史蒂文·溫伯格簡介:摘自《科學的終結》

在我的上一篇文章中,史蒂文·溫伯格,歷史上最偉大的物理學家之一,回答了關於粒子物理學、宇宙學和政治學領域進步——或缺乏進步——的問題。

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在我的上一篇文章中,史蒂文·溫伯格,歷史上最偉大的物理學家之一,回答了關於粒子物理學、宇宙學和政治學領域進步——或缺乏進步——的問題。他還評論了弦理論、多重宇宙、人擇原理、宗教、邪惡、核武器和人類進步等主題。為了讓讀者更多地瞭解溫伯格的背景,我在此轉載我在 1996 年出版的著作《科學的終結》中對他的簡介,該書最近由 Basic Books 再版,並附有新的前言。《我的書》中關於溫伯格的部分緊隨我對弦理論家愛德華·威滕的簡介之後。我稱威滕為“樸素的實在論者”,並認為弦理論是無法檢驗的;物理學家需要一個周長為 1000 光年的粒子加速器才能探測到普朗克尺度,弦理論認為弦在普朗克尺度上顫動和搖擺。溫伯格簡介的標題是“終極理論的噩夢”。以下是經過輕微編輯的內容:

如果愛德華·威滕是樸素的實在論者,那麼史蒂文·溫伯格就是極其精明的實在論者——也許對於他自己領域的發展來說過於精明瞭。像愛德華·威滕和幾乎所有粒子物理學家一樣,溫伯格相信量子力學和廣義相對論等理論的普遍性——絕對性。但溫伯格之所以成為他所屬部落如此有趣的代言人,是因為他不像威滕那樣,敏銳地意識到他的信念僅僅是一種信念;溫伯格知道他是在用哲學口音說話。


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溫伯格有著蟹蘋果般的臉頰、略帶亞洲風情的眼睛和仍然帶著紅色的銀色頭髮,他像一個精靈,一個高大而莊嚴的精靈。他將是《仲夏夜之夢》中仙王奧伯朗的絕佳人選。就像仙王一樣,溫伯格對自然的奧秘表現出強烈的親和力,他有能力辨別粒子加速器湧出的資料泡沫中的微妙模式。溫伯格因在發展弱電統一理論中的作用而於 1979 年獲得諾貝爾獎。

在他 1993 年出版的著作《終極理論之夢》中,他設法使還原論聽起來很浪漫。粒子物理學是一場史詩般探索的頂峰,“古老的尋求那些無法用更深層次的原理來解釋的原理的探索”。他指出,推動科學發展的力量是簡單的問題“為什麼?”。這個問題引導物理學家們越來越深入地探索自然的核心。“看起來,如果我們堅持下去,”他寫道,“對更簡單原理的解釋的收斂最終將以一個終極理論而告終。”

我第一次見到溫伯格是在 1993 年紐約舉行的一次晚宴上,慶祝《終極理論之夢》的出版。他心情舒暢,講述著關於著名同事的笑話和軼事,並想知道稍後與脫口秀主持人查理·羅斯聊天會是什麼感覺。為了給這位偉大的物理學家留下深刻印象,我開始賣弄名人。我提到弗里曼·戴森最近告訴我,終極理論的整個概念都是痴人說夢。

溫伯格笑了笑。他向我保證,他的大多數同事都相信終極理論,儘管他們中的許多人更願意將這種信念保密;戴森是一個臭名昭著的逆向思維者。我又提到了另一個名字:傑克·吉本斯,新當選的比爾·克林頓剛剛任命他為科學顧問。我說,我剛剛採訪了吉本斯,吉本斯暗示,僅靠美國可能無法負擔超導超級對撞機,這個原本應該將粒子物理學推向下一個世紀的龐大粒子加速器。溫伯格皺著眉頭,搖了搖頭,嘟囔著社會令人不安地缺乏對基礎研究的智力益處的 appreciation。

具有諷刺意味的是,溫伯格本人在《終極理論之夢》中幾乎沒有提供任何理由說明社會應該支援進一步的粒子物理學研究。他小心翼翼地承認,無論是超導超級對撞機還是任何其他地球加速器,都無法為終極理論提供直接的證實;物理學家最終將不得不依靠數學的優雅性和一致性作為指導。此外,終極理論可能沒有任何實際價值。

溫伯格最非凡的承認是,終極理論可能在人類意義上沒有意義。恰恰相反。他重申了他在早期著作中發表的一句臭名昭著的評論:“宇宙似乎越容易理解,它也似乎越沒有意義。”儘管這句評論“一直困擾著他”,但溫伯格拒絕退縮。事實上,他對這句話進行了闡述:“隨著我們發現越來越多的基本物理原理,它們似乎與我們的關係越來越少。”

溫伯格似乎在承認,我們所有的“為什麼”最終都將以一個“因為”而告終。他對終極理論的願景讓人想起了道格拉斯·亞當斯的《銀河系漫遊指南》。在這部科幻喜劇中,科學家們最終發現了宇宙之謎的答案,而答案是……42。

當我兩年後在德克薩斯大學奧斯汀分校見到溫伯格時,超導超級對撞機已經壽終正寢。他寬敞的辦公室裡堆滿了期刊,包括《外交事務》、《伊西斯》、《懷疑論者調查者》和《美國曆史評論》以及物理學期刊。一面牆上掛著一塊黑板,上面佈滿了必不可少的數學塗鴉。溫伯格說話似乎很費力。他不停地嘆氣、做鬼臉、閉上眼睛、揉眼睛,即使他那深沉、洪亮的聲音滾滾向前。他剛吃過午飯,可能正在經歷餐後疲勞。但我更願意認為他正在思考粒子物理學家們面臨的悲劇性困境:如果他們實現了終極理論,他們會受到詛咒;如果他們沒有實現終極理論,他們也會受到詛咒。

溫伯格承認,現在是“粒子物理學的糟糕時期”。“從來沒有一個時期像現在這樣,在實驗方面,很少有實驗提出真正的新想法,也很少有理論能夠做出新的、定性不同的預測,然後被實驗證實。”隨著超導對撞機的夭折,以及美國其他新加速器的計劃因缺乏資金而停滯不前,該領域的前景黯淡。奇怪的是,才華橫溢的學生仍然進入該領域,溫伯格補充說,這些學生“可能比我們應得的還要優秀”。

溫伯格和愛德華·威滕一樣,相信物理學的絕對真理,並堅信宇宙中其他地方的智慧外星人也會發現同樣的理論。但溫伯格敏銳地意識到這種立場的哲學上的站不住腳。他認識到,“我們用來決定接受物理理論的技術是非常主觀的。”聰明的哲學家總是可以提出理由,認為粒子物理學家“只是在信口開河”。

另一方面,溫伯格告訴我,粒子物理學的標準模型,“無論其美學如何,[到目前為止]都經過了少數理論所經歷的檢驗,而且它確實有效。如果事實上它僅僅是一種社會建構,它早就分崩離析了。”

溫伯格意識到,物理學家永遠無法證明一個理論是終極的,就像數學家證明定理一樣;但是,如果該理論解釋了所有實驗資料——所有粒子的質量、所有力的強度——物理學家最終將停止質疑它。

“我不覺得自己被放在這裡是為了確定任何事情,”溫伯格說。“在我看來,追溯到希臘人的許多科學哲學都被對確定性的追求所毒害,這在我看來是一種錯誤的追求。科學太有趣了,不能因為我們對事物不確定而坐著絞盡腦汁。”

溫伯格暗示,即使在我們說話的時候,可能有人正在網際網路上釋出物理學的終極理論。“如果她,”——溫伯格補充說,略微停頓了一下,並強調了——“得到的結果與實驗一致,那麼你就會說,‘就是它了’”,即使研究人員永遠無法提供弦本身或它們據稱居住的額外維度的直接證據;畢竟,物質的原子理論之所以被接受,是因為它有效,而不是因為實驗者可以拍攝到原子的照片。

“我同意弦比原子更遠離直接感知,原子比椅子更遠離直接感知,但我看不到其中有任何哲學上的不連續性。”

溫伯格的聲音中沒有什麼確信。他突然站起來,開始在房間裡踱步。他拿起一些奇怪的物體,心不在焉地擺弄它們,放下它們,同時繼續說話。他重申了他的信念,即物理學的終極理論將代表科學最根本的成就——所有其他知識的基石。當然,一些複雜的現象,如湍流、經濟學或生命,需要它們自己特殊的規律和概括。但是,如果你問為什麼這些原理是正確的,溫伯格補充說,這個問題會將你引向物理學的終極理論,一切都建立在這個理論之上。“這就是使科學成為一個等級體系的原因。它就是一個等級體系。它不僅僅是一個隨機的網路。”

溫伯格說,許多科學家無法忍受聽到這個真相,但這是無法逃避的。“他們的終極理論就是我們的終極理論所解釋的。”例如,如果神經科學家最終解釋了意識,他們將用大腦來解釋它,“而大腦之所以成為這樣,是因為歷史的偶然性和化學和物理學的普遍原理。”科學肯定會在終極理論之後繼續發展,也許永遠發展下去,但在某種意義上,它將是反高潮的。“對於終極理論的實現,將會有一種悲傷感,”溫伯格說,因為它將結束對基本知識的偉大探索。

隨著溫伯格繼續說話,他似乎越來越負面地描繪終極理論。當被問及是否會出現應用弦理論這樣的東西時,就像一些愛好者所建議的那樣,溫伯格做了個鬼臉。他警告說,“科學史的沙灘上堆滿了”未能預見到科學發展的應用的人的“屍骨”,但應用弦理論“很難想象”。

他還懷疑終極理論是否會解決量子力學提出的所有臭名昭著的悖論。“我傾向於認為這些只是我們談論量子力學的方式上的謎題,”溫伯格說。

他補充說,消除這些謎題的一種方法是採納 20 世紀 50 年代首次提出的量子力學的多世界詮釋。它試圖解釋為什麼物理學家觀察的行為似乎迫使電子等粒子從量子力學允許的許多路徑中只選擇一條路徑;根據多世界詮釋,電子實際上沿著所有可能的路徑前進,但在不同的宇宙中。

溫伯格承認,這種解釋確實存在令人不安的方面。“可能存在另一個平行的時間軌道,約翰·威爾克斯·布斯錯過了林肯,並且……”溫伯格停頓了一下。“我有點希望整個問題會消失,但它可能不會。那可能就是世界的本來面目。”

要求終極理論使世界變得可理解是否太過分了?在我能完成這個問題之前,溫伯格點了點頭。“是的,要求太過分了,”他回答道。他提醒我,科學的適當語言是數學。終極理論“必須使宇宙看起來是合理的,並且以某種方式或另一種方式對那些接受過數學語言訓練的人來說是可識別的邏輯,但這可能需要很長時間才能讓其他人理解。”

終極理論也不會為人類處理事務提供任何指導。“我們已經學會了將價值判斷與真理判斷完全分開,”溫伯格說。“我看不出我們會回到重新連線它們的道路上。”科學“當然可以幫助你找出你的行為的後果是什麼,但它不能告訴你你應該希望有什麼後果。在我看來,這是一個絕對的區別。”

溫伯格對於那些認為終極理論將揭示宇宙的目的,或者像斯蒂芬·霍金曾經說的那樣“上帝的意念”的人幾乎沒有耐心。恰恰相反:溫伯格希望終極理論能夠消除在許多人類思想甚至物理學中普遍存在的妄想、神秘主義和迷信。

“只要我們不知道基本規則,”他說,“我們就可以希望我們會在基本規則中找到一些類似於對人類的關懷,或者說是某種指導性的神聖計劃的東西。但是,當我們發現量子力學的基本規則和一些對稱性原理是非常沒有人情味和冷酷的時候,它就會產生一種非常去神秘化的效果。至少那是我希望看到的。”

溫伯格的臉變得嚴肅起來,他繼續說道:“我當然不會反對那些說我的風格或牛頓風格的物理學已經產生了一定的幻滅感的人。但如果世界就是這樣,我們最好弄清楚。我認為這是我們這個物種成長的過程的一部分,就像孩子發現沒有牙仙一樣。最好弄清楚沒有牙仙,即使一個有牙仙的世界在某種程度上更令人愉快。”

溫伯格很清楚,許多人渴望從物理學中獲得不同的資訊。事實上,當天早些時候,他在《紐約時報》上讀到,物理學家保羅·戴維斯因“增進公眾對上帝或靈性的理解”的工作而獲得了百萬美元的獎金。戴維斯撰寫了許多著作,尤其是 1992 年出版的《上帝的意念》,書中暗示物理學定律揭示了自然界背後的計劃,一個人類意識可能在其中發揮核心作用的計劃。

在告訴我戴維斯的獎金後,溫伯格露出了苦笑。“我當時在想給戴維斯發個電報,問他,‘你知道有什麼組織願意為證明沒有神聖計劃的工作提供百萬美元獎金嗎?’”

在《終極理論之夢》中,溫伯格相當嚴厲地批評了所有關於神聖計劃的言論。他提出了令人尷尬的人類邪惡和苦難問題。允許大屠殺和無數其他罪惡發生的計劃是什麼樣的計劃?計劃者是什麼樣的計劃者?

許多物理學家都被他們數學理論的力量陶醉了,他們認為“上帝是一位幾何學家”。溫伯格實際上反駁說,如果上帝是一位幾何學家,那麼他是一位殘酷或冷酷的幾何學家,溫伯格不想與他有任何瓜葛。

我問溫伯格,是什麼給了他勇氣來維持如此黯淡的人類狀況的願景。“我有點享受我的悲觀觀點,”他帶著一絲微笑回答道。“畢竟,你寧願看悲劇還是——”他猶豫了一下,笑容消失了。“嗯,有些人可能更喜歡看喜劇。但是……我認為悲劇性的觀點為生活增添了某種維度。無論如何,這是我們擁有的最好的。”他凝視著辦公室窗外,陷入沉思。

或許幸運的是,對於溫伯格來說,他的視野中不包括那座臭名昭著的塔樓,1966 年,一名精神錯亂的德克薩斯大學學生查爾斯·惠特曼從那座塔樓中槍殺了 14 人。溫伯格的辦公室俯瞰著一座優雅的哥特式教堂,那是大學的神學院。但溫伯格似乎並沒有看著教堂——或者,就此而言,也沒有看著物質世界中的任何東西。

延伸閱讀

我對“科學的終結”的看法錯了嗎?

另請參閱我對物理學家 喬治·埃利斯卡洛·羅韋利愛德華·威滕加勒特·利西保羅·斯坦哈特李·斯莫林 的問答。

照片(日期未註明):拉里·墨菲,德克薩斯大學,http://web2.ph.utexas.edu/utphysicshistory/UTexas_Physics_History/Steven_Weinberg.html

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