前沿物理学
玻色弦理论与超弦理论
考察闭合弦的振动模式，并把每个模对应为谱中的一个「粒子」。验证弦振动产生质量塔 的思想。
器材
- 振动的闭合弦3D模型
- 模数与振幅滑块
- 暂停按钮定格振动形态
实验步骤
数振动模数
把「振幅」设为中等，将「模数」从1扫到6。对每个 n 数环上的波腹数：模 n 恰在环上容纳 n 个波长——类似吉他弦上的驻波，但首尾闭合。
联系模与粒子质量
弦论中每个振动模是不同粒子：模越高对应 Regge 塔 上越重的粒子。记录每模的「相对质量」∝ n 并画出序列——这正是单一对象（弦）生成整个粒子谱的方式。
振幅与能量的作用
固定「模数」改变「振幅」：振动能量随振幅增长，但模结构（「粒子种类」）不变——振幅对应激发强度，模数决定粒子身份。按「暂停」捕捉波形并比较不同 n。
预测极限模与稳定性
先预测 n = 6 的波形再验证；注意闭合弦只允许整数模——闭环驻波条件。联系：超弦中量子约束（Virasoro）剔除大量「鬼」模只留下物理谱——这正是维数被固定（超弦为10维）的原因。
模拟
实验历史
弦论诞生于一次有益的误会：1968年加布里埃莱·韦内齐亚诺写下介子强相互作用振幅；南部阳一郎、尼尔森和萨斯坎德在1969–70年意识到该式等价于一维弦的振动。强相互作用模型在QCD胜出后被放弃，但谢尔克和施瓦茨1974年指出弦具有无质量自旋-2模——引力子的特征——暗示弦可以量子化引力。
1984年的「第一次超弦革命」（格林–施瓦茨证明SO(32)中反常相消）使该理论成为「万有理论」候选：10维中存在五种自洽超弦理论，预言引力子与超对称。代价是预言的能量尺度无法企及——弦论至今更是一项数学纲领而非实验纲领。