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国际先驱导报文章 据英国《卫报》等媒体日前报道,著名物理学家、英国剑桥大学教授斯蒂芬·霍金宣布他已放弃对“万有理论”(theory of everything)的追求,过去他认为人们很快就能找到一个至少能在原则上描述、预测宇宙中所有事物的终极“万有理论”,而现在他认为,人们永远都获得不了这样的理论;因为根据数学中的哥德尔不完备性定理,这样的理论根本就不可能有。 【T恤衫上的终极理论】 霍金在题为“哥德尔和物理学的终结”的演讲中阐述了他的这一新看法。2003年上半年以来,他就这个主题在欧美多个大学发表了演讲,其最近一次演讲是2004年1月在英国剑桥大学举行的。或许是由于其理论的高深和大学的相对封闭性,大众媒体迟至现在才注意到霍金完全改变了他过去的观点。 1980年,霍金在接受剑桥大学卢卡逊数学讲座职位时以“理论物理学的终结是否已近在眼前”为题发表就职演讲,雄心勃勃地宣称,物理学家已经瞥见了一种“终极理论”的轮廓,该理论可以把所有自然规律都以一个单一的、优美的数学模型表示出来,也许它将简洁到在一件T恤衫上就能打印出来。 后来,在为他带来盛誉的《时间简史》一书中,霍金还宣称科学家们正处在发现终极“万有理论”的边缘。2003年,中国国内某出版社还曾把由霍金的一些演讲汇集成的《万有理论》一书翻译出版,全面介绍了他那关于“万有理论”可以很快成为现实的思想。
2008年01月18日 10点01分
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【180度大转弯】 然而,现在霍金的观点却来了个180度大转弯,让人甚是惊愕。不过,霍金这一转变是有根据的。 “万有理论”的追求体现了一种科学决定论,这种思想很早就有,古希腊的“原子论”认为原子是世界万事万物的最基本构成、掌握了原子的运动规律就能完全认识世界的思想,就是科学决定论的最初萌芽。在近代,拉普拉斯在牛顿力学的基础上对该思想更给予明确阐发,认为如果我们可以确定宇宙中每个粒子某一时刻的位置和速度,同时我们又知道统治它们的规律,那么我们就能计算出粒子在任何时刻的位置和速度,从而知晓、预测宇宙中任何时刻任何事物的状态。 后来,量子理论的测不准原理出现,对这种决定论思想给予了重大打击,但决定论思想仍通过变种在科学中保存了下来,并演变成试图将爱因斯坦相对论和量子理论统一起来、以单一完备形式描述宇宙所有事物的“万有理论”追求。霍金曾说,这样一个理论如此强大,知道了这个理论等于“猜透上帝的脑袋”。
2008年01月18日 10点01分
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理论追求不会终结】 另一方面,那些孜孜追求终极“万有理论”的科学家们肯定还会继续他们的努力。怀有这样追求的人不会因为一些人的怀疑、否定而消极无为。毕竟,尽管哥德尔不完备性定理得到了严格证明,但霍金及其他人据此怀疑物理学上“万有理论”是否可能,则只是一种很可能如此的哲学玄思,远不是定论。 不过,霍金等人对“万有理论”的否定也并不是消极的,不等于是宣扬不可知论,因为这种否定不仅意味着宇宙中永远有不可认识的方面,更是意味着物理学永远都不会有霍金等人原先所认为的、“猜透上帝脑袋”般的“终结”。 霍金说:“现在我很高兴,我们寻求知识的努力永远都不会到达终点,我们始终都有获得新发现的挑战。没有这种挑战,我们就会停滞。”霍金的演讲题目虽是“哥德尔和物理学的终结”,但他讲的恰恰是物理学没有终结。(完)
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没有爱因斯坦的固执】 任何一种梦想都有其缔造者。19世纪,麦克斯韦凭借其伟大才华创立了电磁理论,一举统一了光学和电磁学。这是理论物理学史上极为罕见的成功。虽然后来出现的量子力学揭示了以麦克斯韦为代表的经典电磁力学只适用于解释宏观现象的局限性,但麦克斯韦电磁理论的确堪称量子电动力学的经典极限。麦克斯韦的成功,给了后来人极大鼓舞,同时也带来了完美的物理学梦想。爱因斯坦成为此梦想的最大追逐者。 通过创立相对论,爱因斯坦对现代物理学做出了极其伟大的贡献,但是他一生最大的梦想是统一量子理论和相对论,因为他难以忍受量子理论所透露出的实证主义哲学倾向,更难以忍受两种理论适用领域的割裂。 “上帝不掷骰子”,对宇宙应该存在一种完美解释,这种解释应该不仅能把电磁场和引力场统一起来,更重要的是能把相对论和量子论统一起来。这就是爱因斯坦后半生孜孜以求的统一场理论。 但同时代的量子理论物理学家们批评爱因斯坦:他在“理想主义”的诱惑下奔赴一个永不可及的地平线。没人会怀疑爱因斯坦的智慧,但不幸的是,即使以爱因斯坦这样的智慧也最终未能建立起统一场理论。霍金沿着爱因斯坦的足迹继续往前探索,他也的确走得比爱因斯坦更远一些,但如今,他放弃了。 或许是因为比起爱因斯坦,霍金还没有那么固执。
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【人生可以选择放弃】 在其放弃努力的声明中,霍金解释道,对哥德尔不完备性定理的研究让他认识到,统一场理论是不可能实现的。20世纪,数理逻辑学家哥德尔曾通过严格论证,证明了如下观点:任一形式系统内都存在着不可证明的一对矛盾命题,这也就意味着任一系统内都存在着不可证明的真命题,因为一对矛盾命题中必然有一个是真命题。 霍金认为,这一不完备性定理应该也适用于物理学。这样,描述宇宙的物理理论系统中就必然存在着无法证明的真命题,要让人类的理性思维彻底洞察宇宙奥秘的这种努力因而就是一种不可实现的空想。哥德尔定理的证明发表于1931年,爱因斯坦不会不注意到哥德尔定理的意义。事实上,量子理论学派对爱因斯坦统一场理论构想的批判也足够深刻,但爱因斯坦似乎从未认真考虑过批评者的观点,他固执地拥抱着一个人的梦想,走完人生后30年。 放弃将近一生的努力,这需要什么样的勇气?承认一生的努力近乎白费,这又需要什么样的气魄?从这方面看,爱因斯坦不如霍金。霍金的意志是相当坚强的,以至于他的前妻抱怨道,“在智力方面,斯蒂芬是一个巨人,总是认为自己绝对正确”;女儿批评他“具有使他周围的人走向心理崩溃边缘的惊人能力,而他自己却在无耻地微笑”。然而,一个“身体彻底瘫痪,完全不能说话,依靠安装在轮椅上的一个小对话机和语言合成器与人进行交谈;看书必须依赖一种翻书页的机器,读文献时需要请人将每一页都摊在大桌子上”的学者如果不够坚强,如何能存活于此生此世?还有多少磨难可以加到这个羸弱无助的人身上? 如此坚强的人没有选择固执,历尽磨难的他选择了直面真理。(完)
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