定义科学有非常多钟方法，但也许每个人都可以同意的一个方法是：
1.收集有关自然界或特定现象的知识；
2.提出了关于该现象的合乎自然规律和物理解释的可检验假设；
3.对假设进行检验，验证或推翻它；
4.并且构建了一个总体框架或科学理论来解释该假设，并借此对其他现象做出预测；
5.然后对其进行进一步测试和验证（在这种情况下，寻求值得测试的新现象，返回步骤3），如果推翻了假设，在这种情况下，需要提出新的可检验假设（返回到步骤2）...
就这样继续下去。
这个科学过程通常涉及不断获取更多、更新的数据，当研究超出了理论的有效性范围时，完善或推翻替换假设，并继续进行测试以使理论能够接受进一步的检验。
无论我们是否能充分认识到，科学就是这样在一直进步。日心说取代了地心说，因为它为地心说无法说明的现象作出了合理的解释，包括：
木星的卫星
（图片来源于:维基百科的用户NichalpandSagredo，日心模型中金星的相位和角度大小））
牛顿力学取代了开普勒定律，因为它对地面力学和天体力学具有普适性。就连爱因斯坦的相对论，无论是狭义的还是广义的，都是由于牛顿力学无法解释接近光速和处于强引力场当中的行为而产生的。
它所提供的观测条件远超于牛顿时代所局限的范围，例如可以对放射性衰变元素的粒子寿命以及水星在几个世纪以来围绕太阳运行的轨道进行测量。在新的体系下，我们能够以更高的精度以及更长的时间跨度来不断收集数据，这使我们能够看到现有科学理论的不足和超越、拓展它们的可能性。
如今，爱因斯坦的广义相对论仍然是主流的引力理论。一路走来，它通过了各种实验和观察的测试，从引力透镜到相对论框架再到二元脉冲星轨道的衰变。其他三种基本的力——电磁力、强力、弱力，都由量子论来进行描述。这两类理论从根本上说是不相容和不完整的，它们表明，尽管标准模型取得了成功和引力量子理论也有其必要性，但是宇宙仍然比我们目前所理解的要复杂得多。
（图片来源于：NASA，一位艺术家提出的概念——利用重力探测器B环绕地球的轨道来测量时空曲率）
解决这个难题的一种选择是弦理论，或者认为我们所感知到的一切都是粒子，又或者力就是闭弦或开弦的激发，它以特定但独特的频率震动。
似乎，通过称其为“弦理论”而将其表示为一种科学问题的解决方案，我们已经给出了肯定的回答：是的，弦理论就是一种科学理论。但它仅仅是数学意义上的理论，这意味着它有自己独有的一套公式、假设、元素与由其推导的定理和推论。集合论、群论、数论都是数学理论的例子，弦理论也是如此。
（图片来源于：维基百科用户Lunch，卡拉比-丘流形的二维投影，一种压缩弦理论多余维度的普遍方法。）
但这是物理理论吗？
它能够进行物理预测，例如：
1.存在十个维度；
2.基本常数是由弦理论的“真空”决定的；
3.超对称粒子的存在；
4.在五维空间中的量子引力理论和在该空间的边界（即四个维度上）没有引力的场论之间存在数学上等价的关系；
毫无疑问，这些都是关于物理宇宙的预言。但是我们可以检验这些预测中的任何一个吗？
图片来源于：维基百科用户Rogilbert
到目前为止，答案是否定的。第一个预测是一个棘手的问题：我们需要摆脱六个维度，才能回到我们所能看到的宇宙，而实现这一目标的方法比在宇宙存在的原子还多。更糟糕的是，每种方法都会给弦理论带来不同的“真空”，而且没有明确的方法能够描述我们所居住的宇宙的基本常数，这是第二个预测。第三个预测是没有意义的，我们需要获得比大型强子对撞机所能产生的能量高约倍的能量，仅能证明弦理论不能被排除在外，而不能证明它是对的。最后一个预测是一个数学性的预测而不是物理预测。它不能为我们提供寻找或测试宇宙性质的任何特定条件。
尽管本月初有一个完整的会议在乔治·埃利斯（GeorgeEllis）和乔·西尔克（JoeSilk）一年前写的一篇有争议的意见书的刺激下进行，但答案却很明确：不，弦论尚未达到科学理论的水平。正如萨宾·霍森菲尔德（SabineHossenfelder）和戴维·卡斯特尔维奇（DavideCastelvecchi）报道的那样，人们试图将其转变为科学的方式是重新定义“科学”。
（图片来源于：吉恩·皮桑蒂（GideonPisanty），郁金香，多哈波宁海滩，以色列，年2月26日。）
这是何等荒谬！如果我给你看一朵郁金香说：“这是一朵玫瑰”，你可以向我展示世界上所有的玫瑰，然后说：“不，这些是玫瑰，那是一朵郁金香。”如果然后我将玫瑰的定义更改为包括郁金香，那会不会导致郁金香变成玫瑰？还是我只是将一个有用的定义和区别变成一个不太有用的定义和区别？
如果您想提高科学理论的水平，则必须做出可检验的假设，从而做出可证伪或可验证的预测。甚至是由于诸如多元宇宙之类的既定理论而产生的物理状态，也并非科学理论，直到我们有办法能够确认或者反驳它。再好的假设，也仅是一个假设。弦理论的有趣之处在于，它最初被提出来时，被称为弦假说，因为人们认识到该假设还未发展为成熟的理论。（当热，在当时，它假设存在于原子核内部的基本实体是“弦”而不是夸克和胶子。）
它仍然是一种物理假设，也许有一天它将成为一种物理上有趣的科学理论。那天到来时，我们都将自豪地欢迎弦理论作为科学进入人们的视野。在此之前，我们都可以同意弦理论非常有趣，它具有很多可能性。然而，这些可能性对我们的宇宙而言是否有实质性的意义，这是今天还无法解决的问题。
相关知识
弦理论，又称弦论，是发展中理论物理学的一支，结合量子力学和广义相对论为万有理论。弦理论用一段段“能量弦线”作最基本单位以说明宇宙里所有微观粒子如电子、夸克、中微子都由这一维的“能量线”所组成；换而言之，弦论主张“弦”以不同的振动模式对应到自然界的各种基本粒子。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.forbes-Dotcalm-EthanSiegel
如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除
转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处