万物理论真的存在吗?

如果我们真的看穿了宇宙,会发生什么事情呢?如果知识就是力量,我们究竟会变得多强大呢?

探寻世界本质的漫漫长路上,我们在很短的时间内就取得了卓越的成果。那么,如果我们完全了解了宇宙的秘密,会发生什么呢?

虽然过去了近38亿年,但我们终于来到了此刻。对于地球历史上大部分的生命来说,生活相当的枯燥。后来,人类出现了,事情开始变得有趣了。

人类这种物种的一个明显特征就是我们善于发现事物间的联系。诞生之初,我们就忍不住去辨认各类特征。光影的明暗构成了脸庞,无序的声音开始有了意义。有一些特征成为了更抽象的规则——白天之后是黑夜,东西总是掉落地上。这些规则允许我们总结推论:既然石头掉落,那么苹果也会掉落。

人类每个个体的经历也同样适用于整个物种。科学的历史,正是一段观察那些表面上毫无关联的现象、并发现它们深度联系的历史。牛顿发现,同样的力导致了苹果落地,也导致了月球安然运行在轨道上——万有引力。法拉第和麦克斯韦发现电和磁是硬币的两面,而不久后,电磁相互作用力又被发现能与弱相互作用力联系起来,造成β衰变等现象。

每次统一物理理论,都会减少独立理论的数量,这需要对宇宙的深刻理解,也让我们很多人相信最终一定有一个理论可以将这些理论全部统一起来——一个备受吹捧的、关于所有事物的万物理论。

这个期待现实吗?由非洲大草原上有脑子的猿类进化而来的我们,真的能找到这一理论吗?

加州理工学院天体物理学家Sean Carroll说到:「相较于宇宙的漫长岁月,我们在一个相当短的时间里掌握了很大一部分世界的运转机制。」一个世纪以前,我们尚不知晓银河系外还有其他星系,或者宇宙正在扩张。接下来,在过去的一百年里,我们发现了大部分的量子力学、一整个动物园般多的新粒子、暗物质和暗能量——并且,我们将这些和其他经验主义的观察形成了一系列非常成功的关于世界运转机制的理论。Carroll补充道:「照这样的速率,我们有充分的理由相信,我们终有一天会成功。」

当然也有可能不会。黑猩猩比其他很多动物都聪明,比如乌龟。但是黑猩猩永远无法掌握量子理论,它们甚至根本意识不到量子理论存在的必要。同样的,我们人类比黑猩猩聪明,难道不会有一些超级复杂庞大的理论,超出人类大脑处理能力的范围吗?从某种意义上来说,这种不可知的理论确实存在。如果没有计算机帮助,湍流,股票市场,人群动力学,甚至我们自身大脑的运转过程,这些东西对我们来说都是不可捉摸的。

即使我们能够理解万物,前路依然漫长。人类两个最成功的物理理论——分别考量宏观和微观事物的广义相对论与量子力学,费尽周折却难以统一。

同样的,我们知道有四种基本作用力:电磁力、弱核力、强核力和万有引力。其中三种基本作用力(电磁相互作用力、弱相互作用力和强相互作用力)都能套入标准模型,得到了统一,这是目前人类对基本粒子相互作用最精确的描述。然而,有一个诡异的成员却被排除在外——万有引力。

如果能把万有引力与标准模型统一起来,将是人类迈向万物理论的巨大进步。目前为止,最有可能解决这个问题的是弦理论,它将世间万事万物都看作极其微小、恒久震动的弦之间的相互作用。然而,我们并没有方法能验证这种弦理论。如果一个理论不能被实验证实,我们怎好意思说自己「理解」了它呢?

不过,话又说回来,并没有理由认为我们最终不能证实这些理论,或者不能理解宇宙的运行。美国哥伦比亚大学的数学家Peter Woit如是说。

所以,如果我们真的看穿了宇宙,会发生什么事情呢?如果知识就是力量,我们究竟会变得多强大呢?Woit说,我们不太可能发展出《星际迷航》当中的未来,操纵曲速引擎去穿越虫洞。但是,我们将能轻易证明这些事情不可能发生的原因。

万物理论也可能对文化造成深刻的影响。它也许会告诉我们,人类处于宇宙的中心位置,抑或只是宇宙边缘的全息投影。唯一肯定的是,我们将继续努力探索宇宙中的一切。Carroll说:「寻找万物理论的意义,不在于我们做了什么事情,而在于理解宇宙运行的规律。发现未知,就是它对我们的奖赏。」

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