Caâc díy lađ ăùơc biïơt do hai nguýn nhín. Thûâ nhíịt, mùơc duđ coâ quaêng tñnh khöng gian, nhûng chuâng coâ thïí ặúơc mö taê möơt caâch nhíịt quaân trong khuön khöí cuêa cú hoơc lûúơng tûê. Thûâ hai, trong söị nhûông mode dao ăöơng cöơng hûúêng, coâ möơt mode coâ nhûông tñnh chíịt chñnh xaâc cuêa graviton, vađ nhû víơy ăaêm baêo rùìng lûơc híịp díîn lađ möơt böơ phíơn nöơi taơi trong cíịu truâc cuêa noâ. Nhûng, giöịng nhû lyâ thuýịt díy ăaô chûâng toê, khaâi niïơm haơt ăiïím thöng thûúđng chùỉng qua chó lađ sûơ lyâ tûúêng hoâa toaân hoơc chûâ khöng hïì coâ trong thïị giúâi thûơc, ngûúđi ta cuông coâ thïí hoêi: nhûông súơi díy möơt chiïìu cûơc maênh liïơu coâ phaêi cuông lađ sûơ lyâ tûúêng hoâa hay khöng? Liïơu coâ thïí caâc díy thûơc sûơ cođn coâ möơt bïì dađy nađo ăoâ, giöịng nhû bïì mùơt möơt chiïịc sùm xe ăaơp hai chiïìu, chùỉng haơn, hay cođn thûơc tïị hún nûôa, nhû möơt chiïịc baânh vođng ba chiïìu? Nhûông khoâ khùn dûúđng nhû khöng thïí vûúơt qua mađ Heisenberg, Dirac vađ nhûông ngûúđi khaâc ăaô nhíơn thíịy khi ắnh xíy dûơng möơt lyâ thuýịt dûơa trïn caâc "cuơc" haơt ba chiïìu, nhiïìu líìn ăaô gíy trúê ngaơi cho caâc nhađ nghiïn cûâu ăi theo chuöîi líơp luíơn tûơ nhiïn ăoâ.
Tuy nhiïn, hoađn toađn bíịt ngúđ vađo nhûông nùm 1990, thöng qua nhûông suy luíơn giaân tiïịp vađ khaâ sùưc saêo, caâc nhađ lyâ thuýịt díy ăaô nhíơn thíịy nhûông ăöịi tûúơng cú baên coâ söị chiïìu cao hún nhû víơy thûơc sûơ ăaô ăoâng möơt vai trođ quan troơng vađ tinh tïị trong chñnh baên thín caâc lyâ thuýịt díy. Díìn dađ caâc nhađ víơt lyâ cuông ăaô phaât hiïơn ra rùìng lyâ thuýịt díy khöng phaêi lađ möơt lyâ thuýịt chó chûâa caâc díy. Möơt nhíơn xeât quan troơng ăoâng vai trođ trung tím ăöịi vúâi cuöơc caâch maơng siïu díy líìn thûâ hai ặúơc khúêi xûúâng búêi Witten vađ nhûông ngûúđi khaâc vađo nùm 1995, ăoâ lađ lyâ thuýịt díy bao hađm caê nhûông thađnh phíìn coâ nhiïìu chiïìu khaâc nhau: nhûông thađnh phíìn hai chiïìu giöịng nhû caâi ẵa, nhûông thađnh phíìn ba chiïìu giöịng nhû gioơt nûúâc vađ thíơm chñ cođn coâ nhûông khaê nùng quaâi laơ hún nûôa. Nhûông ăïì xuíịt múâi nhíịt nađy seô ặúơc ăïì cíơp túâi úê caâc chûúng 12, 13. Cođn hiïơn thúđi, chuâng ta víîn tiïịp tuơc cíu chuýơn vađ khaâm phaâ tiïịp nhûông tñnh chíịt múâi laơ cuêa vuô truơ ặúơc cíịu thađnh búêi nhûông díy 1 chiïìu thay cho nhûông haơt ăiïím khöng chiïìu.
CHÛÚNG 7: CAÂI "SIÏU" TRONG SIÏU DÍY
Khi biïịt rùìng chuýịn thaâm hiïím cuêa Eddington vađo nùm 1919, nhùìm kiïím chûâng möơt tiïn ăoaân cuêa Einstein noâi rùìng aânh saâng phaât ra tûđ nhûông ngöi sao khi ăi qua caơnh mùơt trúđi seô bõ noâ lađm cho cong ăi, ăaô kïịt thuâc thađnh cöng, Hendrk Lorentz nhađ víơt lyâ Hađ Lan ăaô gûêi cho Einstein möơt bûâc ăiïơn baâo tin vui ăoâ. Khi tin nađy ặúơc lan ra, möơt sinh viïn ăaô hoêi Einstein rùìng, öng nghô nhû thïị nađo nïịu nhû caâc pheâp ăo cuêa Eddington khöng phaât hiïơn thíịy caâc tia saâng bõ cong nhû ặúơc tiïn ăoaân, Einstein ăaâp: "Khi ăoâ töi seô ríịt tiïịc cho Chuâa, búêi vò lyâ thuýịt cuêa töi lađ ăuâng". Tíịt nhiïn, nïịu nhû caâc thûơc nghiïơm khöng xaâc nhíơn nhûông tiïn ăoaân cuêa Einstein thò lyâ thuýịt cuêa öng khöng ăuâng vađ thuýịt tûúng ăöịi röơng hùỉn seô khöng trúê thađnh möơt trong nhûông truơ cöơt cuêa víơt lyâ hiïơn ăaơi. Nhûng ăiïìu mađ Einstein muöịn noâi, ăoâ lađ thuýịt tûúng ăöịi röơng ăaô mö taê trûúđng híịp díîn vúâi möơt veê ăeơp nöơi taơi síu sùưc, vúâi nhûông yâ tûúêng maơnh meô nhûng ăún giaên nhû thïị, öng nghô khoâ mađ hònh dung nöíi nïịu noâ khöng ăuâng. Theo quan ăiïím cuêa Einstein, thuýịt tûúng ăöịi röơng híìu nhû lađ quaâ ăeơp nïn khöng thïí sai ặúơc.
Tuy nhiïn, nhûông suy xeât vïì mùơt myô hoơc khöng thïí phaân xûê sûơ ăuâng sai cuêa möơt chín lyâ khoa hoơc ặúơc. Xeât cho túâi cuđng, caâc lyâ thuýịt ăïìu phaêi chõu sûơ phaân xûê dûơa trïn sûâc chöịng traê cuêa chuâng khi phaêi ăöịi mùơt vúâi nhûông sûơ kiïơn thûơc nghiïơm khö cûâng vađ laơnh luđng. Nhûng nhíơn xeât nađy cíìn phaêi ríịt thíơn troơng. Trong khi möơt lyâ thuýịt cođn ăang ặúơc xíy dûơng, hiïơn traơng phaât triïín cođn ăang dúê dang cuêa noâ thûúđng khöng cho pheâp lyâ thuýịt ăoâ ặa ra ặúơc nhûông tiïn ăoaân coâ thïí kiïím chûâng bùìng thûơc nghiïơm. Tuy nhiïn, caâc nhađ víơt lyâ víîn phaêi lûơa choơn vađ suy xeât caâc hûúâng nghiïn cûâu ăïí tiïịp tuơc phaât triïín lyâ thuýịt cođn chûa hoađn tíịt cuêa hoơ. Möơt söị trong nhûông nhûông quýịt ắnh nađy ặúơc aâp ăùơt búêi sûơ nhíịt quaân lögñc nöơi taơi, búêi leô chùưc chùưn chuâng ta phaêi ăođi hoêi möơt lyâ thuýịt coâ yâ nghôa khöng thïí chûâa nhûông ăiïìu vö lyâ vïì mùơt lögñc. Nhûông quýịt ắnh khaâc ặúơc díîn dùưt búêi linh caêm vïì nhûông hïơ quaê thûơc nghiïơm ắnh tñnh cuêa möơt cíịu truâc lyâ thuýịt nađy ăöịi vúâi möơt cíịu
truâc khaâc; noâi chung, chuâng ta seô khöng quan tím túâi möơt lyâ thuýịt, nïịu nhû coâ khöng coâ khaê nùng mö taê thïị giúâi xung quanh chuâng ta. Nhûng chùưc chùưn cuông coâ trûúđng húơp möơt söị quýịt ắnh cuêa caâc nhađ víơt lyâ lyâ thuýịt laơi dûơa trïn caêm giaâc thíím myô, theo ăoâ caâc lyâ thuýịt phaêi coâ ặúơc sûơ thanh nhaô vađ veê ăeơp vïì cíịu truâc saânh ặúơc vúâi thïị giúâi mađ chuâng ta quan saât. Tíịt nhiïn, khöng coâ gò ăaêm baêo lađ ăiïìu ăoâ seô díîn túâi chín lyâ. Coâ thïí, úê síu hún, vuô truơ coâ cíịu truâc khöng ặúơc ăeơp nhû chuâng ta tûúêng hoùơc cuông coâ thïí chuâng ta seô thíịy rùìng nhûông tiïu chuíín thíím myô cuêa chuâng ta cíìn phaêi ặúơc chùưt loơc ăaâng kïí khi aâp duơng trong nhûông böịi caênh ñt quen thuöơc hún. Tuy nhiïn, ăùơc biïơt khi chuâng ta bûúâc vađo kyê nguýn, trong ăoâ caâc lyâ thuýịt cuêa chuâng ta mö taê nhûông thûơc taơi cuêa vuô truơ ngađy cađng khoâ thùm dođ bùìng thûơc nghiïơm hún, caâc nhađ víơt lyâ phaêi dûơa vađo caêm giaâc thíím myô ăïí traânh xa nhûông con ặúđng bïị tùưc mađ hoơ coâ thïí bõ laơc vađo. Cho ăïịn nay, phûúng phaâp nađy ăaô cho chuâng ta möơt sûơ díîn dùưt saâng suöịt vađ ríịt coâ hiïơu quaê.
Trong víơt lyâ cuông nhû trong nghïơ thuíơt, ăöịi xûâng lađ möơt phíìn then chöịt cuêa thíím myô. Nhûng khöng giöịng nhû trong nghïơ thuíơt, ăöịi xûâng trong víơt lyâ coâ möơt yâ nghôa cuơ thïí vađ chñnh xaâc hún. Thûơc víơy, bùìng caâch baâm riïịt khaâi niïơm cuơ thïí nađy cuêa ăöịi xûâng túâi nhûông kïịt luíơn toaân hoơc cuêa noâ, trong míịy chuơc nùm gíìn ăíy, caâc nhađ víơt lyâ ăaô tòm ra nhûông lyâ thuýịt trong ăoâ caâc haơt víơt chíịt vađ caâc haơt truýìn tûúng taâc gùưn boâ míơt thiïịt vúâi nhau túâi mûâc trûúâc ăoâ chûa tûđng coâ ai hònh dung nöíi. Nhûông lyâ thuýịt nhû thïị, khöng chó thöịng nhíịt caâc lûơc cuêa tûơ nhiïn mađ cođn caê caâc thađnh phíìn cuêa víơt chíịt nûôa, ăïìu coâ möơt ăöịi xûâng khaê dô lúân nhíịt vađ vò lyâ do ăoâ mađ chuâng ặúơc goơi lađ siïu ăöịi xûâng. Lyâ thuýịt siïu díy, nhû chuâng ta seô thíịy, lađ möơt vñ duơ vûđa lađ thuêy töí vûđa lađ tuýơt ẳnh cuêa möơt khuön khöí siïu ăöịi xûâng.