'Τη δεκαετία του 1970 και τα πρώτα χρόνια της δεκαετίας του 1980 η θεωρία χορδών παρέπαιε στα πρόθυρα της λήθης. Δεν φαινόταν να ανταποκρίνεται στον αρχικό της στόχο, που ήταν η περιγραφή των πυρηνικών δυνάμεων. Και ενώ εμπεριείχε την κβαντική μηχανική, φαινόταν πιθανό να πάσχει από μια δυσδιάκριτη εσωτερική ασυνέπεια, γνωστή στους φυσικούς ως ανωμαλία. Ένα παράδειγμα ανωμαλίας θα ήταν το εξής: αν υπήρχαν σωματίδια όμοια με τα νετρίνα, αλλά ηλεκτρικά φορτισμένα, τότε ορισμένα βαρυτικά πεδία θα μπορούσαν αυθόρμητα να δημιουργήσουν ηλεκτρικό φορτίο. Αυτό είναι κακό για μια θεωρία, διότι η κβαντική μηχανική απαιτεί να διατηρείται στον κόσμο ένα αυστηρό ισοζύγιο ανάμεσα στα αρνητικά φορτία, όπως τα ηλεκτρόνια, και τα θετικά φορτία, όπως τα πρωτόνια. Ήταν λοιπόν μεγάλη ανακούφιση όταν το 1984 αποδείχτηκε ότι η θεωρία χορδών δεν έχει ανωμαλίες. Άρχισε τότε να θεωρείται ως μια βιώσιμη υποψήφια θεωρία για την περιγραφή του σύμπαντος.
Από αυτό το καταρχήν τεχνικό αποτέλεσμα ξεκίνησε η «πρώτη επανάσταση των υπερχορδών»: μια περίοδος ξέφρενης ερευνητικής δραστηριότητας και δραματικών προόδων, που ωστόσο δεν πέτυχε το δηλωμένο στόχο της, να παραγάγει μια θεωρία των πάντων. Ήμουν τότε παιδί και ζούσα κοντά στο Κέντρο για τη Φυσική του Άσπεν, ένα θερμοκήπιο εκείνης της δραστηριότητας. Θυμάμαι ότι γινόταν συζήτηση για το αν η θεωρία υπερχορδών θα μπορούσε να ελεγχθεί στον Υπεραγώγιμο Υπερεπιταχυντή Συγκρουόμενων Δεσμών και ότι αναρωτιόμουν τι το εξαιρετικό σήμαιναν όλα αυτά τα «υπέρ». Λοιπόν, οι υπερχορδές είναι χορδές που έχουν την ειδική ιδιότητα της υπερσυμμετρίας. Και τι είναι άραγε αυτή η υπερσυμμετρία; [...] Πρώτον: η υπερσυμμετρία συσχετίζει σωματίδια που έχουν διαφορετικό σπιν. Το σπιν ενός σωματιδίου μοιάζει με το στροβιλισμό μιας σβούρας, αλλά, σε αντίθεση με τη σβούρα, το σωματίδιο έχει σταθερό στροβιλισμό που ούτε εξασθενεί ούτε ενισχύεται. Δεύτερον: από τις θεωρίες χορδών, οι υπερσυμμετρικές είναι εκείνες που έχουν κατανοηθεί καλύτερα. Ενώ οι μη υπερσυμμετρικές θεωρίες χορδών απαιτούν 26 διαστάσεις, οι υπερσυμμετρικές απαιτούν μόνο δέκα. Φυσικά, πρέπει κανείς να παραδεχτεί ότι ακόμα και από τις δέκα διαστάσεις οι έξι περισσεύουν, αφού αντιλαμβανόμαστε μόνο τις τρεις του χώρου και τη μία του χρόνου. Ένα μέρος της προσπάθειας να μετατραπεί η θεωρία χορδών σε θεωρία του πραγματικού κόσμου έγκειται στο να απαλλαγούμε με κάποιο τρόπο από αυτές τις επιπλέον διαστάσεις ή να τους βρούμε κάποιο χρήσιμο ρόλο.
Στο υπόλοιπο της δεκαετίας του 1980 οι θεωρητικοί των χορδών έκαναν παθιασμένο αγώνα δρόμου για να ανακαλύψουν τη θεωρία των πάντων. Αλλά δεν είχαν επαρκή γνώση της θεωρίας χορδών. Όπως γνωρίζουμε σήμερα, οι χορδές δεν τα εξηγούν όλα. Η θεωρία απαιτεί την ύπαρξη βρανών: αντικειμένων που εκτείνονται σε περισσότερες από μία διαστάσεις. Η απλούστερη βράνη είναι η μεμβράνη (ή 2-βράνη): όπως η επιφάνεια ενός τυμπάνου, μια μεμβράνη εκτείνεται σε δύο χωρικές διαστάσεις. Είναι μια επιφάνεια που μπορεί να πάλλεται με εγκάρσιες ταλαντώσεις. Υπάρχουν επίσης οι 3-βράνες, που μπορούν να «γεμίσουν» τις τρεις διαστάσεις του χώρου της εμπειρίας μας και ταλαντώνονται στις πρόσθετες χωρικές διαστάσεις που απαιτεί η θεωρία χορδών. Μπορεί επίσης να υπάρχουν 4-βράνες, 5-βράνες κ.ο.κ. έως και 9-βράνες. Όλα αυτά αρχίζουν να μοιάζουν υπερβολικά πολύπλοκα, αλλά υπάρχουν σοβαροί λόγοι που μας πείθουν ότι χωρίς όλες αυτές τις βράνες είναι αδύνατο να διατυπωθεί μια συνεπής θεωρία χορδών. Μερικοί από τους λόγους αυτούς έχουν να κάνουν με τους «δυϊσμούς χορδών». Ένας δυϊσμός είναι η σχέση που συνδέει δύο φαινομενικά διαφορετικά αντικείμενα ή δύο φαινομενικά διαφορετικές περιγραφές. Ένα απλοϊκό παράδειγμα είναι η επιφάνεια μιας σκακιέρας. Η μια περιγραφή ή άποψη είναι ότι πρόκειται για μια λευκή επιφάνεια με μαύρα τετράγωνα. Η άλλη είναι ότι πρόκειται για μια μαύρη επιφάνεια με λευκά τετράγωνα. Και οι δύο απόψεις (κατάλληλα βελτιωμένες ως προς την ακρίβεια) δίνουν μια ικανοποιητική περιγραφή της επιφάνειας της σκακιέρας. Είναι διαφορετικές, αλλά σχετίζονται: ανταλλάσσοντας το λευκό και το μαύρο, η κάθε περιγραφή μετατρέπεται στην άλλη.
Το δεύτερο μισό της δεκαετίας του 1990 συνέβη η δεύτερη επανάσταση των υπερχορδών, που βασίστηκε στην αναδυόμενη κατανόηση των δυϊσμών των χορδών και του ρόλου των βρανών. Έγιναν ξανά προσπάθειες να αξιοποιηθεί αυτή η νέα κατανόηση σε ένα θεωρητικό πλαίσιο που θα διέθετε τα χαρακτηριστικά μιας θεωρίας των πάντων. Λέγοντας εδώ «των πάντων», εννοούμε όλες τις πτυχές της θεμελιώδους φυσικής που κατανοούμε και έχουμε ελέγξει πειραματικά. Η βαρύτητα είναι μέρος της θεμελιώδους φυσικής, καθώς και ο ηλεκτρομαγνητισμός και οι πυρηνικές δυνάμεις. Επίσης τα διάφορα σωματίδια, όπως τα ηλεκτρόνια, τα πρωτόνια και τα νετρόνια, από τα οποία συντίθενται όλα τα άτομα. Ενώ έχουν επινοηθεί θεωρίες χορδών που αναπαράγουν σε γενικές γραμμές όσα γνωρίζουμε, παραμένουν κάποιες επίμονες δυσκολίες στο δρόμο προς μια πλήρως βιώσιμη θεωρία. Ταυτόχρονα, όσο περισσότερα μαθαίνουμε για τη θεωρία χορδών, τόσο περισσότερο αντιλαμβανόμαστε πόσα αγνοούμε. Φαίνεται λοιπόν σαν να χρειάζεται μια τρίτη επανάσταση των υπερχορδών. Κάτι τέτοιο όμως δεν έχει συμβεί ακόμα. Αντ’ αυτού, οι θεωρητικοί των χορδών προσπαθούν, με βάση το υπάρχον επίπεδο κατανόησης, να διατυπώσουν επιμέρους προτάσεις για το τι θα μπορούσε να αποφανθεί η θεωρία χορδών τόσο για τα τρέχοντα πειράματα όσο και για τα αμέσως επόμενα. Οι πιο εντατικές προσπάθειες στην κατεύθυνση αυτή επιδιώκουν να συνδέσουν τη θεωρία χορδών με τις συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων ή μεταξύ βαρέων ιόντων σε υψηλές ενέργειες. Οι συνδέσεις στις οποίες ελπίζουμε είναι πιθανό να βασίζονται στις ιδέες της υπερσυμμετρίας ή των επιπλέον διαστάσεων ή των οριζόντων μελανών οπών, ή ίσως σε όλες αυτές ταυτόχρονα.'
Στίβεν Σ. Γκάμπσερ, Το Μικρό Βιβλίο της Θεωρίας Χορδών, μτφρ. Πέτρος Δήτσας, εκδ. Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης