一個備受吹捧、關於所有事物的萬物理論

本文來源Newscientist，作者MacGregor Campbell，機器之心汪汪、柒柒翻譯。

探尋世界本質的漫漫長路上，我們在很短的時間內就取得了卓越的成果。那麼，如果我們完全了解了宇宙的秘密，會發生什麼呢？

雖然過去了近38億年，但我們終於來到了此刻。對於地球歷史上大部分的生命來說，生活相當的枯燥。後來，人類出現了，事情開始變得有趣了。

我們能知道多少？(Image: Sam Chivers)

人類這種物種的一個明顯特徵就是我們善於發現事物間的聯繫。誕生之初，我們就忍不住去辨認各類特徵。光影的明暗構成了臉龐，無序的聲音開始有了意義。有一些特徵成為了更抽象的規則——白天之後是黑夜，東西總是掉落地上。這些規則允許我們總結推論：既然石頭掉落，那麼蘋果也會掉落。

人類每個個體的經歷也同樣適用於整個物種。科學的歷史，正是一段觀察那些表面上毫無關聯的現象、並發現它們深度聯繫的歷史。牛頓發現，同樣的力導致了蘋果落地，也導致了月球安然運行在軌道上——萬有引力。法拉第和麥克斯韋發現電和磁是硬幣的兩面，而不久後，電磁相互作用力又被發現能與弱相互作用力聯繫起來，造成β衰變等現象。

每次統一物理理論，都會減少獨立理論的數量，這需要對宇宙的深刻理解，也讓我們很多人相信最終一定有一個理論可以將這些理論全部統一起來——一個備受吹捧的、關於所有事物的萬物理論。

這個期待現實嗎？由非洲大草原上有腦子的猿類進化而來的我們，真的能找到這一理論嗎？

加州理工學院天體物理學家Sean Carroll說到：「相較於宇宙的漫長歲月，我們在一個相當短的時間裡掌握了很大一部分世界的運轉機制。」一個世紀以前，我們尚不知曉銀河系外還有其他星系，或者宇宙正在擴張。接下來，在過去的一百年里，我們發現了大部分的量子力學、一整個動物園般多的新粒子、暗物質和暗能量——並且，我們將這些和其他經驗主義的觀察形成了一系列非常成功的關於世界運轉機制的理論。Carroll補充道：「照這樣的速率，我們有充分的理由相信，我們終有一天會成功。」

當然也有可能不會。黑猩猩比其他很多動物都聰明，比如烏龜。但是黑猩猩永遠無法掌握量子理論，它們甚至根本意識不到量子理論存在的必要。同樣的，我們人類比黑猩猩聰明，難道不會有一些超級複雜龐大的理論，超出人類大腦處理能力的範圍嗎？從某種意義上來說，這種不可知的理論確實存在。如果沒有計算機幫助，湍流，股票市場，人群動力學，甚至我們自身大腦的運轉過程，這些東西對我們來說都是不可捉摸的。

即使我們能夠理解萬物，前路依然漫長。人類兩個最成功的物理理論——分別考量宏觀和微觀事物的廣義相對論與量子力學，費盡周折卻難以統一。

同樣的，我們知道有四種基本作用力：電磁力、弱核力、強核力和萬有引力。其中三種基本作用力（電磁相互作用力、弱相互作用力和強相互作用力）都能套入標準模型，得到了統一，這是目前人類對基本粒子相互作用最精確的描述。然而，有一個詭異的成員卻被排除在外——萬有引力。

如果能把萬有引力與標準模型統一起來，將是人類邁向萬物理論的巨大進步。目前為止，最有可能解決這個問題的是弦理論，它將世間萬事萬物都看作極其微小、恆久震動的弦之間的相互作用。然而，我們並沒有方法能驗證這種弦理論。如果一個理論不能被實驗證實，我們怎好意思說自己「理解」了它呢？

不過，話又說回來，並沒有理由認為我們最終不能證實這些理論，或者不能理解宇宙的運行。美國哥倫比亞大學的數學家Peter Woit如是說。

所以，如果我們真的看穿了宇宙，會發生什麼事情呢？如果知識就是力量，我們究竟會變得多強大呢？Woit說，我們不太可能發展出《星際迷航》當中的未來，操縱曲速引擎去穿越蟲洞。但是，我們將能輕易證明這些事情不可能發生的原因。

萬物理論也可能對文化造成深刻的影響。它也許會告訴我們，人類處於宇宙的中心位置，抑或只是宇宙邊緣的全息投影。唯一肯定的是，我們將繼續努力探索宇宙中的一切。Carroll說：「尋找萬物理論的意義，不在於我們做了什麼事情，而在於理解宇宙運行的規律。發現未知，就是它對我們的獎賞。」