转帖： 《文盲正侃时间史第一部【物理正传】》

柳之心

　　那么，最终，我们需要一个什么样的理论？

　　霍金同志教导我们：科学的终极目的，是提供一个能描述整个宇宙的统一理论。

　　为什么要用统一的理论？一个理论描述一块，难道会误了二路汽车？

　　答案是，会。

　　地球生物进化的顶峰们（生物学），下一站纬度31.7319，经度113.2297（地理学），要避免资产流失（经济学），请按照上帝的旨意上下车，阿门（神学）。

　　看，误车了不是？

　　下面我们来用日常用语统一下：

　　同志们，下一站是随州市安居镇，请带好随身物品准备下车，谢谢！

　　哈哈，其实你发现了，这个例子不是很恰当，但道理差不太多。

　　我们知道，万物虽千奇百怪，但越是构成物质的基础部分，其本质越是相近，到最后，应该基本相同。这不难理解，人和蚂蚁差别很大，但从基础上看，都是由细胞组成的，细胞虽有差别，但细胞都以碳水化合物为主，到这里已经没啥区别了，如果我们再往更基础处看，把鲜花和牛粪也抓过来（嘿嘿抓字用得恶心吧）和我们比一比，都是分子构成的，分子是原子构成的……这时我们发现，原来是一样一样一样的啊。所以，一个理论可描述的范围越广，它就越接近根本，也就越接近真实。

　　所以，找到描述整个宇宙的统一理论，就是真正看到了宇宙的本质，而科学就是这样，越接近真相，掌控事物的能力就越强。

柳之心

　　况且，人类都有真相癖，从某种意义上说，这就是人类社会发展进步的主动力。不是吗，如果人们对宇宙万物一点都不好奇，那我们现在一定不如猩猩。

　　无论从人文科学、社会科学还是从自然科学上来讲，真相都是一种最可贵的资源，掌握真相则科技进步、社会发展，掌握真相就掌握一切。不信？你要是知道股票真相，你就是股神，巴菲特得靠边站；你要是带兵打仗，知道敌我的真相，你就是战神，韩信凯撒诸葛亮成吉思汗都不如你；你要是知道市场和经济的真相，你就是全球第一大富豪，微软Google中石油都是毛毛雨；你要是知道周围人和事的真相，你就是能掐会算的神仙，想干啥都能干成……真相是如此的宝贵和难得，以至于不明真相的总是围观群众。- -!

　　OK，闲言碎语不要讲，咱看一看，科学家们怎么想，当里个当……多数科学家现在把问题分开来看：

　　第一，一定存在这样的定律：它能够描述宇宙如何随时间变化。这样，我们只要知道宇宙在任一时刻的状态，就能用这些定律预知宇宙将来任何时刻的状态。比如，您看这篇文章不爽，朝我扔一块板砖，在板砖扔出的任意时刻，我只要得到板砖在那个时刻的质量、速度、角度等数据，就能利用牛顿力学定律算出，它将要划过什么样的轨迹，最终以多大力度砸在哪。当然，如果您扔得特准，那就只好麻烦您自己来算了。

　　第二，宇宙初始状态是个大问题。就是说，宇宙是怎样产生的？这一切是如何开端的？再问具体一点，它是遵循什么样的规律开始的？

　　有些人认为，科学只应该关心第一部分，宇宙启始是上帝的事，他老人家想怎么样就怎么样。果真如此，上帝完全可以放任宇宙随意演化，但是看来，他似乎更喜欢让宇宙乖乖地按照严谨的规则来演化。所以可以这样说，一定存在制约初始状态的定律——根据这个定律，宇宙的产生是必然的，宇宙以这种形式诞生、成长为现在的样子也是必然的。

　　

　　设计一种能描述整个宇宙的理论，太难。所以，我们目前力所能及的是，把问题分成许多小块，针对各块搞理论，来描述和预言一定范围的观测。

　　于是，就必然出现这样的情况：我们形成了某一块的理论，但有时候，受这一范围之外的效应影响，我们会发现实际观测和理论预言略有不同。

柳之心

　　这是因为，宇宙万物并不是真的像我们划分的那样，一块是一块，互不干涉。万物万象实际上是相互关联的。比如，原来电力、磁力是两个学科，人们针对这两块分别创立了两个独立的理论，后来发现，电和磁关系密不可分，如果只考虑其中一块，就会出现很大问题。后来二者合二为一，创立了电磁学……

　　有时候，某个区域的理论出现问题，又没有合适的补丁可以下载来修补，那么，如果这些问题不影响大局，大家通常就把它忽略掉，或者干脆用一组数来代表它，使理论看起来更贴近实际。

　　比如，爱因斯坦开始认为宇宙是静态的，但如果这样，根据他的广义相对论，宇宙就会因物质间的引力而坍缩，最后变成一个点。可是据观测，宇宙又没有坍缩的迹象，也没发现有什么东西可以抗拒引力，于是他在方程中引进一个“宇宙常数”，这个数刚好对抗引力，使宇宙乖乖地保持静态。

　　对于宇宙为什么要搞这样一个常数来约束自己，大家都很茫然。后来发现，宇宙是膨胀的，星系间相互飞离的惯性大于引力，所以不会坍缩，于是宇宙常数就成了一个尴尬的蛇足。于是，爱因斯坦就从他方程中把宇宙常数咔嚓掉了，并惭愧地说宇宙常数是他“一生中最大的错误”。

　　然而，造化弄人，1998年，两个天文学家小组通过研究超新星，发现各个星系正在加速远离地球而去。目前的解释，是暗能量导致宇宙加速膨胀。这个暗能量就是当年没发现的可以抗拒引力的东西，它导致负压，所产生的反引力，是一个常数……恭喜你猜对了，把宇宙常数请回爱因斯坦方程，可以完美地解释宇宙加速膨胀。这说明，已经举行遗体告别仪式几十年的宇宙常数要复活！三个家伙为此获得2011年的诺贝尔物理学奖，他们是美国人帕尔马特、美国-澳大利亚人施密特、美国人黎斯。宇宙常数的曲折故事，是观测区域变宽导致的一个洗具。

柳之心

　刚上班头几年的筒子们都会有一种感觉，那就是社会的关系网比想象的要复杂得多，你对面的美女说不定就是一把手的小蜜，而某次宴会上与你相见恨晚的那个哥们就是那个小蜜的丈夫，他现在最苦恼的事就是闹不清楚他和你们一把手老婆的关系……

　　宇宙也是这样，原本我们以为，两个不在一处的物体基本不存在什么关系，后来我们发现，万物都有引力、光、电、磁等远程联系方式。说不定，情况比这还要复杂得多，所有物质之间，还有更隐秘、更基础的联系方式没被我们发现。如果是这样，那么，我们用上面说的隔离法研究问题，就不太容易接近那个最终的、完备的答案了。

　　

　　但从狼狼阿狗，一直以来，我们就是用这种方法“从胜利走向胜利”。牛顿引力论又是一个经典的例子，它告诉我们，两个物体之间的引力只决定于它们的质量，与它是啥东西无关。这样，不需要知道星球的结构、成份、思想状况和政治立场，我们就可以计算它们的轨道。所以，在没有新的发现之前，我们只能靠目前的办法来理解宇宙。

柳之心

　　今天，我们按照两个基本的“部分”理论——广义相对论和量子力学来描述宇宙。它们是二十世纪最伟大的智慧成就。

　　广义相对论：用来描述引力和宇宙的大尺度结构，从只有几英哩直到大至1亿亿亿（1后面跟24个0）英哩，这是我们目前可以观测到的宇宙范围的结构，也就是人类目光所及的最远距离。

　　量子力学：用来处理极小尺度的现象，例如万亿分之一英寸。

　　可惜的是，这两个理论不相协调，所以它们不可能都对。或者说，它们都离真相还有一定距离，究竟这个距离有多大，尚未可知。当代物理学的一个主要努力方向，就是在寻求一个能把它俩合并在一起的理论——量子引力论。

　　目前来看，要搞定它，还早着呢。现在是万里长征刚开始系鞋带。

柳之心

　　我们都清楚，要找一个人，事先掌握他的特性越多，找到的机会和准确率也就越高。目前，我们已经知道了这个理论所应具备的许多性质——它应该是什么样、应该能解释什么、预测什么等等——这是唯一值得我们欣慰的。

　　

　　现在，我们相信宇宙不是任性的，而是守规矩的，这个规矩就是我们要找的统一理论。不过，霍金发现，寻求完整的统一理论，有一个基本的自相矛盾，讨论起来也有点意思：

　　作为有理性的生物，我们地球人可以随意观测宇宙，还可以从中得出逻辑推论，这样，就应该能越来越接近那个最终答案。然而，如果真有统一理论，那么它也决定我们的行动。这样，理论本身就决定了我们对它探索的过程和结果——额滴神呐，原来一切都是是注定的！问题来了：

　　为什么它必须注定我们得到正确的结论？

　　难道它不会注定我们得出错误的结论吗？

　　或者根本没有结论？

　　

　　对此，霍金同志用达尔文的自然选择原理来解答。

　　即使我们在电脑里复制、粘贴，也不能保证每次都能得到一模一样的结果。不信你在网页上Ctrl+C，再到word等文档里Ctrl+V，一定会看到变化。

　　生物繁殖还不如电脑复制、粘贴那样精确。即使是同一对夫妻，他们生出的后代也总有不一样的地方，性别啊、智力啊、外貌啊、体力啊、个性啊、甚至血型和DNA也不一样，加上生存期间的经历等等，导致差异越来越大，这是遗传、发育、成长上的变异。看看我们周围的人，看看同一窝小狗，要是还不服气，那就再看看同一根藤上的瓜……所以莱布尼兹说：“世界上没有两片完全相同的树叶”。全世界人民一听，立马一致通过了。

柳之心

　　由于相互有差异，那么不同个体对世界的认识和适应能力也存在差异。这没问题吧？很多地方不一样，而偏偏适应能力却一样，张飞和阎婆惜面对持刀的宋江，都是同一个下场，还有天理吗？

　　所以说，在大自然里，适应能力强的就是爷，吃香的喝辣的，老婆孩子多，更易存活和繁殖，其行为和思维的模式逐渐成为主流……物竞天择，如此往复，就叫进化。

　　智慧的进化，使我们人类在地球生物界趾高气扬，不可一世。

　　如果宇宙是遵循某种规则发展到现在这样的，我们就可以这样推测：既然宇宙发展导致进化的必然，而进化又给了我们推理能力，那么，在探索统一理论时，我们推理能力的进化也是必然的。

　　那个终极答案就在那摆着，它不会发生变化，而我们的推理能力却在不断进化，这说明，我们将离它越来越近，最终，我们会把它拿在手里。“子子孙孙无穷匮也，而山不加增，何苦而不平？”就是这个道理。

　　这是个乐观的看法。因为，没人知道我们还能存在多久，也没人知道，得到那个答案需要多久。放弃吗？或许就在明天呢？

柳之心

　　也许有人说，目前，除了最极端的情况以外，我们现有的部分理论，已经可以对所有一切给出精确的预言了，没必要去探索宇宙的终极理论了。然而，我们回过头想一想，当初探索相对论和量子力学时，我们也可以用这个论点来说没有必要，但实际上，这些理论已经给我们带来了核能和微电子学的革命！

　　所以，一套完整的统一理论，可能无助于种族存亡，甚至不影响我们随地吐痰加班骂娘，但这并不能成为我们停止探索脚步的理由！

　　自从我们学会思考，就不甘心不明真相，不甘心对事物保持迷惘状，我们大声疾呼：被蒙在鼓里的感觉很不爽！

　　对预知未来的渴求，引无数英雄竞折腰。折腰也搞不定，就花钱找丘道士鲁和尚算一卦。可见我们是多么渴求理解世界的根本秩序！

　　我们为何在此？我们从何而来？我们必将何往？

　　难道你不想知道吗？

　　我们的目标：对我们生存其中的宇宙作完整的描述！

　　

　　那么，我们目前已知的宇宙是个啥样？

　　

　　子曰：酒要一口一口喝，路要一步一步走，步子迈得太大，容易扯着蛋。

　　咱慢慢来。

柳之心

转帖者说：
    好吧，我就转到这里吧，再转就很不厚道了！后面的内容当然更精彩，当然这也只是我觉得精彩。希望有心人能有所收获。

大光明云

柳之心 发表于 2016-3-22 10:58
转帖者说：
    好吧，我就转到这里吧，再转就很不厚道了！后面的内容当然更精彩，当然这也只是我觉得精彩 ...

感谢柳老师辛苦付出，也感谢作者的宏伟的人类认知真理过程的趣味的历史陈述，受益匪浅。

同时我也推荐给大家一部书，很有意思，书名《与神对话》作者: 尼尔·唐纳德·沃尔什