煩。因為量子力學本質是關於我們不知道和不能預言的事物的理論,所以現在我們可以把可能性3合併到這個框架中,從而有效地消除了可能性3。
可能性2歸結為在越來越高能量下的結構的無限序列。正如我早先說過的,這似乎是不太可能的,因為人們預料在10↑28電子伏的普郎克能量處有一個截斷。這樣只給我們留下可能性1。在此刻N=8超引力理論是可見的唯一候選者'12'。人們在幾年之內會作一些關鍵的計算,其結果也許證明該理論不行。如果該理論經受得了這些檢驗,似乎還需幾年才能發展出計算方法使我們能做預言,而且能解釋宇宙的初始條件以及區域性科學定律。這些將是以後二十多年內理論物理學家的突出的課題。但是在結束之前我願提出一個小小的警告,也許給他們留下的時光比這個也多不了多少了。現在計算機是研究的好助手,但是它們必須服從人類的指揮。然而,如果人們延伸它們現代發展的突飛猛進的速度、很可能會把理論物理完全取代掉。這樣情形也許會變成,如果不是理論物理已經接近尾聲的話,便是理論物理學家的生涯已經接近尾聲了。
'12'作者注:超引力理論似乎是具有性質1,2和3的唯一的粒子理論。但是在寫完這篇文章後,人們把大量興趣投注於所謂的超弦理論。像弦的小圈的廣延的物體而非點粒子是這些理論的基本物件。它的思想是,我的覺得是粒子的東西實際上是圈上的一個振動。這些超弦理論似乎在低能極限下歸結為超弦力,但是迄今在從超弦理論抽取在實驗上可檢驗的預言方面只得到很少的成功。
八、愛因斯坦之夢'13'
二十世紀初葉的兩種新理論完全改變了我們有關空間和時間以及實在本身的思維方式。在超過七十五年後的今天,我們仍在消化它們的含義,以及想把它們合併成能描述宇宙中萬物的統一理論之中。這兩種理論便是廣義相對論和量子力學。廣義相對論是處理空間和時間,以及它們在大尺度上如何被宇宙中的物質和能量彎曲或捲曲的問題。另一方面,量子力學處理非常小尺度的問題。其中包括了所謂的不確定性原理。該原理說,人們永遠不可能同時準確地測量一顆粒子的位置和速度,你對其中一個量能測量得越精密,則只能對另一個量測量得越不精密。永遠存在一種不確定性或機率的因素,這就以一種根本的方式影響了物體在小尺度下的行為。愛因斯坦幾乎是單獨地創立了廣義相對論,他在發展量子力學中起過重要的作用。他對後者的態度可以總結在〃上帝不玩弄骰子〃這句短語之中。但是所有證據表明,上帝是一位老賭徒,他在每一種可能的場合擲骰子。
'13'作者注;這是1991年7月在東京日本電話電報資訊交流系統公司的模式會議上的講演。
我將在這篇短文中闡述在這兩種理論背後的基本思想,並說明愛因斯坦為什麼這麼不喜歡量子力學。我還將描述當人們試圖把這兩種理論合併時似乎要發生的顯著的事物。這些表明時間本身在大約一百五十億年前有一個開端,而且它在將來的某點會到達終結。然而,在另一種時間裡,宇宙沒有邊界。它既不被創生,也不被消滅。它就是存在。
讓我從相對論開始。國家法律只在一個國家內有效,但是物理定律無論是在英國、美國或者日本都是同樣的。它們在火星和仙女座星系上也是相同的。不僅如此,不管你以任何速度運動定律都是一樣的。定律在子彈列車或者噴氣式飛機上正和對站立在某處的某人是一樣的。當然,甚至在地球上處於靜止的某人在事實上正以大約為每秒18。6英里(30公里)的速度繞太陽公轉。太陽又是以每秒幾百公里的速度繞著銀河系公轉,等等。然而,所有這種運動都不影響科學定律,它們對於一切觀測者都是相同的。
這個和系統速度的無關性是伽利略首次發現的。他發展了諸如炮彈或行星等物體的運動定律。然而,在人們想把這個觀測者速度無關性推廣到制約光運動的定律時就產生了一個問題。人們在十八世紀發現光從光源到觀測者不是瞬息地傳播的,它以某種大約為每秒186000英里(3
0公里)的速度旅行。但是,這個速度是相對於什麼而言的呢?似乎必須存在彌沒在整個空間的某種介質,光是透過這種介質來旅行的。這種介質被稱作以太。其思想是,光波以每秒186000英里的速度穿越以太旅行,這表明一位相對於以太靜止的觀測者會測量到大約每秒186000英里的光速,但是一位透過以太運動的觀測者會測量到更高或更低的速度。尤其是人們相信,在地球繞太陽公轉穿