弦论的基本思想是:组成物质的基本单元不是粒子,而是弦.弦有开弦和闭弦两种,形状如下图所示:
弦的激发给出了各种不同的粒子.粒子在时空中运动的轨迹叫做世界线(world line).弦在时空中运动的轨迹叫做世界面(world sheet).世界面由两个参数 $\sigma$ 和 $\tau$ 来参数化.函数 $x^\mu(\tau,\sigma)$ 把世界面上的坐标 $\sigma$ 和 $\tau$ 映射到时空坐标 $x$ 上.
在弦论世界里面,组成物质的基本单元是长度大约是普朗克长度($10^{-33} \,\mathrm{cm} $)的弦.像所有其他弦一样,这些基本弦能够振动.不同的振动频率形成了不同性质的粒子.对于一个自旋为 $J$ 质量为 $m_J$ 的粒子,质量和自旋通过如下式子联系起来
弦也能分开和合并.比如弦 A 可以分开变成弦 B 和弦 C.这个过程对应于粒子衰变