例如,弦理论认为现存粒子的性质-与四种自然存在的力(强力和弱力、电磁力和引力)相关联的基本粒子和力场粒子具有不同的质量和其它性质-可以解释为弦的不同振动方式。如同小提琴或钢琴上的弦一样,它们以一种特有的共振频率进行振动,弦的圆环的这种振动方式产生的效果就象人的耳朵可以听到不同的音符。而每种粒子的质量和力场可以通过弦的振动方式来测定,这比制造音符还方便。电子是某种振动方式的弦,上夸克则是另一种振动方式的弦,依此类推。
实验数据还远远不够,弦理论中粒子的所有属性都可以由一种物理特征来体现基本弦圆环的共振方式,就象音乐。这种理论在自然力场上同样适用。力场粒子也是和某种特定的弦振动方式相关联,以此类推,所有的事物-物质和力都在微观层面由弦振动的理论统一起来,就如同琴弦弹奏出不同的“音符”。
终结所有理论的理论在物理学的历史上,我们第一次建立起了一种可以解释所有构成宇宙的基本物理学特征的理论框架。因为这个原因,弦理论常常被描述成“万能理论”或者“终极”、“最终”理论。这种夸张的词汇是为了突出这个最高层次的物理学理论-一种存在于所有理论之中,不需要也无法进行更进一步解释的理论。
实际上,许多弦理论学家采用的是更现实的方法,他们只是把“万能理论”当作一种有限的理论,用来解释基本粒子和它们之间的相互作用力的属性。简化主义者则称这种理论根本没有界限,原则上可以应用于万事万物,从大爆炸到白日梦,所有一切都可以用物质基本成分之间的微观物理学过程来描述。简化主义者认为,如果你知道了所有物质的内部成分,那你就了解了一切。
简化主义者的观点引起了激烈的急论。许多人认为这是荒唐可笑的,美好的生命和宇宙竟然只是一些完全按照物理学规律跳着毫无意义的舞蹈的微观粒子。难道所有的感情比如高兴、悲伤、厌烦只是大脑中的化学反应-分子和原子之间的反应,从更微观的层次来说,是一些基本粒子间的反应,而这些基本粒子只是一些振动的弦。
为了回应这种批评,诺贝尔奖获得者史蒂文·温伯格在《终极理论之梦》中警告说
在频谱的另一端是简化主义的反对者,他们对现代科学的缺乏温情感到惊惶失措。他们和他们的世界可以最终被简化为粒子或场及它们之间的相互作用,这使他们受到很大的打击。我不会回应这种批评,不会去宣扬现代科学的美丽。简化主义者的世界观是冷漠而非人的。我们必须接受这种东西并不是因为我们喜欢它,而是因为世界确实是按这种方式在运行。
有些人赞同这种没有人情味的理论,有些人则不赞同。
其他人试图用一些新的理论来驳斥,比如浑沌理论,它告诉我们当系统的复杂程度增加时,许多新的规律会开始生作用。理解电子和夸克的行为是一回事,用这种知识来理解龙卷风的行为则完全是另一回事。大部分人同意这种观点。但两种观点的分歧在于,在整个系统中多样性以及常常生的未预料事件比单个粒子复杂,是否真的说明有新的物理规律在起作用,或者说,是否所有的规律都起源于并依赖于-尽管通过非常复杂的方式-控制着无数基本成分的物理理论。我自己的感觉是它们并不代表新的独立的物理学理论。虽然很难用粒子和夸克的物理学理论来解释龙卷风的特性,但我认为这只是计算上的困难,而不需要提出新的物理规律。有些人对这种观点也不赞同。
科学的新起点即使有人接受这种简化主义的逻辑,但理论上是一回事,现实却是另一回事。几乎每个人都同意,即使找到了“万能理论”也不表示心理学、生物学、地理学、化学甚至物理学的问题都可以解决或者可以相互包容。宇宙是如此丰富多彩而又复杂多变,终极理论的现也并不代表科学的终结。
恰恰相反,现“万能理论”-宇宙最微观层次上的最终解释,在其上不存在更高层次的理论-将为我们提供理解世界万物的最坚实的基础。这个现标志着一个新的开端,而非终结。终极理论将树立起一个不可动摇的支柱,让我们可以永远地理解宇宙。
m终极理论1995年,普林斯顿大学高级研究所的弦理论家维顿提出了关于万物终极理论的第一项观点,或许这就是万物终极理论。
他称之为m理论。一些理论家争论说,“m”代表“母亲”、“神秘的”,甚至“魔术”,但是如果它代表“膜”,则它与弦之间的联系就最为明确。这样一来,这5种弦理论就仅仅成为11维的膜的多维的“边缘”而已。这11维当中除了4维以外全都卷曲得很小,以致我们无法看到。
m理论仍然最有可能成为爱因斯坦所追求的目标,此外,它所提供的一项统一的描述不仅包括电磁力和引力,而且还包括其它基本作用力,以及这些力施以作用的所有粒子。
甚至m理论最终也可能会被证明缺乏回答所有这些问题所必需的威力。但是最起码,它使我们获得了对宇宙以及其中万物的基本统一性的叹为观止的一瞥。
《终极理论之梦》(dreamsofaFina1Theory)是着名物理学家、诺贝尔奖金获得者温伯格博士面向大众撰写的一部力作。该书原着出版于上个世纪9o年代之初,其时正值后现代主义对科学起猛烈攻击、导级对撞机计划行将下马之际。在此情形下,温伯格博士愤然而起,利用其敏锐的思想、清晰的思路和流彩的行文,为终极理论的追求进行了大力的辩护。在这部着作中,作者不仅表述了自己对于终极理论的构想,同时还就与此相关的哲学、历史和神学问题阐明了自己的立场。
喜欢渊天世界请大家收藏渊天世界本站更新度全网最快。