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的物理學家們早就把眼光放到了引力身上,即使他們事實上連強作用力也仍未最終征服。正可謂尚未得隴,便已望蜀。
引力在宇宙中是一片獨一無二的區域,它和其他3種力似乎有著本質的不同。電磁力有時候互相吸引,有時候互相排斥,但引力卻總是吸引的!這使它可以在大尺度上累加起來。當我們考察原子的時候,引力可以忽略不計,但一旦我們的眼光放到恆星、星雲、星系這樣的尺度上,引力便取代別的力成了主導因素。想要把引力包含進統一的體系中來是格外困難的,如果說電磁力、強作用力和弱作用力還勉強算同文同種,引力則傲然不群,獨來獨往。何況,我們並沒有資格在它面前咆哮說天兵已至,為何還不服王化云云,因為它的統治者有著同樣高貴的血統和深厚的淵源:這裡的國王是愛因斯坦偉大的廣義相對論,其前身則是煌煌的牛頓力學!
物理學到了這個地步,只剩下了最後一個分歧,但也很可能是最難以調和和統一的分歧。量子場論雖然爭取到了狹義相對論的合作,但它還是難以征服引力:廣義相對論拒絕與它聯手統治整個世界,它更樂於在引力這片保留地上獨立地呼風喚雨。從深層次的角度上說,這裡凸現了量子論和相對論的內在矛盾,這兩個20世紀的偉大物理理論之間必定要經歷一場艱難和痛苦的融合,才能孕育出最後那個眾望所歸的王者,完成“普天之下,莫非王土”的宏願。
物理學家有一個夢想,一個深深植根於整個自然的夢想。他們夢想有一天,深壑彌合,高山夷平,荊棘變沃土,歧路變通衢。他們夢想造物主的光輝最終被揭示,而眾生得以一起朝覲這一終極的奧秘。而要實現這個夢想,就需要把量子論和相對論真正地結合到一起,從而創造一個量子引力理論。它可以解釋一切的力,進而闡釋一切的物理現象。這樣的理論是上帝造物的終極藍圖,它講述了這個自然最深刻的秘密。只有這樣的理論,才真正有資格稱得上“大統一”,不過既然大統一的名字已經被gut所佔用了,人們給這種終極理論取了另外一個名字:萬能理論(theoryofeverything,toe)。
愛因斯坦在他的晚年就曾經試圖去實現這個夢想,在普林斯頓的那些日子裡,他的主要精力都放在如何去完成統一場論上(雖然他還並不清楚強力和弱力這兩個王國的存在)。
但是,愛因斯坦的戰略思想卻是從廣義相對論出發去攻打電磁力,這樣的進攻被證明是極為艱難而傷亡慘重的:不僅邊界上崇山峻嶺,有著無法克服的數學困難,而且對方居高臨下,地形易守難攻,佔盡了便宜。雖然愛因斯坦執著不懈地一再努力,但整整30年,直到他去世為止,仍然沒能獲得任何進展。今天看來,這個失敗是不可避免的,廣義相對論和量子論之間有一條深深的不可逾越的鴻溝,而愛因斯坦的舊式軍隊是絕無可能跨越這個障礙的。但在另一面,愛因斯坦所不喜歡的量子論迅猛地發展起來,正如我們描述的那樣,它的力量很快就超出了人們所能想象的極限。這一次,以量子論為主導,統一是否能夠被真正完成了呢?
歷史上產生了不少量子引力理論,但我們只想極為簡單地描述一個。它近來大紅大紫,聲名遠揚,時髦無比,倘若誰不知道它簡直就不好意思出來混。大家一定都明白我說的是超弦(superstring)理論,許多讀者迫使我相信,如果不在最後提一下它,那麼我們的史話簡直就是一肚子不合時宜。
飯後閒話:霍金打賭
1999年,霍金在一次演講中說,他願意以1賠1,賭一個萬能理論會在20年內出現。現在是不是真的有人和他打這個賭我暫時不得而知,不過霍金好打賭是出了名的,咱們今天就來閒話幾句打賭的話題。
我們所知的霍金打的最早的一個賭或許是他和兩個幼年時的夥伴所打的:他們賭今後他們之間是不是會有人出人頭地。霍金出名後,還常常和當初的夥伴開玩笑說,因為他打贏了,所以對方欠他一塊糖。
霍金33歲時,第一次就科學問題打賭,之後便一發不可收拾。今天我們所熟知的最有名的幾個科學賭局,幾乎都同他有關。或者也是因為霍金太出名,太容易被媒體炒作渲染的緣故吧。
1974年,黑洞的熱潮在物理學界內方興未艾。人們已經不太懷疑黑洞是一個物理真實,但在天文觀測上仍沒有找到一個確實的實體。不過已經有幾個天體非常可疑,其中一個叫做天鵝座x…1,如果你小時候閱讀過80年代的一些科普書籍,你會對這個名字耳熟能詳。霍金對這個天體的身份表示懷疑
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