愛因斯坦最大的遺憾！沒有參透「上帝的構思」！實現它有多難？

我想知道上帝的宏大構思，其他一切都只是細枝末節——愛因斯坦

1925年，功成名就的愛因斯坦與一位名叫Esther Salaman的年輕學生散步時，曾說過這樣一段發人深思的話，「我想了解上帝是如何創造世界的，至於這種或那種現象，這個或那個元素，我根本不感興趣。我只想知道他的宏大構思，其他一切都是細枝末節。」

「上帝的構思（God"s thoughts）」是現代物理學終極目標的隱喻，代表人類對宇宙自然規律的完美理解。在生命的最後三十年，愛因斯坦傾盡全力尋找萬物理論（The Theory of Everything），可惜始終未能如願。

理想中的萬物理論能將大千世界的無數現象納入其中，將紛繁複雜，或微觀或宏觀的表象化繁為簡，用一個簡潔優美的公式表達出來。藉助萬物理論，包括宇宙如何誕生在內的一切難題都將迎刃而解。

幾個世紀以來，在科學家不懈的努力之下，現代物理學如同宏偉的大廈一樣聳立起來。這座大廈有兩根堅實的支柱——廣義相對論和量子場論。前者描述了引力以及恆星、星系和宇宙最大尺度上的運行規律；後者則描述了三種力——強核力，弱核力和電磁力如何在亞原子尺度發揮作用。

通過多年研究和實驗，物理學家發現這兩種理論在各自領域內的統治地位幾乎不可撼動，根據理論所做的預測準確性極高。它們之間雖然水火不容，但絕大多數情況下我們只用到其中一種理論，所以暫時還算相安無事，但要想創建萬物理論，就必須打通隔閡，將兩大理論統一起來。

相比虛無縹緲的引力，科學家對其他三大作用力了解的更為深入——電磁力將原子結合在一起並主導化學反應，強核力將原子核凝聚在一起，使夸克乖乖留在質子和中子內部，弱核力則與亞原子粒子的放射性衰變密切相關。每種作用力都有各自對應的亞原子粒子——膠子負責傳遞強力，光子負責傳遞電磁力，而傳遞弱力由W 及 Z 玻色子負責。此外還有一個幽靈般無處不在的希格斯場為夸克、輕子和其他基本粒子賦予質量。它們共同組成粒子物理標準模型。

藉助標準模型，科學家能夠像搭積木一樣構建從原子、分子、人直至行星、恆星等宇宙間所有已知的物質——這近似理想中的萬物理論，但如果沒有將引力納入其中，就不算一個嚴絲合縫，完美和諧的理論。

為了在物理學大廈的兩根支柱之間搭建一座「橋樑」，人類建造了能將質子加速到99.999999%光速的強子對撞機，但距離找到組成物質的最小單位仍然遙遙無期。根據萬物理論的主要候選者——弦理論的解釋，宇宙誕生之初的10^-43秒內，四大作用力歸於一種基本力量的統治之下，而最微觀層面的宇宙由普朗克長度（10^-33厘米）的微微顫動的一維弦組成，不同的振動模式產生質量和電荷各不相同的粒子。

問題在於看到宇宙「琴弦」所需的普朗克能量大的難以想像，比目前能量最高的粒子加速器高11個數量級！根據美國費米實驗室物理學家Don Lincoln的說法，如果將人類掌握的能量比作一個細胞，那麼普朗克能量就相當於整個地球！我們也許過數千年都無法窺探萬物理論的真諦！

好在物理學「大統一」的腳步越來越快——1670年牛頓發現萬有引力，將天上和地上的力學合而為一；1873年麥克斯韋的理論將電和磁統一在一起；1968年科學家發現電磁力和弱核力是同一種力的兩個方面。假以時日，人類也許能夠捧起萬物理論的「聖杯」，只不過這次探索之旅必將充滿艱辛！

宇宙往事-專註科學科普

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