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科學家:現有物理學拼湊不出「萬有理論」

理論物理學家們一直致力於發展出一個能涵蓋宇宙一切現象的萬有理論。

一些科學家在鑽研不斷完善現有的理論,以發展出一個涵蓋一切的「萬有理論」(Theory of Everything)來解釋宇宙。另一些科學家則意識到,現有的物理學、數學知識都是局限於某個層次的理論,想從這些理論中發展出萬有理論,就好比嘗試用某個層次的理論去解釋包含不同層次的宇宙,只會發現不能解決的問題越來越多。

萬有理論假定存在一種具有概括性、一致性的物理理論框架,可以解釋宇宙內所有的奧秘。擺在當代科學家面前最明顯的兩種框架是相對論和量子論。一些科學家認為,把這兩種結合,可能就已經接近理想中的萬有理論。

相對論用於解釋相對人眼能見到的物質,比如恆星、星系等,都還不錯。量子論用於解釋像亞原子粒子、原子、分子等這些微觀世界的物質,特別好用。

現在被認為最有可能成功的萬有理論包括弦理論、量子引力論等,都是把相對論和量子論不斷打補丁、再結合起來的傑作。

加州理工學院前射電天文學家馬庫斯・周(Marcus Chown)是對萬有理論持懷疑態度的學者之一。近日他在英國廣播公司(BBC)科技專欄發表文章解釋了他的想法。

馬庫斯・周認為,萬有理論可能存在,但無法從現有的理論中推導出來,這是死胡同。

他認為數學就像是物理學的語言,物理學通過各種數學公式把想描述的道理表達出來。可是它們都是某一個層次的道理,而且即使在這個層次上,它們也不完善。

馬庫斯・周說,這就是哥德爾不完備定理(Gödel’s incompleteness theorem)所提到的問題。這個定理說的是,並非所有的數學定理都能從公理中推導出來。公理指的是不證自明的命題,定理指的是經過驗證證明為真的陳述,當然這聽上去很深奧。

馬庫斯・周對此進行的解釋是:「定理好比氣球,公理好比地面,氣球漂浮在地面上,但是受到邏輯的牽制。哥德爾發現總有一些氣球是真的,但是它們不能從公理推導而來,就像是自由漂浮的氣球,所以,數學是不完善的。」

馬庫斯・周說,既然數學是不完善的,那麼物理學也是不完善的。用這些不完善的理論去拼湊出一個完善的理論,這是辦不到的事情。◇

責任編輯: 夏雨荷  來源:大紀元記者高文森編譯報導 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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