分享本文至 E-mail 信箱
學術引用格式
MLA
APA
EndNote(.enw)

《T恤上的宇宙》萬有理論的追尋之美

『有人問我:「你是不是在尋找物理的最終理論?」不!我不是。我只想對世界有更多的了解,如果最後出現了一個能解釋一切的理論,就讓它來吧,這是個值得去發現的好東西。』

——費曼

『我們對事實毫無所知,對真理只有些許認識。』

——德謨克利特

Uploaded from the Photobucket Android App

《T恤上的宇宙:尋找宇宙萬物的終極理論》是《探索時間之謎》的作者丹.佛克於04年出版的科普作品,主題是追蹤物理學家追求「萬有理論」的歷史脈絡。類似內容的科普書族繁不及備載,我的書櫃上一眼望去就有不少本,雖然它們在談的不外乎就是那些了,從古典牛頓到二十世紀兩大支柱——相對論與量子力學——乃至於晚近的超弦理論,可每一本都有自己的魅力,方才令人浸淫其中。

比方說加來道雄的《穿梭超時空》從科學家探索額外維度以解決理論統合的歷史脈絡出發,文中大量有趣的類比故事充滿豐富活力;柯爾的《物理與頭腦相遇的地方》從比較人文的觀點漫談科學的進程、科學的態度、科學的審美問題;王寶貫的《洞察》除了內容同樣富有人文意象之外,也補足了西方作者通常對早期東方科學史料的缺漏;霍金《大設計》以滿溢學者霸氣的風範直言不諱地傳遞自己對世界真實的科學覺察……

這些書的內容如果抽離作者在背後的創作意象,事實上在談的都是相同的東西。或許他們會從希臘先哲講起,德謨克利特首先提出了物質乃不可無限細割的「原子」構成;或許他們從天文學的宗教尷尬說起,自托勒密、哥白尼、伽利略乃至於克普勒,地球在人們心中的地位不斷變換,真理愈見分明;又或許,他們直接從牛頓的古典物理學世界開始,漫談他那可說是承襲自笛卡兒機械世界觀的三大定律……然後無可避免地,他們會談傳奇性的愛因斯坦與他的相對論,談馬克士威方程式統一電磁,以及量子力學——波粒二象、薛丁格的貓、和多重世界詮釋——然後是萬有理論,一個企圖整合四大已知作用力的究極物理學說。

我很喜歡看這類的書。因為這些作者看似講述著相似的篇章,事實上讀來卻像是一個一個來自不同世界的故事。倒不是說他們不可能重複,但科學是人的科學,帶有人的色彩,與美感。不同的人看待科學,會有不同的感觸。這就是科學的審美吧!我喜歡探究這些科普作家審視科學的態度與思維。

回到本篇的主角《T恤上的宇宙》。這本書很通俗,鮮少闡述複雜觀念,比起《探索時間之謎》而言篇幅明顯比較精煉,閱讀的負擔較低。佛克的主要脈絡就是「統合」,如果我們要把能夠描述整個宇宙物理秩序的公式印在一件T恤上,那會是什麼樣的公式呢?

E=MC^2?

不,就連最初寫下這它愛因斯坦都不會同意吧!因為那是來自狹義相對論的公式,雖然將質能互換的驚人科學事實展露無遺,但離許多理論物理學家「大一統理論」的夢想還差得很遠哩。

那麼馬克士威方程式呢?他將電與磁統合在一起了,但這還不夠啊!我們的世界存在四種基本作用力:弱核力、強核力、電磁力、與重力。量子色動力學呢?還是不夠。電弱理論?不夠。標準模型?不夠。目前有望將量子重力也統合其中的其中一個理論,就是屬於超弦理論的M理論,同時也是史蒂芬.霍金奉為圭臬的理論。

然而,還是有物理學家認為弦論「只是美麗的數學,還沒有成為一門物理學。」因為它描述的是超高能環境下的粒子作用,我們當今最好的粒子對撞機也製造不出這種能量;我們也還沒能在實驗環境裡發現超對稱的證據;而且更重要的是,弦論所描述的事物離我們所感受到的現實又更遠了——

十一個維度?
它們在哪?

然而,究竟什麼是真實呢?霍金認為所謂的真實是我們人的感知所賦予的特性,只要理論模型能夠適切描述眼前的世界,那這模型也就是真實了。

到最後,我們發現這樣的一件T恤還沒辦法做出來!
當然,因為萬有理論尚未現出全形。
霍金在其最新的科普著作中倒是表明了態度,認為或許我們已經無法將作用力進一步簡統合,世界就是這個模樣!接受它!費曼也認為統合並非必要(或者可能),只是如果真有這麼一回事,那就太美妙了。

為何那些理論物理學家如此想要找到萬有理論?
用佛克的說法,這或許其實來自一種宗教式的情懷:我們想要解釋世界。世界從何而來?生命的起源是什麼?暗物質到底怎麼一回事?宇宙最後的命運為何?

科學家其實也在追求他們的神。
那是一種堅韌的信念。
求真的信念。

或許也正是讓科學之所以如此美麗的信念。

老樣子,
最後簡附本書主要目次如下:

引言
第一章 光與影 希臘世界與科學的開始
第二章 新視野 哥白尼的革命
第三章 天體與地球 伽利略,牛頓,與現代科學的誕生
第四章 真知灼見的閃光 電、磁與光
第五章 相對論,空間與時間 愛因斯坦的革命
第六章 量子理論與現代物理 事情變得更不可思議了
第七章 把尾端綁緊 弦論會是救贖嗎?
第八章 意義何在? 科學、上帝與了解的極限
第九章 終曲

 

 

*本文原文發表於Alienatio.

你的行動知識好友泛讀已全面上線

每天有成千上百則內容透過社群與通訊軟體朝你湧來,要從混雜著偽科學、假消息、純八卦的資訊中過濾出一瓢知識解渴,在這時代似乎變得越來越難?

為了滿足更多跟我們一樣熱愛知識與學習的夥伴,現在我們很害羞也很驕傲地宣布,手機閱讀平台——泛讀 PanRead iOS 版和「泛讀」Android 版都上架啦!使用後有任何心得或建議,都歡迎與我們分享喔

立即下載 優質知識不漏接

 

 

 

關於作者