物理學大統一理論的不足(1 / 1)

物理學大統一理論的不足

當前的物理學大統一理論在深度和廣度上看上去似乎很引人注目,但這一理論真的無懈可擊嗎?同樣,斯塔普的海森堡量子宇宙,普裏高津的耗散結構論,玻姆的隱含序和謝爾德雷克的形態發生場是否都令人信服地解釋了各種宇宙之“謎”呢?在這一章中,我們就對它們作一個簡單的評價。

談到大統一理論,我們應當注意到,物理學家無論在他們自己的領域,還是在他們借以描述問題的數學精確性方麵都作出了真正顯著的成果。一個新的宇宙圖景正在出現,這是一個高度統一的圖景。在這一圖景中,宇宙的粒子和力都起源於單一的“超大統一力”,盡管它們分離成了不同的動力學事件,但它們仍然相互作用。時空是粒子和力在其中成為整合要素的動力學連續統,每一個粒子,每一個力都影響其他的粒子和力,在自然界中沒有孤立的力和事物,隻存在具有不同特征的相互作用的事件群。

人們已經證明,把注意力聚焦在實體的基礎或最低層次是由經典理論留下來的一個不必要的思想包袱,因為經典理論試圖根據宇宙的最終構建塊(被叫做原子)的各種不同特性的結合來解釋所有事物。今天,一組相互協調一致的、抽象的、大多數是不可見的實體已代替了在外力的影響下運動的鋼球狀的原子概念。物理世界的過程不再涉及支配單個粒子行為的規律,物理實在現在並不根據基本實體群來進行解釋,即使這些實體不是原子而是誇克、交換粒子、超弦或其他將被發現的更抽象的單位。這是很重要的,因為在典型的生命層次上的複雜性現象不大可能通過唯一地以宇宙的最小構建塊(無論它們的運動計算得多麼精確)為基點的方程來描述。

相互作用和自我組織宇宙的圖景似乎仍具有活力,盡管描述它的理論還不完善。要想看到物理學是如何返回到由動力學的力支配的宇宙,返回到在外部平衡中由互不聯係事件的拚湊件組成的宇宙,是很困難的。

從反麵來看,應當認識到,盡管在技術理由方麵大統一理論取得了顯著成績,但它們的範圍和意義還並不十分清楚。科學家一直太專注於構建統一其觀察到的現象的數學了,以致於不能大膽地更深入地研究他們的公式的含義;而哲學家作為他們時代知識的傳統闡釋者已經基本上被拋開了棗很少有例外,他們都沒有能趕上最新的發展。

思維缺乏深刻性的現象正在顯示出來。在最初的一陣成功後,一些科學家聲稱他們的大統一理論能夠解釋幾乎任何事物,但就物理學的大統一和超大統一理論而言,貼上“所有事物的理論”的標簽明顯是誇大其詞。

正如我們看到的,大統一理論不能滿意地解釋空間和時間中物質的連續演進的結構化。當然,能夠描述支配宇宙中連續構建結構和複雜性的規律的理論是可能的,至少在原則上是可能的,但問題是這種理論是否能通過把物理學規律擴展來進行精確描述,或是否需要以某種方式超越物理學規律。很明顯,更為複雜的自然領域不再是物理性質的領域,作為傳統意義上的物理學理論不包括它們。不過當前的物理學理論也許可以被普遍化(或者如有必要,利用附加因素去完善它)以便能包括跨物理學領域,這同時也意味著,目前的大統一理論並非是包羅萬象和十全十美的。

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