終極理論之夢

“第一章 序幕 在即將過去的一個世紀裏。我們從物理學看到了科學知識的前沿在令人眼花繚亂地延伸。愛因斯坦的狹義和廣義相對論永遠改變了我們對空間、時間和引力的認識。量子力學則更徹底地與過去決裂，連我們用以描述自然的語言也改變了：以確定的位置和速度替代粒子，我們學會了説波函數和幾率。相對論與量子力學的結合，產生了新的世界觀，在這種觀點下，物質失去了中心的地位，取代它的是對稱性原理，有些原理還藏在今天的宇宙背後。在這樣的基礎上，我們建立了成功的電磁學理論和基本粒子的強弱相互作用理論。我們常常感覺像西格弗裏那樣，在飲了龍血後，驚奇地發現自己能聽懂鳥兒的鳴叫。 ……”

這是開篇的一段話，在這段話裏，温伯格以詩一般的語言評述了在過去一個世紀，我們在理解大自然的奧秘上所取得的驚人成就。温伯格創作這本書部分是為了向大眾介紹理論物理（特別是粒子物理學）的歷史和現狀，更重要的　是在向大眾普及物理知識的基礎上，希望獲得大家對粒子物理研究的理解，促進國會向粒子物理的研究撥款。畢竟，當今的物理實驗已不是伽利略時代那麼簡單、經濟，已經徹底成了一項“燒錢”的事業。

讀過霍金的《時間簡史》的人可能會對這本書有更深的體會，霍金在其末章講述了“物理學的統一”，正是對終極理論之夢的一種刻畫。但霍金的書偏重於對宇宙學的描述而温伯格偏重於粒子物理的描述。當然，二十世紀物理學一項令人驚奇的發現就是宇宙之大、粒子之微居然同出一源！要搞清楚大宇宙的起源就必須搞清楚小粒子的結構，要搞清楚小粒子的結構往往需要更高尺度上更高能量的觀測。

S·温伯格1933年出生，1954年畢業於康奈爾大學。1979年因弱電統—理論與格拉肖和薩拉姆分享當年諾貝爾物理學獎。他是美國科學院院士、文學和科學院院士，英國皇家學會外籍會員，國際天文學會會員，美國哲學和科學史學會會員，美國中世紀學會會員。曾任美國軍備控制和裁軍機構顧問，美國防禦分析研究所顧問等職。他的《廣義相對論與引力論》、《最初三分鐘》等書曾風行世界。 ^[1] 

本文譯者自稱曾想在很短的時間內發憤讀書，達到物理和哲學上一個很高的境界，但是不久就放棄了。也許正如柯爾莫哥洛夫對數學的描述，科學並不需要特殊的才能，往往個人的奮鬥更為重要。只要堅持下去，就一定會有所收穫。

前言

第一章 序幕

第二章 一支粉筆

（從一支粉筆出發説明各種各樣為我們所瞭解的物理事實，可見我們解釋自然能力的進步！正如費曼在其講物理中所説的，宇宙就在一杯葡萄酒中。）

第三章 為還原論歡呼

（論述了當今理論物理學界的兩大主要範式的爭論，即粒子物理學與凝聚態物理的爭論。粒子物理學的研究方法是傳統的還原論，即把物理結構分為層次，認為高層次的物理規律歸結為低層次的物理規律，直至底層。而凝聚態物理則認為，各物質層次具有本質上不同的運動規律，需要分別加以揭示。凝聚態物理最經典的證據是統計物理對牛頓力學的不可歸結性。事實上，兩大範式各有所長，都有繼續研究的價值。温伯格理性地指出，即使我們發現了一個所謂的終極理論也並不能導致科學或者物理學的終結，各個領域內仍有大量可茲研究的課題。比如，儘管我們對流體力學的基本規律瞭解的十分透徹，但對湍流問題還是無能為力。這實際上是説，粒子物理終結了，而凝聚態的觀點和方法仍然可以繼續進行。）

第四章 量子力學和它的遺憾

（量子力學取得了巨大的成功，但它與引力論也就是廣義相對論不相容，這是一個當今物理界經典的難題。）

第五章 理論和實驗的故事

第六章 美麗的理論

（指弦論，目前被公認為最有希望的物理統一理論。）

第七章 反對哲學

第八章 20世紀的布魯斯