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物理学大统一理论的不足

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物理学大统一理论的不足
谈到大统一理论,我们应当注意到,物理学家无论在他们自己的领域,还是在他们借以描述问题的数学精确性方面都作出了真正显著的成果。一个新的宇宙图景正在出现,这是一个高度统一的图景。在这一图景中,宇宙的粒子和力都起源于单一的“超大统一力”,尽管它们分离成了不同的动力学事件,但它们仍然相互作用。时空是粒子和力在其中成为整合要素的动力学连续统,每一个粒子,每一个力都影响其他的粒子和力,在自然界中没有孤立的力和事物,只存在具有不同特征的相互作用的事件群。
人们已经证明,把注意力聚焦在实体的基础或最低层次是由经典理论留下来的一个不必要的思想包袱,因为经典理论试图根据宇宙的最终构建块 (被叫做原子)的各种不同特性的结合来解释所有事物。今天,一组相互协调一致的、抽象的、大多数是不可见的实体已代替了在外力的影响下运动的钢球状的原子概念。物理世界的过程不再涉及支配单个粒子行为的规律,物理实在现在并不根据基本实体群来进行解释,即使这些实体不是原子而是夸克、交换粒子、超弦或其他将被发现的更抽象的单位。这是很重要的,因为在典型的生命层次上的复杂性现象不大可能通过唯一地以宇宙的最小构建块 (无论它们的运动计算得多么精确)为基点的方程来描述。
相互作用和自我组织宇宙的图景似乎仍具有活力,尽管描述它的理论还不完善。要想看到物理学是如何返回到由动力学的力支配的宇宙,返回到在外部平衡中由互不联系事件的拼凑件组成的宇宙,是很困难的。
从反面来看,应当认识到,尽管在技术理由方面大统一理论取得了显著成绩,但它们的范围和意义还并不十分清楚。科学家一直太专注于构建统一其观察到的现象的数学了,以致于不能大胆地更深入地研究他们的公式的含义;而哲学家作为他们时代知识的传统阐释者已经基本上被抛开了——很少有例外,他们都没有能赶上最新的发展。
思维缺乏深刻性的现象正在显示出来。在最初的一阵成功后,一些科学家声称他们的大统一理论能够解释几乎任何事物,但就物理学的大统一和超大统一理论而言,贴上“所有事物的理论”的标签明显是夸大其词。
正如我们看到的,大统一理论不能满意地解释空间和时间中物质的连续演进的结构化。当然,能够描述支配宇宙中连续构建结构和复杂性的规律的理论是可能的,至少在原则上是可能的,但问题是这种理论是否能通过把物理学规律扩展来进行精确描述,或是否需要以某种方式超越物理学规律。很明显,更为复杂的自然领域不再是物理性质的领域,作为传统意义上的物理学理论不包括它们。不过当前的物理学理论也许可以被普遍化(或者如有必要,利用附加因素去完善它)以便能包括跨物理学领域,这同时也意味着,目前的大统一理论并非是包罗万象和十全十美的。

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