愛因斯坦統一場論的自洽

張恒升，張振光

1.廣西柳州市第一職業技術學校，廣西柳州 545007

2.柳州科技館，廣西柳州 545006

愛因斯坦自從創立了相對論和在量子科學上有了偉大發現后[1]，他就和牛頓一樣，成為了人類歷史上最偉大的科學家，他的偉大成果將對社會經濟發展、科技進步產生巨大的劃時代的推力。而當物理科學家們期盼愛因斯坦帶領大家在量子科學研究的大道上狂奔時，他卻拐彎了。原因是愛因斯坦對玻爾和他的團隊發現的量子測不準原理不認可。為此，他提出了統一場論。他想建立一個能在包羅萬象的數學框架下描寫自然界所有力的理論。他認為，只要找出這些根本性的力，任何物質的運動規律都可以找出來，不存在測不準的原理。但波爾他們更不買他的賬，雙方為此展開了數十年的論戰[2]。開始幾年愛因斯坦和他的陣營被打得一敗再敗，玻爾他們的量子論以無可爭辯的現象把愛因斯坦的統一場論撞得支離破碎，量子種種則不準的狀態也把所有的物理科學家攪得心煩意亂。愛因斯坦有時也不得不把它稱為幽靈。愛因斯坦當時依靠僅發現的引力和磁力理論知識構建的統一場論來圈住量子，就如用一根細麻繩捆大象，它一發力，繩子就斷了。

但愛因斯坦有獻身科學的勇氣和精神，不管被打得如何的一敗涂地，對方沒有徹底戰勝他時，他是不會服輸的。正如他說的：“發現一條走不通的道路，就是對科學的一大貢獻……那種證明‘此路不通’的吃力不討好的工作，就讓我來做吧！”

愛因斯坦的見解跟哲學中的辯證唯物主義接近，他的統一場論也鼓勵了許多科學家去為之奮斗。雙方陣營的后人斗到如今，量子論也未能擊垮統一場論，雖然目前雙方較量中，量子論有時略占上風。因為人們想不斷深入認清量子的運動極為艱難，量子的大小只有約一厘米的一億億億億分之一，它的壽命大多數不到一萬億億分之一秒。探究如此微小的粒子和它極短的壽命太困難，研究結果的準確率到底有多少？難以說清。更令人焦躁是，認為量子是波的人檢測的結果，它就是波，認為量子是粒狀的人檢測的結果，它就是粒。但量子測不準的現象就真的能證明不確定性原理正確嗎？不一定，換個角度就可發現，我們人類身上何嘗不有許多測不準的現象呢。社會里的人群，每個人就像物理學的一個量子，也是不可分割的。在自然界里，人的行為也是測不準的。歷史上，常有個別人的偶然性行為改變整個世界。一個人是由兩萬多億個細胞組成，每個細胞都是一個非常復雜的生命體，這個生命體又是由億萬個更小的生命體組成。相對于物理學量子來說，這么龐大的生命體組成的一個人，更加測不準，更為詭異。如古代在朝廷這個小范圍，人們就常說：“伴君如伴虎 ”。就是說人是極為善變的，其變化是沒有規律的。如果不是聰明的人類發明了法律法規來規范自己的行為，這個測不準的現象更復雜。因此，相對來說，人們研究量子的測不準原因更方便，因為人總是能依靠不斷變得更先進的儀器來進行研究。研究人卻不那么容易，在人類文明發展史上，常有因某個人的行為使整個社會倒退數十年甚至數百年的情況。雖然，在進行艱難探索研究量子中，許多物理科學家在被量子弄得暈頭轉向而甘愿承認它測不準后，過一段時間冷靜了，還是認可統一場論的思想。因為如果相信量子測不準原理就不用再進行研究了，因為物質分割好像到盡頭了，量子運動既然是無序的，應用時，只用統計學對付就足夠了。但科學家大多都有很強好奇心和想認清所有事物本質的個性。所以他們常常總是有意無意傾向統一場論。因此，愛因斯坦的統一場論雖然歷盡坎坷，但總是有許多頂尖科學家的研究成果推進它的自洽，從而保障了統一場論的構建不斷取得進展。現在我們從以下幾方面來認識它取得進展的原因。

1 堅持探索不動搖

普朗克發現量子至今有112年，量子科學對社會生產力產生了巨大推力，但隨著研究的深入，它那詭異的變化，仍常迷惑科學家。正如一位著名科學家說的：“ 誰不被量子搞得暈頭轉向，他就不是一位物理學家！”比如量子能同時穿過兩個夾縫！哲學上有個原理，一個人不能同時踏進兩條河。而量子做到了。但在大千世界里，這種現象的存在不算極其特別。如植物中的冬蟲夏草也有兩種特性，既是蟲，也是草。又如一個男人腦海里，也常有幾種想法同時存在，令他有多種行為表現，如做兒子、做父親、做丈夫、做朋友、做觀眾等角色；同時，人，還具有否定他人和自我否定的特性。量子和人都有測不準的特點，人測不準現象更多，所以許多人無法把握和處理人際關系時，常常求神拜佛。上個世紀七十年代美國和前蘇聯冷戰，雙方投入了巨資研究武器和進行太空競賽，西方的一個科學家批評說：大家都在拼命研究宇宙，而對人的本身卻研究得很少。后來，人們才在生物工程方面加大投入。隨著研究不斷深入，科學家對人類的生理和行為有了更深的了解。對前沿科學量子科學的研究，人們雖然艱難和困惑，且有部分政客和科學家已不贊成花費時間和資金繼續去做無謂勞動，但許多科學家仍迎難而上，努力探索。2012年7月4日，歐洲核研究組織宣布發現了希格斯玻色子，這一發現轟動了世界。許多科學家認為，一旦捕捉到這個粒子，人們就可找到物質的根本來源和規律，因為是這個粒子給了所有粒子質量和形狀，它是一切物質的來源，因此有人稱它為上帝的骰子。這就是科學家們長期以來堅持不懈努力鉆研獲得的一個重大發現。它的發現，又一次推進了統一場論的自洽

2 在挑戰中發展

人的發展變化雖然很復雜，但自然科學家和社會學家經過長期深入研究，基本認識了人發展變化的一些重要規律。較著名的例子是三國時諸葛亮，他未參與政事前，就研究分析出可以三分天下。現代社會文明雖已上升到一個更新高度，生物工程科學發展還遠遠達不到人們的要求。相對來說研究量子科學的時間不算長，成果卻不小。在愛因斯坦統一場論思想影響下，觀點和他對立的科學家也開始關注社會科學的指導思想，對立雙方都取得了許多新進展。但也衍生了許多學派和產生了許多理論。這些理論五花八門，令人眼花繚亂。如多世界、多宇宙、平行宇宙、多維時空宇宙等等。例如多世界這個理論，它是愛因斯坦這派的主力大將薛定諤1935年駁斥量子測不準原理時提出著名的“貓的悖論”后出現的。根據這個悖論，一些科學家以后就推導出多世界理論。他們認為我們身邊的世界有幾個，否則怎么會出現不同意識的人去研究同一個東西卻得到不同的結果？對于這個理論，界外人士興趣很大，一些人為之激動。他們想：我們生活里如果真的同時存在幾個世界該是多么美妙。為此，他們熱切期盼科學家盡快揭示多世界面紗。在這個理論里，首先最令人憧憬的是人能免去死亡威脅，因為在多世界理論中，人可以通過時光隧道或時空蟲洞到另一個世界去，不存在死的擔憂。不少人從小就聽大人說過，另外的世界有天堂，那里有非常美好的生活。所以聽到多世界這個理論時，怎能不叫人振奮。但提出這些理論的科學家們這時卻顯露了他們的本性，他們只想研究強子對撞機里量子世界中的其它世界，不太關心自己身邊另外的世界，甚至他們也知道自己生活的這個世界里，不可能再有其它世界。正當這些科學家處在矛盾的時候，社會上卻有人明確支持多世界理論。這些人有的是神學人士，有些是陰陽學家。神學人士就不用講了，他們早就認為自己是另一個世界里神的使者。研究陰陽的人則認為宇宙中總是陰陽對稱的，如男人和女人，天和地，正電子和負電子等等。多世界理論正好從科學上證明了他們身邊有陰間和陽間兩個以上的世界。這些源自人類少年時代的美好想象，在科學發達的今天相信的人已經不多。但令人煩惱的是，量子的所作所為就是讓人相信有另外的世界。因此有些人也懶得理睬愛因斯坦的統一場論，況且沒有量子論推導出多世界的理論，大家也希望多世界的存在，因為誰也不愿死。其實不只是量子科學有多世界理論，社會科學也要面對多世界理論。且不談各個宗教的神界，印度等地就有不少神秘現象存在，如有些教徒死了很久尸體仍沒有腐爛，有些教徒可以坐地懸空升起。

這些東西現代物理知識不能解釋。它們的存在是對唯物主義、社會科學的挑戰，就像量子測不準原理挑戰統一場論一樣。這是統一場論和社會科學共同面臨的問題。這些挑戰有時很強勁，但卻不能左右科學的發展。現在不能解釋的現象不等于將來不能解釋，即使長期解釋不了，那些尸體沒有腐爛的教徒，大家都知道他的確已經死了，沒有人會說他在睡覺；那些練功后能飄離地面的教徒并非來自另一個世界，他們也是父母所生，也要吃飯睡覺，也會生病、死亡。所以，他們雖然能對社會科學和自然科學形成挑戰，但他們實際上還是生活在我們這個世界里，遵循著這個世界生老病死的規律。正如一位哲人說的：認識事物要透過現象看本質。不管量子的詭異運動或個別教徒奇異表現如何，它們都是事物的一種表象，只要敢于挑戰，假以時日，都可以發現其內在原因和規律。多年來，科學家的成果已不斷證明了這一點。

3 社會科學研究方法助推研究進展

量子物理學是人類長期面臨的一項前沿科學，它的深度和難度足以震撼任何一個科學家。但它與社會科學的發展是相通的，它為社會科學發展提供論據，社會科學引導研究它的方向。三十幾年前，我國經濟凋零，極左政治空氣甚囂塵上，冤假錯案堆積如山，人們生活非常窘迫，當時連買一塊肥皂都需要票證。這么多的困難如何應對？中國政府運用科學方法，抓住各種矛盾中的主要矛盾，以經濟建設為中心，以發展為主線，經過三十幾年的努力，今天中國已經成為世界制造大國，物質充足，外匯儲備世界最多，各種制度逐漸確立，這是三十年前不敢想的事。中國為什么能取得這么好的成就？就是因為堅持了正確的發展方向。要帶領一個外部強敵環伺，內部人口最多、冤案最多、制度缺陷、貧窮落后的國家走出困境，這個難度是夠大的。那些數不勝數的困難每一項都有復雜的“測不準”現象。但是中國政府把不可能的事變成可能，把許多“測不準”的現象變成測得準。

為此，我們聯想到愛因斯坦的統一場論。從理論上講，創立統一場論并使之自洽的難度，不一定比三十年來中國政府帶領全國人民戰勝困難的難度大。量子有眾多的詭異現象。而中國有十幾億人口，每個人的思想行為發展變化都是不易捉摸的，加上內外堆積如山的各種困難，想起來就讓人發怵。但中國政府堅持科學方法，制定了以發展為主線的方針，使國家擺脫困境，各種困難和缺點、錯誤、缺陷在發展中逐步得到重視和解決。

量子的詭異現象在許多人眼中是無法解釋的，有一些是假象，比如量子的衍射現象就使人覺得它好像有多重分身術，一旦人們逐步認識和證明了這些現象，也就逐步發現了量子測不準的原因。因量子奇異現象而衍生出的多世界等理論，有人覺得這些理論可笑，幼稚單純得可愛。但也正是單純幼稚，科學家們才能長期保持無私忘我奮斗精神，從這點來講還是極為令人敬佩的。但是，他們很多人堅持了科學方法和正確思路，承認這個世界真實性和統一性的客觀存在，保障了統一場論研究不斷取得進展。

4 堅持正確思想 推動科學研究不斷深入

統一場論與社會科學有近似的指導思想，可以互相借鑒、支持與互補。在統一場論研究中，因受設備和儀器水平所限，對量子的運動變化難以界定，許多判斷有很大的猜測性。它的變化程度人們只能猜個大概，不能百分之百準確。就像眼前飛過幾百只的一群鳥，我們只能數清十五到二十只就沒法數了，因為它們已經飛遠了。那些沒數過的鳥的數量、性別、大小甚至智商情商，人們都可以進行合理想象和推導，并且還能衍生出許多理論來。在這種撲朔迷離現象前，就需要社會科學助一把力。在科學研究程序設置上，社會學家站得比自然科學家高，這是研究對象和立足點所致。牛頓到了四十歲后，便對解決科學新難題心力不足，逐漸傾向宗教，感覺另一個世界好像存在。為什么？因為自然科學研究很復雜艱難，科學家們要付出比常人多十倍甚至上百倍的精力和智慧才可能取得某一項科研成果。就像錢學森說的，他從不看電視，在國外，像他這類的科學家也不看電視。這在普通人看來不可思議，但卻是事實，因為他們沒有多余的時間去看電視，去娛樂或休閑。當他們殫精竭慮研究時，碰到一些詭異現象無法解釋后，就可能會產生別的想法，甚至有人還會神經錯亂，牛頓就曾有過。所以此時社會學家們就要站出來，幫他們一把，用哲學的思想引導他們，讓他們從牛角尖里走出來。稍有點哲學思想的人都知道，任何物質的發展變化都有規律，都有因果關系。就像買福利彩票中獎與否看似無規律，但如果把所有的彩票買下，肯定就中獎，因為里面包含有中獎號碼的彩票。所以，統一場論構建能在艱難的探索中發展，就是科學家們堅持正確研究方向的結果。

5 堅持探索 永不止步

二十年前，東歐和蘇聯等國發生變故，蘇聯分成了十五個國家。中國也受到巨大沖擊和挑戰。當時的世界形勢真有點量子力學的味道，到處都是測不準的現象。中國雖然受到巨大壓力，但中國堅持結合國情不斷探索，二十年來，中國成了發展得最快的國家。可見，堅持探索很重要。而在前沿科學領域統一場論和量子論的發展卻另有特點。當年，愛因斯坦探索奮斗了三十年，直到1955年去世時還沒能使統一場論自洽。1962年，他的對手和朋友玻爾去世前一天，仍在黑板上畫一個愛因斯坦的光子箱草圖來駁斥愛因斯坦的統一場論，這兩位二十世紀最偉大的科學家斗了一輩子，最后誰也沒能說服誰。但后來隨著研究的不斷深入，產生了現在的多世界、多宇宙、平行宇宙和多維時空宇宙等理論。在這眾多理論中，多維時空宇宙是個令人振奮的課題，它的出現是科學家用函數對量子研究計算的結果。它和愛因斯坦構建統一場論方法相似，也是運用數學手段，他們計算出微觀世界的時空是十維，叫絃理論。科學家假定量子像根6字形的絃，大的那一頭像堆卷起來的水管在不斷的抖動，它能在膜宇宙和體宇宙中穿行。但不管幾維，這個理論屬于統一場論的范疇，它是以我們這個世界為平臺來研究量子的，這些多出來的維也是和我們共同存在于一個時空、一個世界。既然有一個共同平臺，那么堅持統一場論思想的科學家們只要堅持探究，就能找出其運動發展變化規律。2012年7月4日發現的希格斯玻色子就階段性地證明了這個道理，但要找出其根本規律仍很艱難，也許要花上幾代或幾十代人的時間，甚至永遠只能不斷接近答案而找不到最終結果。但這也符合人的認識無止境規律。

綜上所述，前沿科學發展不斷推進統一場論自洽，統一場論在自洽中為科學發展提供新平臺。愛因斯坦的統一場論將長期引領我們在科學大道上不斷前進，人類也將不斷享受科學發展帶來更大福祉。

[1]高山著.量子運動與超光速通訊.新語絲電子文庫.

[2]丹尼斯布萊爾，楊建鄴，李香蓮.愛因斯坦全傳.高等教育出版社，2008，9.