爱因斯坦统一场论的自洽

张恒升，张振光

1.广西柳州市第一职业技术学校，广西柳州 545007

2.柳州科技馆，广西柳州 545006

爱因斯坦自从创立了相对论和在量子科学上有了伟大发现后[1]，他就和牛顿一样，成为了人类历史上最伟大的科学家，他的伟大成果将对社会经济发展、科技进步产生巨大的划时代的推力。而当物理科学家们期盼爱因斯坦带领大家在量子科学研究的大道上狂奔时，他却拐弯了。原因是爱因斯坦对玻尔和他的团队发现的量子测不准原理不认可。为此，他提出了统一场论。他想建立一个能在包罗万象的数学框架下描写自然界所有力的理论。他认为，只要找出这些根本性的力，任何物质的运动规律都可以找出来，不存在测不准的原理。但波尔他们更不买他的账，双方为此展开了数十年的论战[2]。开始几年爱因斯坦和他的阵营被打得一败再败，玻尔他们的量子论以无可争辩的现象把爱因斯坦的统一场论撞得支离破碎，量子种种则不准的状态也把所有的物理科学家搅得心烦意乱。爱因斯坦有时也不得不把它称为幽灵。爱因斯坦当时依靠仅发现的引力和磁力理论知识构建的统一场论来圈住量子，就如用一根细麻绳捆大象，它一发力，绳子就断了。

但爱因斯坦有献身科学的勇气和精神，不管被打得如何的一败涂地，对方没有彻底战胜他时，他是不会服输的。正如他说的：“发现一条走不通的道路，就是对科学的一大贡献……那种证明‘此路不通’的吃力不讨好的工作，就让我来做吧！”

爱因斯坦的见解跟哲学中的辩证唯物主义接近，他的统一场论也鼓励了许多科学家去为之奋斗。双方阵营的后人斗到如今，量子论也未能击垮统一场论，虽然目前双方较量中，量子论有时略占上风。因为人们想不断深入认清量子的运动极为艰难，量子的大小只有约一厘米的一亿亿亿亿分之一，它的寿命大多数不到一万亿亿分之一秒。探究如此微小的粒子和它极短的寿命太困难，研究结果的准确率到底有多少？难以说清。更令人焦躁是，认为量子是波的人检测的结果，它就是波，认为量子是粒状的人检测的结果，它就是粒。但量子测不准的现象就真的能证明不确定性原理正确吗？不一定，换个角度就可发现，我们人类身上何尝不有许多测不准的现象呢。社会里的人群，每个人就像物理学的一个量子，也是不可分割的。在自然界里，人的行为也是测不准的。历史上，常有个别人的偶然性行为改变整个世界。一个人是由两万多亿个细胞组成，每个细胞都是一个非常复杂的生命体，这个生命体又是由亿万个更小的生命体组成。相对于物理学量子来说，这么庞大的生命体组成的一个人，更加测不准，更为诡异。如古代在朝廷这个小范围，人们就常说：“伴君如伴虎 ”。就是说人是极为善变的，其变化是没有规律的。如果不是聪明的人类发明了法律法规来规范自己的行为，这个测不准的现象更复杂。因此，相对来说，人们研究量子的测不准原因更方便，因为人总是能依靠不断变得更先进的仪器来进行研究。研究人却不那么容易，在人类文明发展史上，常有因某个人的行为使整个社会倒退数十年甚至数百年的情况。虽然，在进行艰难探索研究量子中，许多物理科学家在被量子弄得晕头转向而甘愿承认它测不准后，过一段时间冷静了，还是认可统一场论的思想。因为如果相信量子测不准原理就不用再进行研究了，因为物质分割好像到尽头了，量子运动既然是无序的，应用时，只用统计学对付就足够了。但科学家大多都有很强好奇心和想认清所有事物本质的个性。所以他们常常总是有意无意倾向统一场论。因此，爱因斯坦的统一场论虽然历尽坎坷，但总是有许多顶尖科学家的研究成果推进它的自洽，从而保障了统一场论的构建不断取得进展。现在我们从以下几方面来认识它取得进展的原因。

1 坚持探索不动摇

普朗克发现量子至今有112年，量子科学对社会生产力产生了巨大推力，但随着研究的深入，它那诡异的变化，仍常迷惑科学家。正如一位著名科学家说的：“ 谁不被量子搞得晕头转向，他就不是一位物理学家！”比如量子能同时穿过两个夹缝！哲学上有个原理，一个人不能同时踏进两条河。而量子做到了。但在大千世界里，这种现象的存在不算极其特别。如植物中的冬虫夏草也有两种特性，既是虫，也是草。又如一个男人脑海里，也常有几种想法同时存在，令他有多种行为表现，如做儿子、做父亲、做丈夫、做朋友、做观众等角色；同时，人，还具有否定他人和自我否定的特性。量子和人都有测不准的特点，人测不准现象更多，所以许多人无法把握和处理人际关系时，常常求神拜佛。上个世纪七十年代美国和前苏联冷战，双方投入了巨资研究武器和进行太空竞赛，西方的一个科学家批评说：大家都在拼命研究宇宙，而对人的本身却研究得很少。后来，人们才在生物工程方面加大投入。随着研究不断深入，科学家对人类的生理和行为有了更深的了解。对前沿科学量子科学的研究，人们虽然艰难和困惑，且有部分政客和科学家已不赞成花费时间和资金继续去做无谓劳动，但许多科学家仍迎难而上，努力探索。2012年7月4日，欧洲核研究组织宣布发现了希格斯玻色子，这一发现轰动了世界。许多科学家认为，一旦捕捉到这个粒子，人们就可找到物质的根本来源和规律，因为是这个粒子给了所有粒子质量和形状，它是一切物质的来源，因此有人称它为上帝的骰子。这就是科学家们长期以来坚持不懈努力钻研获得的一个重大发现。它的发现，又一次推进了统一场论的自洽

2 在挑战中发展

人的发展变化虽然很复杂，但自然科学家和社会学家经过长期深入研究，基本认识了人发展变化的一些重要规律。较著名的例子是三国时诸葛亮，他未参与政事前，就研究分析出可以三分天下。现代社会文明虽已上升到一个更新高度，生物工程科学发展还远远达不到人们的要求。相对来说研究量子科学的时间不算长，成果却不小。在爱因斯坦统一场论思想影响下，观点和他对立的科学家也开始关注社会科学的指导思想，对立双方都取得了许多新进展。但也衍生了许多学派和产生了许多理论。这些理论五花八门，令人眼花缭乱。如多世界、多宇宙、平行宇宙、多维时空宇宙等等。例如多世界这个理论，它是爱因斯坦这派的主力大将薛定谔1935年驳斥量子测不准原理时提出著名的“猫的悖论”后出现的。根据这个悖论，一些科学家以后就推导出多世界理论。他们认为我们身边的世界有几个，否则怎么会出现不同意识的人去研究同一个东西却得到不同的结果？对于这个理论，界外人士兴趣很大，一些人为之激动。他们想：我们生活里如果真的同时存在几个世界该是多么美妙。为此，他们热切期盼科学家尽快揭示多世界面纱。在这个理论里，首先最令人憧憬的是人能免去死亡威胁，因为在多世界理论中，人可以通过时光隧道或时空虫洞到另一个世界去，不存在死的担忧。不少人从小就听大人说过，另外的世界有天堂，那里有非常美好的生活。所以听到多世界这个理论时，怎能不叫人振奋。但提出这些理论的科学家们这时却显露了他们的本性，他们只想研究强子对撞机里量子世界中的其它世界，不太关心自己身边另外的世界，甚至他们也知道自己生活的这个世界里，不可能再有其它世界。正当这些科学家处在矛盾的时候，社会上却有人明确支持多世界理论。这些人有的是神学人士，有些是阴阳学家。神学人士就不用讲了，他们早就认为自己是另一个世界里神的使者。研究阴阳的人则认为宇宙中总是阴阳对称的，如男人和女人，天和地，正电子和负电子等等。多世界理论正好从科学上证明了他们身边有阴间和阳间两个以上的世界。这些源自人类少年时代的美好想象，在科学发达的今天相信的人已经不多。但令人烦恼的是，量子的所作所为就是让人相信有另外的世界。因此有些人也懒得理睬爱因斯坦的统一场论，况且没有量子论推导出多世界的理论，大家也希望多世界的存在，因为谁也不愿死。其实不只是量子科学有多世界理论，社会科学也要面对多世界理论。且不谈各个宗教的神界，印度等地就有不少神秘现象存在，如有些教徒死了很久尸体仍没有腐烂，有些教徒可以坐地悬空升起。

这些东西现代物理知识不能解释。它们的存在是对唯物主义、社会科学的挑战，就像量子测不准原理挑战统一场论一样。这是统一场论和社会科学共同面临的问题。这些挑战有时很强劲，但却不能左右科学的发展。现在不能解释的现象不等于将来不能解释，即使长期解释不了，那些尸体没有腐烂的教徒，大家都知道他的确已经死了，没有人会说他在睡觉；那些练功后能飘离地面的教徒并非来自另一个世界，他们也是父母所生，也要吃饭睡觉，也会生病、死亡。所以，他们虽然能对社会科学和自然科学形成挑战，但他们实际上还是生活在我们这个世界里，遵循着这个世界生老病死的规律。正如一位哲人说的：认识事物要透过现象看本质。不管量子的诡异运动或个别教徒奇异表现如何，它们都是事物的一种表象，只要敢于挑战，假以时日，都可以发现其内在原因和规律。多年来，科学家的成果已不断证明了这一点。

3 社会科学研究方法助推研究进展

量子物理学是人类长期面临的一项前沿科学，它的深度和难度足以震撼任何一个科学家。但它与社会科学的发展是相通的，它为社会科学发展提供论据，社会科学引导研究它的方向。三十几年前，我国经济凋零，极左政治空气甚嚣尘上，冤假错案堆积如山，人们生活非常窘迫，当时连买一块肥皂都需要票证。这么多的困难如何应对？中国政府运用科学方法，抓住各种矛盾中的主要矛盾，以经济建设为中心，以发展为主线，经过三十几年的努力，今天中国已经成为世界制造大国，物质充足，外汇储备世界最多，各种制度逐渐确立，这是三十年前不敢想的事。中国为什么能取得这么好的成就？就是因为坚持了正确的发展方向。要带领一个外部强敌环伺，内部人口最多、冤案最多、制度缺陷、贫穷落后的国家走出困境，这个难度是够大的。那些数不胜数的困难每一项都有复杂的“测不准”现象。但是中国政府把不可能的事变成可能，把许多“测不准”的现象变成测得准。

为此，我们联想到爱因斯坦的统一场论。从理论上讲，创立统一场论并使之自洽的难度，不一定比三十年来中国政府带领全国人民战胜困难的难度大。量子有众多的诡异现象。而中国有十几亿人口，每个人的思想行为发展变化都是不易捉摸的，加上内外堆积如山的各种困难，想起来就让人发怵。但中国政府坚持科学方法，制定了以发展为主线的方针，使国家摆脱困境，各种困难和缺点、错误、缺陷在发展中逐步得到重视和解决。

量子的诡异现象在许多人眼中是无法解释的，有一些是假象，比如量子的衍射现象就使人觉得它好像有多重分身术，一旦人们逐步认识和证明了这些现象，也就逐步发现了量子测不准的原因。因量子奇异现象而衍生出的多世界等理论，有人觉得这些理论可笑，幼稚单纯得可爱。但也正是单纯幼稚，科学家们才能长期保持无私忘我奋斗精神，从这点来讲还是极为令人敬佩的。但是，他们很多人坚持了科学方法和正确思路，承认这个世界真实性和统一性的客观存在，保障了统一场论研究不断取得进展。

4 坚持正确思想 推动科学研究不断深入

统一场论与社会科学有近似的指导思想，可以互相借鉴、支持与互补。在统一场论研究中，因受设备和仪器水平所限，对量子的运动变化难以界定，许多判断有很大的猜测性。它的变化程度人们只能猜个大概，不能百分之百准确。就像眼前飞过几百只的一群鸟，我们只能数清十五到二十只就没法数了，因为它们已经飞远了。那些没数过的鸟的数量、性别、大小甚至智商情商，人们都可以进行合理想象和推导，并且还能衍生出许多理论来。在这种扑朔迷离现象前，就需要社会科学助一把力。在科学研究程序设置上，社会学家站得比自然科学家高，这是研究对象和立足点所致。牛顿到了四十岁后，便对解决科学新难题心力不足，逐渐倾向宗教，感觉另一个世界好像存在。为什么？因为自然科学研究很复杂艰难，科学家们要付出比常人多十倍甚至上百倍的精力和智慧才可能取得某一项科研成果。就像钱学森说的，他从不看电视，在国外，像他这类的科学家也不看电视。这在普通人看来不可思议，但却是事实，因为他们没有多余的时间去看电视，去娱乐或休闲。当他们殚精竭虑研究时，碰到一些诡异现象无法解释后，就可能会产生别的想法，甚至有人还会神经错乱，牛顿就曾有过。所以此时社会学家们就要站出来，帮他们一把，用哲学的思想引导他们，让他们从牛角尖里走出来。稍有点哲学思想的人都知道，任何物质的发展变化都有规律，都有因果关系。就像买福利彩票中奖与否看似无规律，但如果把所有的彩票买下，肯定就中奖，因为里面包含有中奖号码的彩票。所以，统一场论构建能在艰难的探索中发展，就是科学家们坚持正确研究方向的结果。

5 坚持探索 永不止步

二十年前，东欧和苏联等国发生变故，苏联分成了十五个国家。中国也受到巨大冲击和挑战。当时的世界形势真有点量子力学的味道，到处都是测不准的现象。中国虽然受到巨大压力，但中国坚持结合国情不断探索，二十年来，中国成了发展得最快的国家。可见，坚持探索很重要。而在前沿科学领域统一场论和量子论的发展却另有特点。当年，爱因斯坦探索奋斗了三十年，直到1955年去世时还没能使统一场论自洽。1962年，他的对手和朋友玻尔去世前一天，仍在黑板上画一个爱因斯坦的光子箱草图来驳斥爱因斯坦的统一场论，这两位二十世纪最伟大的科学家斗了一辈子，最后谁也没能说服谁。但后来随着研究的不断深入，产生了现在的多世界、多宇宙、平行宇宙和多维时空宇宙等理论。在这众多理论中，多维时空宇宙是个令人振奋的课题，它的出现是科学家用函数对量子研究计算的结果。它和爱因斯坦构建统一场论方法相似，也是运用数学手段，他们计算出微观世界的时空是十维，叫絃理论。科学家假定量子像根6字形的絃，大的那一头像堆卷起来的水管在不断的抖动，它能在膜宇宙和体宇宙中穿行。但不管几维，这个理论属于统一场论的范畴，它是以我们这个世界为平台来研究量子的，这些多出来的维也是和我们共同存在于一个时空、一个世界。既然有一个共同平台，那么坚持统一场论思想的科学家们只要坚持探究，就能找出其运动发展变化规律。2012年7月4日发现的希格斯玻色子就阶段性地证明了这个道理，但要找出其根本规律仍很艰难，也许要花上几代或几十代人的时间，甚至永远只能不断接近答案而找不到最终结果。但这也符合人的认识无止境规律。

综上所述，前沿科学发展不断推进统一场论自洽，统一场论在自洽中为科学发展提供新平台。爱因斯坦的统一场论将长期引领我们在科学大道上不断前进，人类也将不断享受科学发展带来更大福祉。

[1]高山著.量子运动与超光速通讯.新语丝电子文库.

[2]丹尼斯布莱尔，杨建邺，李香莲.爱因斯坦全传.高等教育出版社，2008，9.