理界，“弦理論” 是專指“超弦理論”，區分，“玻色弦理論”全名稱呼。
1990年代，受偶性啓發，愛德華·維頓造了個11維M理論，5種版本10維超弦理論11維超重力論推演成M理論6個形。
這些發現帶動了第二次超弦革命有數百篇論文出現。
弦理論會吸引這麼多注意，大部分原因是因為它有可能會成為大統一理論。
弦理論可能是量子引力解決方案之一，含有量。
引力之外，它描述各式作用力，包含電磁力和自然界存在其他各種作用力。
超弦理論包含組成物質基本粒子之一費米子。
至於弦理論能不能解釋基於目前物理界已知所有作用力和物質組成宇宙，這是未知數。
研究員未能找到一個弦論模型，其低能限為標準模型。
額外維是於「四維時空」而提出一個概念，泛指是理論四維時空基礎上擴展出來其它維度。
愛因斯坦提出宇宙是空間加時間組成「四維時空」。
1926年，德國數學物理學家西奧多·卡魯紮四維時空上添加一個空間維，添加一個第五維，愛因斯坦論方程加以改寫，改寫後方程式可以當時已知兩種基本力即“電磁力”和“引力”很地統一同一個方程中。
，理論中存在額外添加維度統稱“額外維”。
超弦理論中是一維時間十維空間或十一維空間。
那第一個問題，弦理論誕生背景是什麼？如果要選出一位全世界出名科學家，那答案肯定是愛因斯坦。
愛因斯坦貢獻是論，它完全推翻了牛頓物理學體系，徹底重塑了人類宇宙認知。
論是一個天才創想，是現代物理學兩大支柱之一。
現代物理學另支柱，叫量子力學。
這套理論，對論抽象，違識。
量子力學泰斗費曼説過這麼一句話，他説論雖然艱，但你只要認真讀過愛因斯坦文章，那能看懂；但如果是量子力學話，，沒人能看懂量子力學。
論和量子力學，是現代物理學基礎理論，是整個物理學大廈地基。
到宇宙的膨脹，到組成物質粒子，它們能解釋。
這兩套理論經受過無數次嚴格檢驗，無論實驗精度有多，論和量子力學能得到證實，屹立倒，可以説是人類歷史上兩大科學成就。
但問題出在這裏：作為物理學基礎，論和量子力學，上是存在衝突。
某些條件下，這兩套理論水火不容，所以可能同時正確。
什麼這麼説呢？先來看看論，這裏主要講廣義論。
物理學家恵勒一句話，概括了廣義論核心內容，“物質告訴空間如何彎曲，空間告訴物質如何運動”。
我們傳統認知中，空間是看不見摸不着，但廣義論看來，空間像是一張、膜，你可以想象一下家裏保膜，而且這個膜是有彈性。
你可以想象一下，如果我們一顆球放到這張膜上，膜會凹下去。
這裏，膜相當於空間，球相當於太陽、地球這些星球。
這麼一想你明白了，物質會讓空間彎曲。
而且物質，膜彎曲得，如果物質質量，這個彎曲幅度。
這叫“物質告訴空間如何彎曲”。
空間這張膜彎曲後，它會影響物質運動。
你想啊，假如一張膜了下去，那上面滾動小球，運動軌跡肯定會受到影響。
牛頓物理學中，地球圍着太陽轉，是因為“引力”作用，但牛頓解釋引力是怎麼來。
而廣義論提出，引力本質，這種空間形變，它影響了物質運動。
明白了弦理論誕生背景，那第二個問題，弦理論有什麼處？先來看看弦理論説些什麼。
延伸閱讀…
這叫“空間告訴物質如何運動”。
明白了“物質告訴空間如何彎曲，空間告訴物質如何運動”，你知道了廣義論是怎麼回事了。
一下量子力學，這裏主要講一下定性原理，叫測不準原理。
這個原理核心，一個粒子位置和速度，可能同時確定。
如果它位置確定，那它速度定性；如果速度確定，那位置定性。
舉個例子。
假如有一個盒子，這個盒子裏有一個電子。
你想這個電子抓起來，所以這個盒子裏擠壓，擠，這個時候，這個電子位置上確定性變高了，但這時你會發現，這個電子變得，盒子裏到處撞，速度，行動軌跡難以預料，説，它速度變得確定。
不光電子是這樣，所有粒子，如果我們它限定一個空間區域內，那這些粒子會變得，難以捉摸。
而且不光是位置和速度之間存在着這種關係，能量和時間之間存在着這種關係，所以如果考察時間足夠話，粒子能量會時間內地漲落起伏。
定性原理，即使是看似什麼沒有一片空間，如果我們把視野縮小，會發現那裏有大量活動。
所以量子力學裏，宇宙尺度上是一個、世界。
引力場尺度上會因為量子漲落而波盪起伏，而且我們關注空間，這種起伏。
講到這裏，論和量子力學矛盾，顯露出來了：你看，廣義論看來，宇宙空間像一張膜，雖然物質可以使它彎曲，但空間是。
但量子力學看來，宇宙空間尺度上是漲落，不是。
所以超微尺度上，論和量子力學衝突了。
這個衝突，弦理論誕生背景，是弦理論需要解決問題。
實話説，人看來，廣義論和量子力學衝突，不算。
因為這兩套理論各管一塊領域，會發生交叉：廣義論關注是問題，分析地球、太陽、星系這些大質量物體、尺度範圍時，管用；量子力學關注是問題，研究粒子運動這尺度問題時管用。
情況下它們是無事。
但問題是，如果我們一個尺度上來進行計算話，那兩套理論會發生衝突了。
這個尺度叫普朗克長度，是1.6×10負33次方釐米，這個尺度有多呢？假如我們一個原子放大到像整個宇宙那麼大，那普朗克相當於地球上一棵樹那麼。
那你可能會問，這麼尺度，有沒有研究意義？有。
比如説黑洞中心，質量尺度，或者宇宙爆炸那一瞬間宇宙，是質量尺度。
如果我們要研究這些問題，那論和量子力學衝突，得解決。
物理學一路發展到論和量子力學這裏，終於出現了不能不解決矛盾。
瞭解這個矛盾，需要一套能夠調和它們理論，這個背景之下，弦理論誕生了。
剛才講第一個問題，弦理論誕生背景是什麼？弦理論誕生時，現代物理學兩大支柱理論，論和量子力學，極端情況下發生了不可解決衝突。
瞭解這個問題，科學家需要一套理論。
這是弦理論使命之一。
明白了弦理論誕生背景，那第二個問題，弦理論有什麼處？先來看看弦理論説些什麼。
延伸閱讀…
古希臘人認為，所有物質是粒子構成。
他們這種粒子叫做原子，説它，而且不可分割。
今天我們知道了，原子下面有質子、中子、電子、夸克、中微子粒子。
但總，弦理論出現以前，人們普遍認為，物質是這些像一個個點粒子構成。
不光如此，宇宙裏各種力，包括電磁力、強力、弱力，各種粒子有關，比如光子、膠子。
我們這套用粒子來描述各種事物理論，叫做“標準模型理論”。
標準模型理論，弦理論認為，我們宇宙不是點狀粒子組成，而是一根根震動弦構成。
弦理論提出，如果我們各種基本粒子放大，目前達不到精度去觀察它們，會發現，這些粒子並不是一個點，而是一個小小的環構成。
每個粒子好像是一根無限細的、一維橡皮筋，地震動。
了，這些弦，長度講過普朗克長度，我們目前觀測技術，它個點。
所以，弦理論中，宇宙層面，到處是小小的琴絃，這些琴絃振動，演奏出了整個宇宙演化交響曲。
這弦理論核心觀點，是弦理論地方。
你可能會問，弦理論設想雖然，但有什麼呢？道我們熟悉以粒子基礎標準模型理論錯了嗎？説，標準模型理論發展到今天，完備了，而且受住了嚴格檢驗，確沒發現什麼問題。
但標準模型理論有一個：它雖然能描述四種基本力中三種，電磁力、強力和弱力，但是解釋不了引力是怎麼回事。
所以它算不上是涵蓋一切“萬有理論”。
但弦理論，如果我們粒子換成弦話，會發現，某個振動模式之下，可以產生一種質量0粒子，科學家們期待“引力子”，能夠解釋引力是怎麼回事。
所以，弦理論不光可以描述物質組成，還可以描述自然界裏包括引力內所有基本力，有能解釋萬物潛力。
另一方面，標準模型理論裏基本粒子遠不止一種，而是有好多好多種，比如夸克、膠子、光子，它們是基本粒子。
所以科學家會，什麼這些粒子有這麼多種？具有各自性質？這有什麼解釋嗎？道只是巧合？弦理論了一個解釋。
弦理論看來，我們觀察到那些粒子，是弦構成。
你可以想象一個場景，吉他上弦，是可以震動，而且即使我們拿多根完全一樣弦過來，通過彈奏力度，可以讓這些弦產生震動幅度，發出大小聲音。
弦理論裏弦是這，雖然所有弦是，但這些弦具有振動模式，所以可以產生粒子。
比如説，如果弦振幅，波長小，那產生粒子攜帶能量。
同樣，粒子其他性質，比如質量、電荷，弦振動模式有關。
這解釋了粒子種類和性質問題。
講到這裏你可以感受到，弦理論標準模型理論具有統一性，接近一個終極理論。
它能解釋粒子性質，能解釋引力。
雖然目前還不能確定弦理論，但它提供一統框架，吸引人。
但弦理論吸引人地方是它可以廣義論和量子力學之間對立。
之前説過，廣義論中，空間和時間是、彎曲，但量子力學中，空間微觀上是漲落。
那弦理論是怎麼解決這個矛盾呢？看個形象例子。
假如你面前放着一塊精心加工過花崗石，你手去摸它，會感覺它，一點瑕疵沒有，但如果你放大鏡或者顯微鏡來觀察它表面，會發現，花崗石表面是凹凸不平，有許多顆粒和坑洞，只是這些顆粒太小，手感覺不到。
這個例子中，花崗石表面的顆粒，手感覺不到，因為它超出了手感知範圍，於手來説它是有意義。
同樣道理，如果我們把手換成弦話，那意味着，如果一個東西比弦，弦產生不了影響，那它於弦來説，是沒有意義。
弦理論中，組成物質單位，弦。
弦長度，普朗克長度。
如果一塊空間普朗克，那不管裏面發生些什麼，不會影響到弦，弦來説有意義。
而我們之前説過，量子力學和論衝突，普朗克尺度以下發生，但實際上，這麼尺度下，無論發生怎樣量子漲落，空間裏有怎滔天巨浪，影響不到弦。
既然影響不到整個宇宙中基本單位，影響不到其他各種事物了，所以我們不用管普朗克尺度以下會出現量子力學和論衝突，問題這麼解決了。
你肯定想，這是耍花招，這不是解決問題，而是逃避問題。
不是。
因為我們想象普朗克長度以下衝突，本來標準模型理論基礎上會產生，別忘了標準模型理論中，構成各種物質是粒子，但如果我們換一套理論，粒子換成弦，那這個問題壓根會產生。
什麼這麼説呢？標準模型理論中，空間是可以無限分割，要多有多，沒有，但弦理論世界中，這種空間概念並適用。
空間只能到弦尺度，不能小了。
這相當於整個遊戲規則變了，那問題存在了。
廣義論和量子力學規則下可以。