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(转载自)http://blog.sina.com.cn/s/blog_4b077f390102xdkx.html
牛顿力学和麦克斯韦的电磁方程,为自然科学史,树立起一座庄严辉煌的经典物理学大厦。 这是一个极富象征意义的世界。当你回顾历史,你不得不惊叹整部自然科学史和人类思想史的完美优雅的对称性。在十九世纪的最后一天,新旧世纪交接班的那个历史性时刻,欧洲著名的科学家们欢聚一堂,庆祝这座宏伟的经典大厦的竣工。 在展望新世纪的物理学前景时,英国的开尔文男爵提到,这座大厦的墙面上,还有两条细小的裂纹:“莫雷实验”,和“黑体辐射实验”。他把这两个游离在经典理论体系之外的特殊现象,称为物理学“美丽而晴朗的天空中”笼罩的“两朵乌云”。 男爵先生确实极富灵感与远见。今天的几乎每一部物理学史,都会以他的名字和“两朵乌云”,作为一个极富传奇色彩和文学魅力的开场白。乃至于这些科学史话的开篇是如此雷同,你可以直接跳过前五页,从第六页开始读起。总之,男爵先生就这样名留青史,和爱因斯坦,玻尔,薛定谔,海森堡等一票大腕齐名;只不过那些大腕都是成双成对地走上领奖台,而唯有男爵先生,却是领衔首演,独享尊荣。 对大多数人来说,我们根本不需要了解“莫雷实验”和“黑体辐射实验”究竟是怎么回事。我们只要知道,这“两朵乌云”,一朵降下了“相对论”的暴风骤雨,另一朵降下了“量子力学”的原子弹。 于是,从公元前的亚里士多德时代就开始打地基,在牛顿时代完成框架,由麦克斯韦封顶的,这座刚刚竣工的人类自然科学史上曾经最辉煌的大厦,先于100年后911事件中的纽约世界贸易中心,从头到脚轰然坍塌。 如果说,相对论带给我们的,是一次全新时空观的暴风骤雨般的反省式洗礼;那么,荒诞的量子力学,绝对是玩真的。它无疑是一枚核子弹,不仅直截了当地扔在了广岛和长崎的废墟上,而且把整个自然科学界、西方哲学界、宗教界,全都扔在了一片信仰和理性彻底坍塌的精神废墟上。 从那个时候起,“失乐园”的科学家们,就一直渴盼着找到回家的路。他们从骨子里,对寻找一种新的能够解答所有宇宙奥秘的“统一场论”,有着不可救药的偏执。爱因斯坦无疑是其中最不可救药的一个。 这个人类历史上最聪明的大脑,在他还是一个草根爱好者的岁月里(伯尔尼瑞士专利局的技术鉴定员),曾经一举取得三个科学领域的三项历史性成就,尤其狭义相对论和光量子的发现,为整个二十世纪的物理学奠定了两条并肩奔驰的“高铁”轨道。可遗憾的是,在他获得教授身份,拿到科学界的“枫叶卡”之后,他所做的贡献,只是在刚刚“移民”科学界的头几年,把相对论的“地球版”升级为“宇宙版”。此外,鲜有令人瞩目的建树。 究其原因,并非爱因斯坦贪图安逸“磨洋工”;也不是那颗聪明的大脑发生了退化。唯一的真相是,他把所有精力都扔进了一个看起来无可救药的选择里:寻找宇宙的“统一场论”。 也许,在这个新的世纪,人们将来回头看的时候,会发现他的一些稀奇古怪的念头,比如“量子纠缠”等等,蕴含了很大价值。但在他自己的世纪里,大家都认为他是挥霍了自己的才华。 总之,在二十世纪的上半叶,从爱因斯坦开始,但凡想在“统一场论”上试试手气的那些大腕,在这件事上都败得很惨很惨,狼狈不堪。 1928年,爱因斯坦的一个早期版本的统一场论,引发了媒体的炒作。一百多名记者,堵在他的家门口。事情发展到了荒诞的地步,在伦敦的一家最大的百货商场里,爱因斯坦的“宇宙理论”被贴在橱窗里,六页纸紧挨着,好让路人从头到尾读一遍,有大批的人群聚在一起读论文和争吵。那情节很像八十年代中国大陆流行的英语角,想必多伦多的很多“老移民”一定记忆犹新。不知道那时候有没有“广告代言费”一说,但显然,这场闹剧最后以爱因斯坦的灰头土脸收场。 1946年,薛定谔也头脑发热了一把。他召开了一个记者招待会,宣称自己发现了传说中的统一场论,连爱尔兰首相也来到现场捧场。在那个还比较保守的时代,人们还没有学会“搏出位”,此举如果失手,赚眼球的后果和今天的“裸奔”具有几乎同等的杀伤力。所以,当有人问薛定谔,你是否肯定你已经捕捉到了统一场论时,他自信地说,“假如我错了的话,我岂不成了十足的傻瓜。”《纽约时报》报道了这次记者招待会,并把手稿寄给爱因斯坦。爱因斯坦遗憾地发现,薛定谔只不过是再次发现了他几年前就抛弃掉的一个旧理论。虽然爱因斯坦的回复中,表达得非常委婉,但薛定谔还是丢足了面子。 爱因斯坦和薛定谔的惨痛教训,让科学家们寻找宇宙“统一场论”的热情,沉寂了至少三十年。 时间的脚步走到了世纪末的1994年。威腾从数学上推算出“世界的第11个维度”,从而把1968年以来诸多占山为王落草为寇的“弦理论”“原始股”、“垃圾股”,统统装进一个新壳,整合为一支受到市场追捧的纳斯达克“高科技概念股”。此次华丽转身,史称“M理论”,即超弦理论。 用高科技概念股来形容“超弦理论”,实在是非常贴切 用高科技概念股来形容“超弦理论”,实在是非常贴切。一来,它确实够酷够难懂,“高科技”嘛。二来,它确实够虚无缥缈够忽悠人,用北京人的话说,“玩的都是概念”。 第11维度的发现,是“弦理论”浪潮的第三块里程碑,而这条新的科学探索之路还远未见到尽头。这波“弦理论”的浪潮,从1968年一次堪称“彩票中奖”的科学发现开始起步,使沉寂了一段日子的“统一场论”的“熊市”触底反弹。这一轮新的科学淘金热,甚至惊动了那个“轮椅上的爱因斯坦”(霍金)。这个躺在轮椅上也没有学会过安分一秒钟的“外星人”,如同一头扎进“黑洞”的粒子一样,义无反顾地扎进“弦理论”的粉丝堆里。 那么,究竟什么是“弦理论”呢? 呵呵,演出现在开始。序幕刚刚拉开。 还是回到二十世纪初的那段历史:相对论和量子力学。 物理学家们,经过几百年的探索,最后确定,我们的宇宙中,存在着四种基本的力量:强核力,弱力,电磁力,引力。 出于“职业习惯”,我核对了这四种宇宙基本力,和佛法中经常提及的器世界的四种基本元素:“地大,水大,火大,风大”。沿着这条思路探索,结果令人惊喜:强核力,让原子凝聚定型,对应“地大(”坚固性);弱力,只存在于超短的距离里,是放射性衰变的根源,对应“水大”(湿性);电磁力,能转化为光和热,对应“火大”(热性;引力最弱,存在于虚空之间,对应“风大”(流动性)。 科学界对于宇宙四种基本力的认识,还不够深入。迄今还没有看到四种宇宙基本力之间,相互转化的研究。而根据佛法的俱舍论,我们知道,四大对应四禅。依靠禅定的力量,四大不仅可以转化,而且在宇宙毁灭的时候,四大彼此转化的次序是:地大融入火大,火大融入水大,水大融入风大。最后,风大消融于虚空之中。 照此推断,在宇宙的极限状态下,比如黑洞等极限条件下,宇宙的四种基本力很可能会次第转化:强核力转化为电磁力;继而,电磁力转化为弱力;进而,弱力转化为引力;最后,引力也摄受于虚空中。 也许,这一大胆的猜测,会启发一些新的科学发现。至少,它有一天可能会得到科学新发现的证实。为什么不呢?从德布罗意大胆猜测“粒子波”开始,到欧拉公式中诞生弦理论,自然科学史正越来越多地采用逆向思维,先大胆假设一个结论,再向回倒推事实。而我们的大胆假设,是真正站在了智慧巨人的肩膀上。 Anyway,这不是我们这篇文章的主题。还是回到相对论和量子力学。这是宏观世界和微观世界的两个骄傲的统治者,它们在各自的领地中,都堪称完美。唯一的遗憾是,虽然广义相对论能够完美地解释引力,而量子理论能够完美地解释强力,弱力,电磁力,但是,谁都无法独立解释所有四种力。偏偏这两个理论在很多基本问题上,都是针尖对麦芒,毫无携手的迹象。就这样,宏观世界和微观世界“被离婚”,硬生生割裂成两个“单亲家庭”。 弦理论的淘金热,正是在这一历史背景下兴起的。科学家们很清楚,谁能够撮合广义相对论和量子力学这一对“冤家对头”,谁就会成为下一个爱因斯坦或玻尔。为此,各路“媒婆”可谓接踵而至,踏破门槛。而“弦理论”成为唯一的脱颖而出者。 和量子力学跌宕起伏,波澜壮阔,弥漫着浪漫主义色彩的历史相比,弦理论虽然也不乏峰回路转,柳暗花明,但是总体给人的感觉,就是:碎片化!碎片化!碎片化! “碎片化”的原因有几个: 比如,弦理论远未成熟,甚至尚未找到理论框架的“顶层设计”,还处在盲人摸象的阶段。 再比如,弦理论不是一两个巨匠的丹青神笔,而是一群淘金客的无序开采。 再比如,弦理论探索的领域,比“普朗克常数”还小,完全超越了我们的常识的极限。 再比如,弦理论的数学工具光怪陆离,得到的暗示更是匪夷所思。 总之,我高度怀疑,如果我们妄图追溯“弦理论”的整个理论体系,我们的文章将成为一本毫无意义的“狂人日记”。几经思索,我决意跳过所有离散破碎的片段,直接把握“弦理论”的两个最基本的特性。 明天的“弦理论”注定会不断更新,甚至可能格式化。但这两个基本特性却不会轻易改变。一旦离开了这两个基本特性,“弦理论”便不再是“弦理论”,而它的所有美感和魅力也将随之烟消云散。这一点,已经多次被它内在的数学特性所证实。 故此,我们有理由相信,虽然“弦理论”仅仅是真理之路上的一个驿站,但它揭示的两个基本特性,一定契合宇宙“大提琴”的真理之音。 弦理论的这两个基本特性,就是: 第一,宇宙是一首“幻觉圆舞曲”。“幻觉圆舞曲”的源头,是能量弦的振动。 第二,宇宙时空至少有11个维度。它意味着宇宙的数量是无限的。
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