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第45部分(第1/4 页)

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论形式看上去同电磁作用力非常相似,这使得人们开始怀疑,这两种力实际上是不是就是同一种东西,只不过在不同的环境中表现得不尽相同而已?特别是当李政道与杨振宁提出了弱作用下宇称不守恒之后,这一怀疑愈加强烈。终于到了60年代,统一弱相互作用力和电磁力的工作由美国人格拉肖(Sheldon Glashow)、温伯格(Steven Weinberg)和巴基斯坦人萨拉姆(Aldus Salam)所完成,他们的成果被称为〃弱电统一理论〃,3人最终为此得到了1979年的诺贝尔奖。该理论所预言的3种中间玻色子(W+,W…和Z0)到了80年代被实验所全部发现,更加证实了它的正确性。

物理学家们现在开始大大地兴奋起来了:既然电磁力和弱作用力已经被证明是同一种东西,可以被一个相同的理论所描述,那么我们又有什么理由不去相信,所有的4种力其实都是同一种东西呢?所有的物理学家都相信,上帝……大自然的创造者……他老人家是爱好简单的,他不会把我们的世界搞得复杂不堪,让人摇头叹气,他必定按照某一种标准的模式创造了这个宇宙!而我们要做的工作,就是把上帝所依据的这个蓝图找出来。这蓝图必定只有一份,而所有的物理现象,物理力都被涵盖在这个设计之中!如果模仿《独立宣言》中那著名的句子,物理学家完全愿意宣称:

我们认为这是不言而喻的事实:每一种力都是被相同地创造的。

We hold the truth to be self…evident; that all forces are created equal。

是啊,要是真有那么一个理论,它可以描述所有的4种力,进而可以描述所有的物理现象,那该是怎样一幅壮观的场面啊!那样一来,整个自然,整个物理就又重新归于统一之中,就像史诗中所描写的那个传奇的黄金时代与伟大的经典帝国,任何人都无法抗拒这样一种诱人的景象,仿佛一个新的伟大时代就在眼前。戎马已备,戈矛已修,浩浩荡荡的大军终于就要出发,去追寻那个失落已久的统一之梦。

现在,弱作用力和电磁力已经被合并了,下一个目标是强相互作用力,正如我们已经介绍的那样,这块地域目前为止被量子色动力学所统治着。但幸运地是,虽然兵锋指处,形势紧张严峻,大战一触即发,但两国的君主却多少有点血缘关系,这给和平统一留下了余地:它们都是在量子场论的统一框架下完成的。1954年,杨振宁和米尔斯建立了规范场论,而吸取了对称性破缺的思想之后,这使得理论中的某些没有质量的粒子可以自发地获得质量。正因为如此,中间玻色子和光子才得以被格拉肖等人包含在同一个框架内。而反观量子色动力学,它本身就是模仿量子电动力学所建立的,连名字都模仿自后者!所不同的是光子不带电荷,但胶子却带着〃颜色〃荷,但如果充分地考虑自发对称破缺的规范场,将理论扩充为更大的单群,把胶子也拉进统一中来并非不可能。这样的理论被骄傲地称为〃大统一理论〃(Grand Unified Theory,GUT),它后来发展出了多个变种,但不管怎样,其目标是一致的,那就是统一弱相互作用力、强相互作用力和电磁力3种力,把它们合并在一起,包含到同一个理论中去。不同的大统一理论预言了一些不同的物理现象,比如质子可能会衰变,比如存在着磁单极子,或者奇异弦,但可惜的是,到目前为止这些现象都还没有得到确凿的证实。退一步来说,由于理论中一些关键的部分比如希格斯玻色子的假设到目前为止都尚未在实验中发现,甚至我们连粒子的标准模型也不能100%地肯定正确。但无论如何,大统一理论是非常有前途的理论,人们也有理由相信它终将达到它的目标。

可是,虽然号称〃大统一〃,这样的称号却依旧是名不副实的。就算大统一理论得到了证实,天下却仍未统一,四海仍未一靖。人们怎么可以遗漏了那块辽阔的沃土……引力呢?GUT即使登基,他的权力仍旧是不完整的,对于引力,他仍旧鞭长莫及。天无二日民无二君,雄心勃勃的物理学家们早就把眼光放到了引力身上,即使他们事实上连强作用力也仍未最终征服。正可谓尚未得陇,便已望蜀。

引力在宇宙中是一片独一无二的区域,它和其他3种力似乎有着本质的不同。电磁力有时候互相吸引,有时候互相排斥,但引力却总是吸引的!这使它可以在大尺度上累加起来。当我们考察原子的时候,引力可以忽略不计,但一旦我们的眼光放到恒星

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