《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。』

『我們對事實毫無所知，對真理只有些許認識。』

《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.