第27章 物理学的统一(2)
但是，当你远看它时，你辩白不出它的粗细，而它就显得是一维的（只用沿麦秸的长度来指明点的位置）。对于时空亦是如此：在非常小的标准下，时空是十维的，并且是高度曲折的，但是在更大的标准下，你看不见曲率或者分外的维。如果这个图象是精确的，对于志愿的空间观光者来讲但是个坏动静：分外的维实在是太小了，底子不答应航天飞船通过。
如果我们确切发明了宇宙的终究实际，这意味着甚么？
跟着量子力学的发明，我们熟谙到，因为总存在必然程度的不肯定性，是以，不成能完整切确地预言事件。如果有人情愿，他能够将此随便性归结为上帝的干与。但这会是一种非常奇特的干与：没有任何证据表白它具有任何目标。
（1）确切存在一个完整的同一实际（或者一族交叠的表述），如果我们充足聪明的话，总有一天会找到它。
第二种能够性，也就是存在一无穷的越来越切确的实际序列，是和迄今为止我们的经历相合适的。在很多场合我们增加了测量的活络度，或者停止了新的范例的观察，只是为了发明还没被现有实际预言的新征象，为了解释这些，我们必须生长更初级的实际。这一代的大同一实际预言：在约莫100吉电子伏的弱电同一能量和约莫1000万亿吉电子伏的大同一能量之间，没有甚么本质上新的征象产生。是以，如果这个预言是错的话，人们并不会感到非常惊奇。我们的确能够预期发明一些新的比夸克和电子――这些我们目前觉得是“根基”粒子――更根基的布局层次。
人存道理能够供应一个答案。二维空间仿佛不敷以答应像我们如许庞大生命的生长。比方，在一维地球上糊口的二维植物，为了相互通过，就必须一个爬到另一个之上。
人们摸索了这个根基实际，但是迄今毫无成绩。正如哥德尔指出，不成能用伶仃的一族公理体系来表述算术。
但是，确切存在一个如许的同一实际吗？或者我们或许仅仅是在寻求海市蜃楼。仿佛存在三种能够性：
但是，它引发了另一个首要题目。为何一些而非统统的维都被卷曲成一个小球？或许在宇宙的极初期，统统的维都曾经非常曲折过。为何一维时候和三维空间被铺平开来，并且他维仍然紧紧地卷曲着？
正如在第一章中解释的，因为实际不能被证明，我们将永久不能必定，我们是否确切找到了精确的实际。但是如果实际在数学上是调和的，并且老是给出与察看分歧的预言，我们便能够适度地信赖它是精确的。它将给人类了解宇宙的智力斗争耐久而光辉的汗青篇章打上一个停止符。但是，它还会窜改凡人对制约宇宙定律的了解。在牛顿期间，一个受教诲的人起码能够在梗概上把握整小我类知识。但从那今后，科门生长的节拍使之不再能够。因为实际老是被窜改以解释新的察当作果，它们从未被消化或简化到使凡人能够了解。你必须是一个专家，即便如此，你只能有望精确地把握科学实际的一小部分。别的，其生长的速率如此之快，在中学和大学所学的老是有点过期。只要少数人能够跟得上知识快速进步的前沿，但他们必须进献毕生的精力，并范围在一个小的范畴里。其他的人对于正在停止的生长或者它们产生的冲动只要很少的观点。70年前，如果爱丁顿的话是真的，那么只要两小我了解广义相对论。明天，成千上万的大学研讨生能了解，并且几百万人起码熟谙这个思惟。如果发明了一套完整的同一实际，以一样体例将其消化并简化，以及在黉舍里起码讲授其梗概，这只是时候的迟早题目。我们当时就都能够对制约宇宙，并对我们的存在卖力的定律有所了解。
（2）并不存在宇宙的终究实际，仅仅存在一个越来越切确地描述宇宙的无穷的实际序列。
看来很清楚，起码如我们所知，生命只能存在于一维时候和三维空间没被卷曲得很小的时空地区里。这表白，只要人们能够证明弦实际起码答应宇宙存在如许的地区――仿佛弦实际确切能做到这一点，则我们能够乞助弱人存道理。一样，也会存在宇宙的其他地区或其他宇宙（不管那是甚么含义），那边统统的维都被卷曲得很小，或者多于四维几近是平坦的，但是在如许的地区里，不会有聪明生物去察看这分歧数量标有效维数。
如果这些分外的维确切存在，为甚么我们全然没有发觉到它们呢？为何我们只看到三个空间维和一个时候维呢？人们的观点是，其他的维被弯卷到非常小的标准――约莫为一百万亿亿亿分之一英寸的空间，人们底子无从发觉这么小的标准：我们只能看到一个时候维和三个空间维，在这些维中时空是相称平坦的。这正如一根麦秸的大要。如果你近看它，就会发明它是二维的（要用两个数来描述麦秸上的点，一个是沿着麦秸的长度，另一个是环绕着圆周方向的间隔）。
（3）并不存在宇宙的实际：不成能在必然程度以外预言事件，事件仅以一种随机或肆意的体例产生。
我信赖这里的景象不成能比它更好，根基实际不成能存在伶仃的表述。相反，它或许和舆图近似。你不成能只用一张伶仃的舆图去描述地球或者锚圈的大要：在地球的景象下，你起码需求两张舆图去覆盖每一点，而在锚圈的景象下，则需求四张。每张舆图只对一个有限的地区有效，但是分歧的舆图有一个交叠的地区。整族舆图就为该大要供应了完整的描述。近似地，在物理学中对分歧的景象需求利用分歧的表述，但是两种分歧表述在它们都合用的景象下要相互分歧。整族分歧的表述能够被以为是完整的同一实际，固然它不是遵循伶仃的假定调集表达的实际。
的确，如果它有目标，则按定义就不是随便的。当代因为我们重新定义科学的目标，以是已经有效地解除了上述的第三种能够性：我们的目标只在于表述一族定律，这些定律能使我们在不肯定性道理的极限以内预言事件。
在任一种景象下，都不存在我们晓得的原子。
另一个题目是起码存在四种分歧的弦实际（开弦和三种分歧的闭弦实际），以及由弦实际预言的分外维的极其繁多的卷曲体例。为何天然只遴选一种弦实际和一种卷曲体例？这题目一度仿佛没有答案，因此没法向进步展。厥后，约莫从1994年开端，人们开端发明所谓的对偶性：分歧的弦实际以及分外维的分歧卷曲体例会导致四维时空中的一样成果。不但如此，正如在空间中占有伶仃一点的粒子，也像空间中线状的弦，还存在别的称作p膜的东西，它在空间中占有二维或更高维的体积。（粒子能够为是0膜，而弦为1膜，但是还存在p从2到9的p膜）。这仿佛表白，在超引力、弦以及p膜实际中存在某种民主：它们仿佛战役相处，没有一种比另一种更根基。看起来，它们是对某种根基实际的分歧近似，这些近似在分歧的景象下建立。
如果二维植物吃东西时不能将之完整消化，则它必须将其残渣从吞下食品的一样通道吐出来，因为如果有一个贯穿满身的通道，它就将这生物豆割成两个分开的部分：我们的二维植物就崩溃了。近似地，在二维植物身上实现任何血液循环都是非常困难的。
即便我们发明了一个完整的同一实际，因为两个启事，这并不表白我们能够普通地预言事件。第一是量子力学不肯定性道理给我们的预言才气设立的限定。对此我们没法降服。但是，在实际上更加峻厉的是第二个限定。它是由以下究竟引发的，除了非常简朴的景象，我们不能精确解出这实际的方程。（在牛顿引力论中，我们乃至连三体活动题目都不能精确地解出，并且跟着物体的数量和实际庞大性的增加，困难愈来愈大。）除了在最极度前提下以外，我们已经晓得标准物体在统统前提下的行动的定律。特别是，我们已经晓得作为统统化学和生物根本的根基定律。我们必定还没有将这些学科归结为可解题目的状况：到现在为止，我们在按照数学方程来预言人类行动上只获得了很少的胜利！以是，即便我们确切找到了根基定律的完整调集，在将来的光阴里，我们仍面对着在聪明上应战性的任务，那就是生长更好的近似体例，使得在庞大而实际的景象下，能作出对能够成果的有效预言。一个完整的调和的同一实际只是第一步：我们的目标是完整了解产生在我们四周的事件以及我们本身的存在。
多于三个空间维也有题目。两个物体之间的引力将随间隔衰减得比在三维空间中更快（在三维空间内，如果间隔更加，则引力减少到1/4。在四维空间减少到1/8，五维空间1/16，等等）。其意义在于使像地球如许环绕着太阳的行星的轨道变得不稳定：地球偏离圆周轨道的最小微扰（比方因为其他行星的引力吸引）都会使它以螺旋线的轨道向外分开或向内落到太阳上去。我们就会被冻死或者被烧死。究竟上，在维数多于三维的空间中，引力随间隔窜改的一样行动意味着，太阳不成能存在于压力和引力相均衡的稳定的状况下，它要么被四分五裂，要么坍缩构成一个黑洞。在任一种环境下，对地球上的生命来讲，它作为热和光的来源都没有多大用处。在小标准下，原子里使电子环绕着原子核活动的电力行动正和引力一样。如许，电子要么全数从原子逃逸出去，要么沿螺旋的轨道落到原子核上去。
有些人基于以下来由附和第三种能够，如果存在一族完整的定律，这将侵犯上帝窜改其主张并对天下停止干与的自在。这有点像那陈腐的二律背反：上帝能制造一个重到连本身都不能将其举起的石块吗？但是上帝能够要窜改主张的这一思惟，正如圣・奥古斯丁指出的，是一个想像上帝存在在时候里的虚妄的例子：时候只是上帝缔造的宇宙的一本性子。能够假想，当他缔造宇宙时，他就晓得了本身统统的诡计！
但是，引力仿佛可觉得这个“盒子套盒子”的序列设下极限。如果人们有一个具有比1000亿亿吉电子伏（1前面跟19个0）的所谓普朗克能量更高能量的粒子，它的质量就会合中到如此的程度，它就会离开宇宙的其他部分，而构成一个小黑洞。如许看来，当我们往越来越高的能量去的时候，越来越紧密的实际序列确切该当有某一极限，以是必须有宇宙的终究实际。当然，普朗克能量分开约莫100吉电子伏――目前在尝试室中所能产生的最大的能量――非常远，我们不成能在可见的将来用粒子加快器弥补其间的差异！但是，宇宙的极初期阶段是如许大的能量必然产生的舞台。我觉得，初期宇宙的研讨和数学调和性的要求，很有能够会导致当今我们四周的某些人在有生之年获得一个完整的同一实际。当然，这统统都是假定我们起首不使本身毁灭的前提下而言的。
