除了时空所表现出的维度之个数这个问题外,弦论还存在其他一些难点,它们必须先行解决,之后才能在欢呼声中成为物理学的终极统一理论。我们尚不清楚所有的无限大是否会互相抵消,或者还不知道如何严格地把弦上的波与我们观测到的粒子的具体类型联系起来。尽管如此,在接下来的几年内找到这些问题答案的可能性还是存在的,而到20世纪末我们将会知道弦论是否确实是人们探求已久的物理学之统一理论55。
实际上能否存在一种适用于宇宙万物的统一理论呢?还是我们只是在追逐某种海市蜃楼式的幻象呢?这里看来存在三种可能性:
1.确实存在一种完美的统一理论,如果我们有足够的智慧,那总有一天会找到它。
2.不存在适用于宇宙的任何终极理论,有的只是一系列理论,它们对宇宙的描述越来越精确,但这一过程永无止境。
3.不存在适用于宇宙的任何理论。超出一定范围后事件是不可预知的,它们只以一种随机而又任意的方式出现。
一些人赞成第三种可能性,理由是如果存在一整套完美的定律,那就会侵犯上帝改变主意和干预世界的自由。这有点像一则古老的悖论:上帝是否有能力创造出一块连他自己也无法举起的大石头呢?但是,上帝也许想要改变主意的构想,乃是圣奥古斯丁所指出的一例谬误:把上帝想象为是一种适时存在的生物。时间只是上帝创造的宇宙中的一种性质而已。据此推测,上帝在创造宇宙之时已经知道他的意图何在。
随着量子力学的面世,我们渐而意识到对事件的预言不可能做到绝对准确,而总是存在某种程度的不确定性。要是有人愿意,那他可以把这种随机特性归因于上帝的干预。但是,这应当是一种非常奇特的干预。没有任何证据表明,这种干预有着明确的目的。事实上,如果有的话,它就不会是随机的。在当今年代,鉴于重新明确了科学目标,我们实际上已经排除了第三种可能性。我们的目的在于建立起一套用公式表示的定律,从而使我们能在测不准原理所限定的精度内对事件做出预言。
第二种可能性涉及到在无限过程中越来越精确的一系列理论,这种情况与迄今我们的全部经历是相一致的。在许多场合中,我们提高测量工作的灵敏度,或者开展新一类的观测,目的只是在于揭示新的现象,而此类现象是现有理论无法预言的。有鉴于此,我们必须发展出更为先进的理论。所以,对现有的那些大统一理论来说,如果它们经更大、更强的粒子加速器检验而不再成立,那也用不着为此而过于大惊小怪。确实,如果我们的预期目标是它们不会失效,那么花那么多钱去建造更强大的设备就不会有太大的意义了。
然而,引力好像有可能为这种“盒中套盒”式的序列提供某种限制。如果有一个粒子,它的能量超过所谓普朗克能量,即1019gev56,那么它的质量便会高度密集,结果是切断了它与宇宙其余部分的联系,形成一个微小的黑洞。据此,随着所涉及的能量越来越高,这种不断精确的理论序列好像确实应该有一个极限。对宇宙来说,应该存在某种终极理论。当然,目前我们在实验室内所能产生的能量充其量也就在1gev左右,这与普朗克能量相距甚远。为了跨越这么大的鸿沟,应当需要一台比太阳系还要大的粒子加速器。以现有的经济实力来说,想获得建造这样一台加速器所需要的经费是完全不可能的。
不过,宇宙极早期阶段乃是此类能量必然曾经出现过的竞技场。以我所见,现在是一个很好的时机,那就是对早期宇宙的研究,以及对数学自洽性的要求,将会引导我们在20世纪末得出一种完美的统一理论——前提始终是我们不会先行自我毁灭。
如果我们真的发现了一种有关宇宙的终极理论,那又应当意味着什么呢?在我们为认识宇宙而奋斗的历史进程中,漫长而又辉煌的一章会因取得这一成果而划上句号。不过,这也会使公众对那些支配宇宙的定律之理解发生革命性的转变。在牛顿时代,受过教育的人有可能掌握人类知识之全貌,至少也能知其概况。但是,之后随着科学的不断发展,要想做到这一点已不再可能了。理论总是为了说明新的观测结果而处于不断变化之中。这种理论绝不可能通过适当的消化或者简化,以使普通大众得以理解它们。您必须成为一名专家,而即便如此,您也只能有望做到对一小部分科学理论在一定程度上有所领会。
还有,科学进步的速度非常之快,人们在中学或者大学里学到的那些知识始终是稍嫌过时;只有为数不多的人才能跟得上快速进展的知识前沿。而且,他们不得不为之投入自己的全部时间,并在某个不大的领域内从事专业性研究。至于其余的绝大多数人,对于不断取得的进展以及由此引发的激情则知之甚少。
要是七十年前的爱丁顿所言属实,则那时仅有两个人能理解广义相对论。时至今日,数以万计的大学毕业生都能理解这一理论,还有几百万人至少熟悉其思想。一旦发现了完美的统一理论,那么要想按同样方式对它进行消化或者简化,也只是一个时间问题。届时,中学里就可以讲授这种理论,至少可知其梗概。那时,我们就都能够对支配宇宙,并对我们的存在起决定作用的那些定律有所了解。
爱因斯坦曾经提出过这样一个问题:“在构建宇宙之时,上帝有多大的选择余地?”如果无边界设想是正确的话,上帝在选定初始条件时就没有任何自由了。当然,他应当仍有选择支配宇宙之定律的自主权。不过,这里也不可能真有多大的自由选择的余地。很可能只存在一种或者少数几种完美的统一理论,它们是自洽的,而且容许有智慧生命存在。
即使只存在一种可能的统一理论,且这种理论又只表现为一套规律和相应的方程组合,我们还是可以就上帝的本性发问。是什么因素能把灵感注入这些方程,并创造出能用这些方程来加以描述的宇宙呢?通常用于构筑某种数学模型的科学途径,并不能回答这样一个问题:为什么应该存在一种能用该模型来描述的宇宙?为什么宇宙会克服种种麻烦以求存在呢?统一理论是否如此使人信服,以至于它自身的实现不可避免?或者它的确需要一位造物主,而如果正是如此,那么除了为宇宙的存在负责之外,上帝是否还会对宇宙施以什么影响?还有,又是谁创造了上帝呢?
迄今为止,大多数科学家都一直太过专注于发展一些新的理论,以求描述宇宙的真貌,而没有去探问为什么的问题。另一方面,对于那些探求宇宙为何如此的人(即哲学家)来说,他们的工作无法跟上科学理论的进展。在18世纪,哲学家们把包括科学在内的人类全部知识,当作他们的研究范围。他们曾经讨论了诸如“宇宙有开端吗”之类的问题。然而,到了19和20世纪,除少数科学家外,对于哲学家和其他任何人来说,科学在学术内容和数学方法上变得过于深奥。哲学家们大大缩小了他们的探索范围,而正因为如此,20世纪最著名的哲学家维特根斯坦曾说道:“对哲学而言,唯一还可以做的事就只剩下分析语言了。”从亚里士多德到康德,哲学的伟大传统之没落竟到了如此凄惨的境地!
不过,一旦我们确实发现了一种完美的理论,那么应该及时让每个人理解其主要原理,而不只限于少数科学家。那时,我们所有的人都能参与对宇宙为什么存在这一问题的讨论。如果我们找到了这一问题的答案,那将会是人类理性的终极胜利。因为到那个时候,我们就会知道上帝的意向了。