霍金《时间简史》——第三章 科学理论的本性2

贡献者:— — 类别:简体中文 时间:2020-07-26 14:37:53 收藏数:21 评分:0
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当今科学家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20世纪上半叶伟大的智慧成
就。广义相对论描述引力和宇宙的大尺度结构,也就是从仅仅几英里到大至1亿亿亿(1后面跟24个零)英里可
观测宇宙的结构。另一方面,量子力学处理尺度极端微小的,比如一万亿分之一英寸的现象。然而不幸的是,
人们知道,这两个理论不能相互协调——它们不可能都正确。当今物理学的一个主要抱负,以及本书的主要论题
,便是寻求一种把两者结合在一起的新理论——量子引力论。我们还没有获得这个理论,寻找它的路途也许还相当
遥远,但是我们已经知道它必须具有的许多性质。我们在后面的章节中将会看到,关于量子引力论应做出的预言,
我们已经知道得相当多了。
现在,如果你相信宇宙不是任意的,而是被明确的定律制约的,你最终必须把部分理论结合成一个完备的统一理论
,它描述宇宙中的万物。但是,在寻找这样一个完备的统一理论时,存在一个基本矛盾。在上述有关科学理论的思
想中,假定我们是理性的生物,可以随心所欲地观测宇宙,并且从看到的事物中得出逻辑结论。在这样的方案中可
以合理地假定,我们可能不断地趋近制约我们宇宙的定律。然而,如果的确存在一个完备的统一理论,它也很可能
决定我们的行动——于是,理论本身会决定我们寻求它的结果!而为什么它必须决定我们从这些证据得到正确的结
论?难道它不会同样地决定我们得出错误的结论吗?或者根本没有结论?
对于这一诘问,我们仅能给出的回答是基于达尔文的自然选择原理之上的。其思想是,在任何自我繁殖的有机组织
群体中,不同个体的遗传物质和成长存在变异。这些差别意味着,某些个体比其他个体更能得出有关它们周围世界
的正确结论并相应地行为。这些个体就更可能存活并繁衍,这样他们的行为和思想模式就会处于优势。下面这一点
在过去肯定是真的,我们称做智慧和科学发现的东西传递存活的优势。这种情况是否仍然如此,就不清楚了:我们
的科学发现可以轻而易举地把我们所有人都消灭掉,而且即使它们没有这样,一个完备的统一理论对我们存活的机
会并没有多大影响。然而,假如宇宙以规则的方式演化至今,我们可以预料,自然选择赋予我们的推理能力,对于
我们寻找完备的统一理论方面也会有效,因此,这样就不会误导我们去得到错误的结论。
因为我们已经拥有的部分理论,对除了最极端之外的所有情形都可以做出精确的预言,为了实用的原因,似乎没有
太多的理由去寻求宇宙的终极理论。(值得注意的是,虽然类似的议论也可以用来反对相对论和量子力学,然而这
些理论给我们既带来了核能,又带来微电子学革命。)因此,发现完备的统一理论也许无助于我们人种的存活。它
甚至对我们的生活方式毫无影响。但是自从文明肇始以来,人们总是不满足于把事件视做互不相关和神秘莫测的。
我们渴求理解世界的根本秩序。今天我们仍然渴望知道,我们为何在此,以及我们从何而来。哪怕仅仅出于人类对
知识的最深切渴求,我们就应该继续探索。而我们的目标不多不少,正是完整地描述我们生活于其中的宇宙。
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