S.温伯格
得克萨斯,奥斯汀
1992年8月
本书讲的是一场伟大的、理性的历险,它是寻找大自然的终极理论之作。终极理论的梦想激发了今天许多高能物理学的研究,虽然还不知道那终极理论会是什么样子,也不知道还要过多少年才能找到它,但我们相信已经开始模糊地看到了它的轮廓。
终极理论的想法本身也是一个人们争论的问题,目前还在激烈地争论着,甚至还争到了国会会堂。高能物理学越来越费钱了,它需要公众的支持,部分原因是它担负着揭开终极理论的历史使命。
追寻终极理论不过是我们时代思想历程的一部分。首先,我就要在这样的观点下,向不懂物理或没有更高数学知识的读者展开我们的问题。这本书讲的确实是今天物理学前沿基础的关键思想,但它不是物理学教科书,读者不会看到单独的章节专门讲什么粒子、力、对称性或者弦。那些现代物理学概念我都编织在一起了,来讨论终极理论是什么意思,我们将如何发现它。在这里,我凭的是一个外行读者的经验——例如,我读历史的经验。历史学家总喜欢先讲一个故事,然后一章一章地讲人口、经济、技术等背景。而另一方面,让人们感到乐趣的那些历史学家,从塔西佗(Tacitus)和吉本(Gibbon) 到艾略特(J.H.Elliott)和莫里森(Morison),总把故事与背景编在一起,而且随时找机会把他们想告诉读者的结论写出来。我写这本书时就在努力向他们学习,而不求规整统一。有些历史和科学的材料,不论学历史的还是学科学的读者可能已经很熟悉了,不过我还是会把它们写进来,如果觉得需要,我还会反复地讲。费米(Enrico Fermi)曾说过,永远不要忽略我们从熟悉的事物得来的乐趣。
本书大体分3个部分和1个尾声:第1至第3章提出关于终极理论的思想;第4至第8章讲我们如何能够向着那个理论前进;第9至第11章是猜想终极理论的形式,看它的发现会对人类产生什么影响;最后,在第12章里,我要讲超导超级对撞机的正反两方面的意见,那是高能物理学家渴望的一种昂贵的新机器,但未来的资金还没有落实。
读者可以看到,书后的一系列注释对正文的一些思想作了更完整的分析。有时,在正文里不得不过分简化某些科学概念,我在后面的注释中作了更准确的说明。注释也包括一些正文里引用过的参考文献。
我要感谢Louise Weinberg,他建议我重写原稿,而且指导我应该怎么做。
感谢Pantheon图书公司的Dan Frank,谢谢他热情的鼓励、精心的指导和编辑;感谢Hutchinson Radius的Neil Behon和我的代理人Morton Janklow,他们提出了很重要的建议。
我还要感谢对不同题目提出过批评和建议的人,有哲学家Paul Feyerabend, George Gale, Sandra Harding, Myles Jackson, Robert Nozick, Hilary Putnam和Michael Redhead;历史学家Stephen Brush, Peter Green和Robert Hankinson;法学家Philip Bobbitt, Louise Weinberg和Mark Yudof;物理学史学家Gerald Holton, Abraham Pais和S.Samuel Schweber;物理学家和神学家John Polkinghomc;精神病学家Leon Eisenberg和Elizabeth Weinberg;生物学家Sydney Brenner, Francis Crick, Lawrence Gilbert, Stephen J.Gould和Ernst Mayr;物理学家Yakir Aharonov, Sidney Coleman, Bryce De Witt, Manfred Fink, Michael Fisher, David Gross, Bengt Nagel, Stephen Orzsag, Brain Pippard, Joseph Polchinski, Roy Schwitters和Leonard Susskind;化学家Roald Hoffmann;天体物理学家William Press, Paul Shapiro和Ethan Vishniac;还有作家James Gleick和Lars Gustafsson。他们帮我避免了好些错误。