车富老师中国画花鸟综合课

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自然界有无数的物质形态，这些形态有统一的基础吗?自然 界有各种各样的规则，这些规则是相通的吗?人们能够提出一套 物理学的统一理论、一套完整的解释系统，以便描绘出关于自然界 的完整的图像吗?

科学实验无数次表明，我们越深入地探寻事物的本质，就能越 多地发现它们之间的联系。万有引力定律、麦克斯韦方程式、原子 结构模型等，都把一些看似不相干的自然现象和各自为政的科学 理论统一起来。这种情形促使科学家们追求宇宙的统一与完 整，试图建立一个完整的、协调的、能兼容其他分支理论的统一 理论。海森堡都曾致力于发现这种统一的“世界方程”, 想把自然界的四种相互作用力在“统一场论”的形式下做一个完整 的描述。

相对论和量子力学，都取 得了空前的成功。广义相对论在天文尺度上是最成功的，在微观 层次上意义不大；量子力学更有成效，它解决了从基本粒子到宇宙 学的许多问题。但是这两种理论在许多方面是不相容的。是我们 尚未发现它们的交合点和相互沟通的桥梁吗?从物理事实看，宏 观现象(如宇宙起源、大爆炸、天体的构成及演化)与微观现象(基 本粒子的特性)有明显的相关性，这意味着什么呢?

第二个典型的事例是关于力的统一性问题。

自然界各种相互作用力，最终可以归结为四种：①引力。它是 在宏观范围内物质相互吸引的力，对任何物质都起作用。②电磁 力。它对带电粒子起作用。电磁力虽然强，但因为电荷有正负，因 此电磁力在大的尺度上有可能相互抵消。③强核力(强相互作 用)。即把强子(如：质子、中子、π介子、η介子等)约束在一起的 力。④弱力(弱相互作用)。即对轻子(如：电子、中微子)起作用的 力，它主要是改变粒子。这四种力是统一的吗?也就是说，它们是 某种更基本的力的不同表现，或者是有某种自洽性吗?

对引力的研究，人们提出了超对称和超引力的概念，并且预 言，四种力的媒介子可能属于同一个巨大的“超族”。如果是这样， 则四种力就是互相沟通的整体了。如果我们能够用一种理论统一 这四种力，那么,这一理论很可能是关于物理学的包罗万象的 理论。

有些科学家认为，制约物质运动的一些基本参数，如光速、能 量是有极限的，那样的话，揭示宇宙全部规律的包罗万象的理论 (例如“超弦”)不仅有可能，而且是不太遥远的事。用霍金的话说： “理论物理的终结为期不远了。”①

反对者则认为：追求统一的世界方程从理论上说是错误的，因 为它没有给发展留下余地。科学就其特性来说是无止境的，物理 学中最成功的理论是明显地为未来留一席之地的理论。

我们的目的不是讨论物理学问题，而是追问：自然界的深层基 础是统一的吗?杂多和差异只是表面上的吗?如果我们达到一定 的基础，宇宙中的力和其他属性就能统一起来，那这一基础又将是 怎样的神奇啊?我们对宇宙的探索究竟是将接近终极，还是说根 本就没有个头，而是我们夜郎自大?