一些科学家在钻研不断完善现有的理论,以发展出一个涵盖一切的“万有理论”(Theory of Everything)来解释宇宙。另一些科学家则意识到,现有的物理学、数学知识都是局限于某个层次的理论,想从这些理论中发展出万有理论,就好比尝试用某个层次的理论去解释包含不同层次的宇宙,只会发现不能解决的问题越来越多。
万有理论假定存在一种具有概括性、一致性的物理理论框架,可以解释宇宙内所有的奥秘。摆在当代科学家面前最明显的两种框架是相对论和量子论。一些科学家认为,把这两种结合,可能就已经接近理想中的万有理论。
相对论用于解释相对人眼能见到的物质,比如恒星、星系等,都还不错。量子论用于解释像亚原子粒子、原子、分子等这些微观世界的物质,特别好用。
现在被认为最有可能成功的万有理论包括弦理论、量子引力论等,都是把相对论和量子论不断打补丁、再结合起来的杰作。
加州理工学院前射电天文学家马库斯・周(Marcus Chown)是对万有理论持怀疑态度的学者之一。近日他在英国广播公司(BBC)科技专栏发表文章解释了他的想法。
马库斯・周认为,万有理论可能存在,但无法从现有的理论中推导出来,这是死胡同。
他认为数学就像是物理学的语言,物理学通过各种数学公式把想描述的道理表达出来。可是它们都是某一个层次的道理,而且即使在这个层次上,它们也不完善。
马库斯・周说,这就是哥德尔不完备定理(Gödel’s incompleteness theorem)所提到的问题。这个定理说的是,并非所有的数学定理都能从公理中推导出来。公理指的是不证自明的命题,定理指的是经过验证证明为真的陈述,当然这听上去很深奥。
马库斯・周对此进行的解释是:“定理好比气球,公理好比地面,气球漂浮在地面上,但是受到逻辑的牵制。哥德尔发现总有一些气球是真的,但是它们不能从公理推导而来,就像是自由漂浮的气球,所以,数学是不完善的。”
马库斯・周说,既然数学是不完善的,那么物理学也是不完善的。用这些不完善的理论去拼凑出一个完善的理论,这是办不到的事情。
!评论内容需包含中文