在上一章中我对弦论的描述是基于1989年对弦论的理解展开的。他们知道快子的危险，知道超弦的精妙性质，以及弦与时空的关系。他们还知道一件事，这有点复杂，我几乎没提到过：它涉及如何把超弦的六个额外维度卷起来的过程，这样我们就只剩三个空间的维度和一个时间的维度了。这看起来很美好，因为这样你就得到了基础物理中所有最主要的内容了。引力在那里。光子在那里。电子和其他粒子也在那里。它们之间的相互作用是我们需要的。聪明的紧化将给出正确的粒子的列表——这个列表比我刚刚提到的还要多得多。但正确的紧化并不能让弦理论家“完成”他们的工作，即推出我们在真实世界中观察到的那些物理规律。
回忆那个时期，还有另一个问题。那时，我们每天、整天都是弦，弦，弦。要理解弦世界面很深奥，但人们也在这种深奥的理解里暂时迷失了自己，他们看不见除此之外的其他可能性，而最终这种可能性是在第二次超弦革命中被探索的。我很难精确描述那段历史，因为我自己是在第二次超弦革命开始后一段时间才进入这个领域的。但有一点是清楚的，就是越来越多的线索表明弦可能并不是故事的全部。在开始仔细讨论膜之前，首先回顾一些这样的线索将是有益的，它们将使我们对第二次超弦革命有个大致的了解。
一个线索是弦之间的相互作用，随着弦和弦之间分裂和汇聚的事件越来越多，整个过程会变得越来越不可控。有些人建议当分裂和汇聚相互作用变得很强的时候，为了处理这样的弦论，我们应当在理论中引入新的对象。另一个线索来自超引力。超引力是超弦理论的低能极限。这里我说“低能极限”的意思是你将不考虑除最低能量振动之外的其他超弦的振动模式。剩下的将只有引力子和一些其他我们可以精确理解的粒子，只要它们的能量不是太高。我们发现在超引力理论中有一些重要的对称性在弦论的世界面描述中是不出现的。这提示我们世界面描述可能是不完备的。最直白的线索来自对膜的构造。一个膜就像是一个弦，但它可以具有任意空间延伸的维数。一个弦就是一个1-膜。一个点粒子就是一个0-膜。一个膜状物（想象一下细胞膜），在任何给定时间就是个表面，是个2-膜。类似的还有3-膜，4-膜，5-膜（有两种！），6-膜，7-膜，8-膜和9-膜。弦论中有这么多种膜，看来仅通过弦来理解万事万物是不可能的。最后一个线索来自十一维的超引力。这个理论仅由以下两点出发：超对称和广义相对论。它和来自弦论的超引力理论有些关系，这些关系早在第二次超弦革命前就已经被人理解了。但还不清楚它如何或是否与世界面弦论有关。最糟糕的是，它不能容纳量子力学，所以弦理论家对这种理论是怀疑的，因为他们一直认为量子力学和引力是紧密地关联在一起的。十一维超引力，对弦理论家来说，一句话就是个秘密：有些很接近他们最感兴趣的，但并不完全有意义。
图5.1 0-膜，弦，2-膜和3-膜。一个弦可以自我封闭形成一个闭合的圈。一个2-膜可以自我封闭形成一个没有边界的表面。一个3-膜也可以类似的方式自我封闭，但我们很难画出它们。
当这些线索突然变得清晰起来的时候，这个领域在1990年代中期后的几年里就有了本质的变化。弦仍然被认为是重要的，但具有不同维度的膜也成为基础。至少在一些情况下，膜必须被放到和弦同等重要的地位上。在另外的情形下，膜可以被描述为具有零温度的黑洞。十一维的超引力也被漂亮地吸纳进这一套新思想里。它是如此关键，以至于有了一个新名字：M-理论。更恰当地说，M-理论就是十一维超引力在低能极限下的所谓自洽的量子理论。不幸的是第二次超弦革命并不能完全解释M-理论到底是什么。然而，通过膜提供给我们的新工具，我们明白了我们可以用一种新的方式去理解弦论。特别令人惊讶的是当弦之间的相互作用很强时，新的对象（常常是膜）会提供一个更简单的动力学描述。
显然，这里我只简单地介绍了第二次超弦革命中的思想。在本章的剩余部分和第6章的很多地方，我将更详细地讨论其中的某些想法。最好让我们由D-膜开始。
