物理学理论层级 - 物理学理论存在一个从高维到低维的降维链条，从宇宙最高维理论逐步退化至接近人类观察和理解的世界 [1][2] - M理论处于最高层级，为11维理论，可通过卷曲或投影等降维方法退化为10维的弦论 [4] - 弦论由3维空间、1维时间和6维卡拉比-丘流形组成，其几何性质决定宇宙基本粒子种类和物理常数 [5][6] - 通过忽略紧致化的6维，弦论在低能极限下退化为4维的广义相对论 [7][9] 理论退化路径 - 广义相对论在时空平坦和无引力条件下退化为狭义相对论，后者在物体远低于光速时退化为牛顿力学 [10][11] - 弦长逼近零时从振动退化为点粒子，引出量子场论作为广义相对论层级的候选理论 [13] - 量子场论由量子杨-米尔斯理论、希格斯机制和费米子场理论组成，在特定条件下退化为量子电动力学 [14][15] - 量子电动力学在低能和非相对论极限下退化为麦克斯韦方程 [16] 杨-米尔斯理论发展 - 1954年版杨-米尔斯理论预测传递力的粒子质量为0，但与汤川秀树证明的介子质量不为零相矛盾，导致该理论长期未被重视 [18] - 1970年代科学家通过高深数学工具建立夸克模型并预言胶子存在，1979年无质量胶子的发现使杨-米尔斯理论获得认可 [18] - 将经典杨-米尔斯理论量子化在数学上极为困难，其数学基础构建仍未成功，是克莱研究所悬赏百万美金的千禧年难题之一 [19] 科学家贡献对比 - 杨振宁在杨-米尔斯理论中的贡献被认为可比肩爱因斯坦，但理论初期缺陷使其影响力受限 [18] - 希尔伯特完成了广义相对论的数学解和量子力学的数学基础，但在大众知名度远不及爱因斯坦 [20] - 爱因斯坦凭借物理直觉采用拿来主义数学方法，抢先于庞加莱和希尔伯特取得突破，但数学水平的限制可能影响其后期统一场论研究 [20] - 与牛顿独立发明数学工具并建立物理体系相比，爱因斯坦的成就被认为略逊一筹 [21]