正如在第章中所解释
,
下子建立
个包括宇宙中每
件东西
完整
统
理论是非常困难
。取而代之,
们在寻求描述发生在有限范围
部分理论方面取得
进步。
们忽略
其他效应,或者将它们用
定
数字来近似。(例如,当
们用化学来计算原子间
相互作用时,可以不管原子核内部
结构。)然而,最终人们希望找到
个完整
、协调
、将所有这些部分理论当作它
近似
统
理论。在这理论中不需要选取特定
任意数值去符合事实。寻找这样
个理论被称之为“物理学
统
”。爱因斯坦用他晚年
大部分时间去寻求
个统
理论,但是没有成功,因为尽管已有
引力和电磁力
部份理论,但关于核力还知道得非常少,所以时间还没成熟。并且,尽管他本人对量子力学
发展起过重要作用,但他拒绝相信它
真实性。看来,不确定性原理还是
们在其中生活
宇宙
个基本特征。所以,
个成功
统
理论必须将这个原理合并进去。
正如将描述
,由于
们对宇宙知道得这
多,现在找到这样
个理论
前景似乎是好得多
。但是
们必须小心,不要过份自信——
们在过去有过错误
奢望!例如,在本世纪初,曾经以为每件东西都可以按照连续物质(诸如弹性和热导)
性质予以解释。原子结构和不确定性原理
发现使之彻底破产。然后又有
次,1928年物理学家、诺贝尔奖获得者马克斯·玻恩告诉
群来哥丁根大学
访问者:“据
们所知,物理学将在6个月之内结束。”他
信心是基于狄拉克新近发现
能够制约电子
方程。人们认为质子——这个当时仅知
另
种粒子——服从类似
方程,并且这是理论物理
终结。然而,中子和核力
发现对此又是当头
棒。讲到这些,在谨慎乐观
基础上,
仍然相信,
们可能已经接近于探索自然
终极定律
终点。
在前几章中,描述
引力
部分理论即广义相对论和制约弱、强和电磁力
部分理论。这后三种理论可以合并成为所谓
大统
理论(GUT)。这个理论并不令人非常满意,因为它没有包括引力,并且因为包含譬如不同粒子
相对质量等不能从理论预言,而必须人为选择以适合观测
些量。要找到
个将引力和其他力相统
理论,困难在于广义相对论是
个“经典”理论;也就是说,它没有将量子力学不确定性原理合并在里面。另
方面,其他
部分理论以非常基本
形式依赖于量子力学,所以第
步
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