來自《量子雜誌》（在此處查詢原始故事）。
我們可以將物理學的歷史看作是統一我們周圍世界的嘗試：幾個世紀以來，我們逐漸認識到看似無關的現象是緊密相關的。德克薩斯大學奧斯汀分校的物理學家史蒂文·溫伯格因在這一探索中的重大突破而榮獲1979年諾貝爾物理學獎——他證明了電磁力和弱核力是同一潛在理論的不同表現形式（他與阿卜杜斯·薩拉姆和謝爾頓·格拉肖分享了該獎項）。這項工作成為了粒子物理學標準模型的基石，該模型描述了宇宙的基本組成部分如何結合在一起創造我們所看到的世界。
在他的新書《解釋世界：現代科學的發現》中，溫伯格考察了現代科學是如何誕生的。透過追溯我們現在稱之為“科學方法”的發展——這是一種經過幾個世紀發展起來的方法，強調實驗和觀察，而不是從第一原理進行推理——他論證說，科學，與解釋我們周圍世界的其他方式不同，可以提供真正的進步。透過科學，我們對世界的理解隨著時間的推移而不斷進步，建立在先前的基礎上。錯誤可能會發生，但最終會被糾正。溫伯格與《量子雜誌》談論了物理學的過去和未來、哲學在科學中的作用，以及我們周圍所看到的宇宙可能只是一個更大的多元宇宙中的一小部分的驚人可能性。以下是採訪的編輯和 condensed 版本。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
量子雜誌：作為一名物理學家，您對科學史的看法與歷史學家有何不同？
史蒂文·溫伯格：當然，一個不同之處是他們比我瞭解更多——至少在他們特定的專業領域是這樣。真正的歷史學家比我可能擁有的對原始資料有更好的掌握。如果他們是古代世界的歷史學家，他們將是希臘語和拉丁語的專家，而我對這兩種語言甚至都不瞭解。
但態度上也有差異。許多歷史學家強烈反對所謂的“輝格黨式歷史解釋”，在這種解釋中，你回顧過去，試圖找出通向現在的線索。他們認為，更重要的是進入你所寫的時代的人們的思維框架。他們說的有道理。但我認為，就科學史而言，輝格黨式的解釋更合理。原因是科學，與政治或宗教不同，是一個累積的知識分支。你可以說，不僅僅是出於品味，而是出於冷靜的判斷，牛頓比亞里士多德更瞭解世界，愛因斯坦比牛頓更瞭解世界。確實取得了進步。為了追溯這種進步，看看過去的科學，試圖找出導致進步或阻礙進步的思維模式是有意義的。
您為什麼專注於物理學和天文學的歷史？
嗯，那是我瞭解的；那是我有一定能力的地方。但還有另一個原因：正是在物理學和天文學中，科學首先變得“現代”。實際上，它是應用於天文學的物理學。牛頓在 17 世紀後期給了我們現代物理學方法。其他科學分支只是在最近才變得現代：19 世紀早期的化學；19 世紀中期的生物學，或者可能是 20 世紀早期。因此，如果您想了解現代科學的發現——這是我的書的副標題——那麼這個發現是在物理學的背景下做出的，尤其是應用於天文學的物理學。
理論物理學通常被視為對統一性的追求——我們想到牛頓，統一了地球物理學和天體物理學，或者詹姆斯·克萊克·麥克斯韋，統一了電、磁和光。當然還有您自己的工作。今天對統一性的追求處於什麼位置？
除了我們在 1960 年代推測的理論已經得到觀察證實之外，它並沒有取得太大進展。在我 1967 年提出的理論中——阿卜杜斯·薩拉姆在 1968 年獨立提出了基本相同的理論——一個對稱破缺場發揮了基本作用，體現在一個名為 希格斯玻色子 的粒子中，我們預測了它的性質，除了它的質量。現在，由於在歐洲核子研究中心進行的實驗，希格斯玻色子已被證實。因此，我們站在更堅實的基礎上。但我們還沒有走得更遠。為了採取進一步的措施，人們做出了巨大的努力，尤其是在 弦理論 的背景下。弦理論將統一所有力——強核力、弱核力和電磁力，以及引力。弦理論提供了一些關於如何實現這一點的深刻數學思想。但是我們離驗證該理論還很遠——比我們 40 年前驗證電弱理論還要遠。
大型強子對撞機 (LHC) 計劃今年再次啟動，其功率是最初執行時的兩倍。您希望它能發現什麼——我不確定“希望”是否是正確的詞——當它啟動時？
希望正是正確的詞！這取決於哪些新粒子的質量可能在 LHC 可以探測到的範圍內。當然有很多東西值得尋找。最明顯的事情是暗物質粒子。我們從天文學中得知，宇宙中五分之六的物質是不符合粒子物理學標準模型的物質。但我們不知道它的質量是多少。天文學家可以告訴我們這種暗物質的總質量，但不能告訴我們每個粒子攜帶的質量。如果它是一種傳統的暗物質粒子，被稱為 WIMP——“弱相互作用大質量粒子”——那麼 LHC 可能會發現它。這取決於它有多重，以及它是如何衰變的，因為你永遠看不到粒子本身，你只能看到它的衰變產物。
LHC 也可能發現 超對稱性 的跡象，超對稱性是一種理論，認為已知的粒子各自都有一個夥伴粒子——但同樣，我們不知道這些夥伴粒子的質量會是多少。在這裡，甚至存在更深的不確定性：我們不知道超對稱性是否與現實世界有任何關係。也可能存在更重的夸克，甚至可能是更重版本的希格斯粒子。
有時有人說，超對稱性將是對弦理論的一種讚許，弦理論一直無法以任何直接方式進行檢驗。如果 LHC 沒有發現超對稱性的證據，弦理論會怎麼樣？
我他媽的也不知道！不幸的是，弦理論對我們能夠獲得的能量範圍內的物理學沒有做出非常具體的預測。弦理論處理的結構的能量型別非常高，我們可能永遠無法在實驗室中重現它們。但是這些能量在宇宙早期很常見。因此，透過進行宇宙學觀測，我們可能會掌握那些難以置信的高能量的物理學。例如，如果在 暴脹 時期的物質-能量密度與弦理論的特徵量級相當，那麼當時就會產生大量的引力輻射，並且它會在宇宙微波背景中留下印記。去年，使用 BICEP2 望遠鏡的科學家 宣佈 他們發現了這些引力波；現在看來它們實際上是在 測量星際塵埃。使用 普朗克 衛星進行的進一步觀測可能能夠解決這個問題。我認為這是目前整個物理科學中最令人興奮的事情之一。
對於理論家來說，最終目標是一組我們可以印在 T 恤上的方程式嗎？
那是目標。標準模型非常複雜，很難將其印在 T 恤上——雖然並非不可能；你只需要寫得小一點。現在，它不會考慮引力，因此它不會是“萬物理論”。但它將是我們物理實驗室研究的所有其他事物的理論。標準模型足夠複雜，並且有如此多的任意特徵，以至於我們知道它不是最終答案。目標是擁有一個更簡單的理論，具有更少的任意特徵——甚至可能根本沒有——可以印在 T 恤上。我們還沒有達到那個目標。
一些物理學家認為，我們可能不得不滿足於一系列不同的理論，可能代表弦理論方程的不同解。也許每個解都代表一個不同的宇宙——更大的“多元宇宙”的一部分。
我不贊成我們的宇宙大爆炸宇宙只是更大的多元宇宙的一部分的想法。但是，這必須被認真對待作為一種可能性。它確實會導致有趣的後果。例如，它可以解釋為什麼一些自然常數，特別是 暗能量，具有似乎非常有利於生命出現的數值。假設你有一個多元宇宙，其中像暗能量這樣的常數在一個宇宙大爆炸到另一個宇宙大爆炸之間變化。那麼，如果你問為什麼它在我們的宇宙大爆炸中取了它所取的值，你必須考慮到存在選擇效應：只有在暗能量取有利於生命出現的值的宇宙大爆炸中，才有人會問這個問題。
這與天文學家討論了數千年的一個問題非常相似，即關於地球和太陽的問題。為什麼太陽與我們的距離是現在的距離？如果它更近，地球會太熱而無法孕育生命；如果它更遠，地球會太冷。為什麼它恰好處於合適的距離？像羅馬醫生蓋倫這樣的大多數人認為，這是由於眾神的仁慈，一切都是為了我們的利益而安排的。一個更好的答案——我們今天會給出的答案——是我們的星系中有數十億顆行星，宇宙中有數十億個星系。在所有數十億顆行星中，有少數行星以有利於生命的方式定位，這並不奇怪。
但至少我們可以看到其中一些其他行星。多元宇宙的組成宇宙並非如此。
成功的物理理論的要求不是它描述的一切都必須是可觀察的，或者理論的所有可能預測都必須是可驗證的。例如，我們有一個非常成功的強核力理論，稱為量子色動力學 [QCD]，它基於夸克被隨距離增加的力束縛在一起的思想，因此即使在原則上，我們也永遠無法觀察到孤立的夸克。我們只能觀察到 QCD 的其他成功預測。我們實際上無法探測到夸克，但這沒關係；我們知道 QCD 是正確的，因為它做出的預測我們可以驗證。
同樣，預測多元宇宙的弦理論也無法透過探測多元宇宙的其他部分來驗證。但它可能會做出其他可以驗證的預測。例如，它可能會說，在多元宇宙內的所有宇宙大爆炸中，某些事情將永遠是真的，而這些事情可能是可驗證的。它可能會說，某些對稱性將始終被觀察到，或者它們將始終按照我們可以觀察到的某種模式被打破。如果它做出了足夠多的此類預測，那麼我們就會說弦理論是正確的。如果該理論預測了一個多元宇宙，那麼我們也會說那是正確的。你不需要驗證每一個預測才能知道一個理論是正確的。
當我們談論多元宇宙時，似乎物理學正在觸及哲學。包括斯蒂芬·霍金和勞倫斯·克勞斯在內的許多物理學家透過將哲學描述為無用來激怒哲學家。在你的新書中，聽起來你同意他們的觀點。是這樣嗎？
我認為學院哲學只在消極意義上有所幫助——也就是說，有時物理學家會對哲學思想印象深刻，因此聽取專家說這些思想在哲學界受到了挑戰可能會有所幫助。一個例子是 實證主義，它規定你只應該談論可以直接檢測或觀察到的事物。我認為哲學家自己也挑戰了這一點，並且知道這一點是好的。
另一方面，物理學家之間確實進行著一種哲學討論。例如，我們之前關於多元宇宙的討論提出了我們對科學理論的期望的問題——我們何時拒絕它，認為它超出了科學範圍；我們何時接受它，認為它已被證實。這些是元科學問題；它們是哲學問題。科學家們似乎從未就這些事情達成一致——就像多元宇宙的情況一樣——但專業的哲學家也沒有。
有時，就像實證主義的例子一樣，專業哲學家的工作實際上阻礙了進步。建構主義方法也是如此——即每個社會的科學理論都是一種社會建構，就像其政治制度一樣，必須被理解為來自特定的文化環境。我不知道你是否會稱之為哲學理論或歷史理論，但無論如何，我認為這種觀點是錯誤的，而且我也認為它可能會阻礙科學工作，因為它剝奪了科學的偉大動力之一，即發現一些在絕對意義上，與任何文化環境無關，實際上是真實的東西。
您 81 歲了。許多人會考慮退休，但您非常活躍。您現在在做什麼？
我一直在做一件事情超過一年了——也許這只是一個老人的執念，但我正在嘗試找到一種比現有方法更有意義的量子力學方法。我剛剛完成了我的書《量子力學講義》第二版的編輯，我認為我在其中加強了論點，即現有的量子力學解釋都不完全令人滿意。
我不打算退休，因為我喜歡做我現在做的事情。我喜歡教學；我喜歡關注研究；我喜歡自己做一些研究。前年，在我開始研究量子力學之前，我正在寫關於基本粒子理論中實際問題的論文；我也在研究宇宙學。我希望我能回到那方面。
經 《量子雜誌》 許可轉載，《量子雜誌》是 西蒙斯基金會 的一個編輯上獨立的部門，其使命是透過報道數學、物理科學和生命科學的研究進展和趨勢來增強公眾對科學的理解。