在任一情況下，作為地球上生命的熱和光的來(lái)源來(lái)說(shuō)，它沒(méi)有多大用處。在小尺度下，原子里使電子繞著原子核運(yùn)動(dòng)的電力行為正和引力一樣，這樣電子或者從原子逃逸出去，或者以螺旋的軌道落到原子核上去。在任一情形下，都不存在我們所知道的原子。

看來(lái)很清楚，至少如我們所知，生命只能存在于一維時(shí)間和三維空間沒(méi)被卷曲得很小的時(shí)空區(qū)域里。這表明，只要人們可以證明弦理論至少允許存在宇宙的這樣的區(qū)域——似乎弦理論確實(shí)能做到這一點(diǎn)，則我們可以用弱人擇原理。同樣，也會(huì)存在宇宙的其他區(qū)域或其他宇宙（不管那是什么含意），那里所有的維都被卷曲得很小，或者多于四維幾乎是平坦的。但在這樣的區(qū)域里，不會(huì)有智慧生物去觀察這有效維數(shù)的不同數(shù)目。另一個(gè)問(wèn)題是存在至少四種不同的弦理論（開(kāi)弦和三種不同的閉弦理論），以及由弦理論預(yù)言的額外維的極其繁多的卷曲方式。為何自然只挑選一種弦理論和一種卷曲方式？這問(wèn)題一度似乎沒(méi)有答案，因而無(wú)法向前進(jìn)展。后來(lái)，大約從1994年開(kāi)始，人們發(fā)現(xiàn)了所謂的對(duì)偶性：不同的弦理論以及額外維的不同卷曲方式會(huì)導(dǎo)致四維時(shí)空中的同樣結(jié)果。不僅如此，正如在空間中占據(jù)一點(diǎn)的粒子，也像空間中線狀的弦，還存在另一種稱作p-膜的東西，它在空間里占據(jù)二維或更高維的體積。（粒子可認(rèn)為是o-膜，而弦為1-膜，但是還存在p從2到9的p-膜）。這似乎表明，在超引力、弦以及p膜理論中存在某種民主：它們似乎和平相處，沒(méi)有一種比另一種更基本。看起來(lái)，它們是對(duì)某種基本理論的不同近似，而且在不同的情形下成立。人們探索了這個(gè)基本理論，但是迄今毫無(wú)成就。因?yàn)楦绲聽(tīng)栔赋觯豢赡苡脝为?dú)的一組公理系統(tǒng)來(lái)表述算術(shù)。我相信這兒的情形不可能比它更好，基本理論不可能存在單獨(dú)的表述。這猶如你不可能只用一張單獨(dú)的地圖去描述地球或者錨圈的表面：在地球的情形下，你至少需要兩張地圖去覆蓋每一點(diǎn)，而在錨圈的情形下，則需要四張。每張地圖只對(duì)一個(gè)有限的區(qū)域有效，但是不同的地圖有一個(gè)交疊的區(qū)域。整族地圖就為該表面提供了完整的描述。類(lèi)似地，在物理學(xué)中對(duì)不同的情形需要使用不同的表述，但是兩種不同表述在它們都適用的情形下要相互一致。整族不同的表述可以被認(rèn)為是完整的統(tǒng)一理論，盡管它不是依照單獨(dú)的假設(shè)集合表達(dá)的理論。

但是，確實(shí)存在這樣的一個(gè)統(tǒng)一理論嗎？或者我們也許僅僅是在追求海市屋樓。看來(lái)存在三種可能性：

（1）確實(shí)存在一個(gè)完整的統(tǒng)一理論，如果我們足夠聰明的話，總有一天將會(huì)找到它。

（2）并不存在宇宙的最終理論，僅僅存在一個(gè)越來(lái)越精確地描述宇宙的無(wú)限的理論序列。

（3）并不存在宇宙的理論；事件在一定程度之外不可能被預(yù)言，僅僅是以一種紊亂或任意的方式發(fā)生。

有些人基于以下理由會(huì)贊同第三種可能，如果存在一套完整的定律，這將侵犯上帝改變其主意并對(duì)世界進(jìn)行干涉的自由。這有點(diǎn)像那古老的二律背反：上帝能制造一個(gè)重到以至于它也不能將其舉起的石塊嗎？但是上帝可能要改變主意的這一思想，這正如圣·奧古斯丁指出的，是一個(gè)想像上帝存在在時(shí)間里的虛妄的例子：時(shí)間只是上帝創(chuàng)造的宇宙的一個(gè)性質(zhì)。可以設(shè)想，當(dāng)它創(chuàng)造宇宙時(shí)它知道企圖做什么！

隨著量子力學(xué)的發(fā)現(xiàn)，我們認(rèn)識(shí)到，由于總存在一定程度的不確定性，不可能去完全精確地預(yù)言事件。如果有人愿意，他可以將此紊亂性歸結(jié)為上帝的干涉。但這是一種非常奇怪的干涉：沒(méi)有任何證據(jù)表明它具有任何目的。的確，如果它有目的，則按定義就不會(huì)是紊亂的。現(xiàn)代由于我們重新定義科學(xué)的目標(biāo)，所以已經(jīng)有效地排除了上述的第三種可能性：我們的目的只在于表達(dá)一套定律，這些定律能使我們?cè)诓淮_定性原理的極限內(nèi)預(yù)言事件。

第二種可能性，也就是存在一無(wú)限的越來(lái)越精確的理論序列，是和迄今為止我們的經(jīng)驗(yàn)相符合。在許多場(chǎng)合我們?cè)黾恿藴y(cè)量的靈敏度，或者進(jìn)行了新的類(lèi)型的觀測(cè)，只是為了發(fā)現(xiàn)還沒(méi)被現(xiàn)有理論預(yù)言的新現(xiàn)象，為了囊括這些，我們必須發(fā)展更高級(jí)的理論。現(xiàn)代的大統(tǒng)一理論預(yù)言：在大約100吉電子伏的弱電統(tǒng)一能量和大約1000萬(wàn)億吉電子伏的大統(tǒng)一能量之間，沒(méi)有什么本質(zhì)上新的現(xiàn)象發(fā)生。所以，如果這個(gè)預(yù)言是錯(cuò)的話，人們并不會(huì)感到非常驚訝。我們的確可以預(yù)料，能夠去找?guī)讉€(gè)新的比夸克和電子——這些我們目前以為是“基本”粒子——更基本的結(jié)構(gòu)層次。

然而，看來(lái)引力可以提供這個(gè)“盒子套盒子”的序列的極限。如果人們有一個(gè)比1000億億（1后面跟19個(gè)0）吉電子伏的所謂普郎克能量更高能量的粒子，它的質(zhì)量就會(huì)集中到如此的程度，以至于會(huì)脫離宇宙的其他部分，而形成一個(gè)小黑洞。這樣看來(lái)，確實(shí)當(dāng)我們往越來(lái)越高的能量去的時(shí)候，越來(lái)越精密的理論序列應(yīng)當(dāng)有某一極限，所以必須有宇宙的終極理論。當(dāng)然，普郎克能量離開(kāi)大約幾百吉電子伏——目前在實(shí)驗(yàn)室中所能產(chǎn)生的最大的能量——非常遠(yuǎn)，我們不可能在可見(jiàn)的未來(lái)用粒子加速器填補(bǔ)其間的差距！然而，宇宙的極早期階段是這樣大能量應(yīng)該發(fā)生的舞臺(tái)。我以為，早期宇宙的研究和數(shù)學(xué)一致性的要求，很有可能會(huì)導(dǎo)致我們中的某些人在有生之年獲得一個(gè)完整的統(tǒng)一理論。當(dāng)然，這一切都是假定我們首先不使自身毀滅的前提下而言的。

如果我們確實(shí)發(fā)現(xiàn)了宇宙的終極理論，這意味著什么？正如第一章所解釋的，我們將永遠(yuǎn)不能肯定我們是否確實(shí)找到了正確的理論，因?yàn)槔碚摬荒鼙蛔C明。但是如果理論是數(shù)學(xué)上協(xié)調(diào)的并且總是給出與觀察一致的預(yù)言，我們便可以適度地有信心認(rèn)為它是正確的。它將給人類(lèi)為理解宇宙的智力斗爭(zhēng)歷史長(zhǎng)期的光輝篇章打上一個(gè)休止符。但是，它還會(huì)改變常人對(duì)制約宇宙定律的理解。在牛頓時(shí)代，一個(gè)受教育的人至少在梗概上掌握整個(gè)人類(lèi)知識(shí)。但從那以后，科學(xué)發(fā)展的節(jié)奏使之不再可能。因?yàn)槔碚摽偸潜桓淖円阅依ㄐ碌挠^察結(jié)果，它們從未被消化或簡(jiǎn)化到使常人能理解。你必須是一個(gè)專(zhuān)家，即使如此，你只能希望適當(dāng)?shù)卣莆湛茖W(xué)理論的一小部分。另外，其發(fā)展的速度是如此之快，以至于在中學(xué)和大學(xué)所學(xué)的總是有點(diǎn)過(guò)時(shí)。只有少數(shù)人可以跟得上知識(shí)快速進(jìn)步的前沿，但他們必須貢獻(xiàn)他們的畢生，并局限在一個(gè)小的領(lǐng)域里。其余的人對(duì)于正在進(jìn)行的發(fā)展和它們產(chǎn)生的激動(dòng)只有很少的概念。70年以前，如果愛(ài)丁頓的話是真的，那么只有兩個(gè)人理解廣義相對(duì)論。今天，成千上萬(wàn)的大學(xué)研究生能理解、并且?guī)装偃f(wàn)人至少熟悉這種思想。如果發(fā)現(xiàn)了一套完整的統(tǒng)一理論，以同樣方法將其消化并簡(jiǎn)化，以及在學(xué)校里至少講授其梗概，這只是時(shí)間的遲早問(wèn)題。我們那時(shí)就都能夠?qū)χ萍s宇宙的定律有所理解，并對(duì)我們的存在負(fù)責(zé)。

即使我們發(fā)現(xiàn)了一套完整的統(tǒng)一理論，由于兩個(gè)原因，這并不表明我們能一般地預(yù)言事件。第一是我們無(wú)法避免不確定性原理給我們的預(yù)言能力設(shè)立的極限。然而，更為嚴(yán)厲的是第二個(gè)限制。它是說(shuō)，除了非常簡(jiǎn)單的情形，我們不能準(zhǔn)確解出這理論的方程。（在牛頓引力論中，我們甚至連三體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題都不能準(zhǔn)確地解出，而且隨著物體的數(shù)目和理論復(fù)雜性的增加，困難愈來(lái)愈大。）除了在最極端狀態(tài)下，我們已經(jīng)知道規(guī)范物體行為的定律。特別是，我們知道作為所有化學(xué)和生物基礎(chǔ)的基本定律。我們肯定還沒(méi)有將這些學(xué)科歸結(jié)為可解問(wèn)題的狀態(tài)；我們?cè)趶臄?shù)學(xué)方程來(lái)預(yù)言人類(lèi)行為上只取得了很少的成功！所以，即使我們確實(shí)找到了基本定律的完整集合，在未來(lái)的歲月里，仍存在著發(fā)展得更好的近似方法，使得我們?cè)趶?fù)雜而現(xiàn)實(shí)的情形下，能完成對(duì)可能結(jié)果的有用預(yù)言的、這一智慧的、富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。一個(gè)完全的、協(xié)調(diào)的統(tǒng)一理論只是第一步，我們的目標(biāo)是完全理解發(fā)生在我們周?chē)氖录约拔覀冏陨淼拇嬖凇?

第十一章結(jié)論

我們發(fā)現(xiàn)自已是處于使人為難的世界中。我們要為自己在四周所看的一切賦予意義并問(wèn)道：什么是宇宙的性質(zhì)？我們?cè)谒械奈恢萌绾危约坝钪婧臀覀儚暮味鴣?lái)？為何它是這個(gè)樣子的？我們采用某種“世界圖”來(lái)試圖回答這些問(wèn)題，如同無(wú)限的烏龜塔——一個(gè)支持平坦的地球是這樣的一種圖象一樣，超弦理論也是一種圖象。雖然后者比前者更數(shù)學(xué)化、更精確，但兩者都是宇宙的理論。兩個(gè)理論都缺乏觀察的證據(jù)：沒(méi)人看到一個(gè)背負(fù)地球的大龜，但也沒(méi)有人看到超弦。然而，龜理論作為一個(gè)好的科學(xué)理論是不夠格的，因?yàn)樗A(yù)言了人會(huì)從世界的邊緣掉下去。除非發(fā)現(xiàn)它能為據(jù)說(shuō)在百慕達(dá)三角消失的人提供解釋。這個(gè)預(yù)言和經(jīng)驗(yàn)不一致！

最早先在理論上描述和解釋宇宙的企圖牽涉到這樣的思想，事件或自然現(xiàn)象是由具備人類(lèi)感情的靈魂所控制，它們的行為和人類(lèi)非常相像，并且是不可預(yù)言的。這些靈魂棲息在自然對(duì)象之中，諸如河流和山岳，包括諸如太陽(yáng)和月亮這樣的天體之中。它們必須被祈禱并供奉，以保證土壤的肥沃和四季的變化。然而，一些規(guī)律性逐漸地被注意到：太陽(yáng)總是東升西落，而不管是否用犧牲去對(duì)之進(jìn)貢。