探问霍金放弃“终极理论”

　　著名物理学家、英国剑桥大学教授霍金宣称放弃对“终极理论”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。霍金这一最新论断在科学界引起不小震动，可以说仁者见仁，智者见智，科技日报对此也有文章进行过报道。本文将探寻霍金放弃终极理论的原因。

　　是终级的起点

　　还是终极的完成

　　终极理论这个概念包含有两个相反的含义：

　　一个含义是：理论的“起点”达到终极。例如：《几何学》是从“点”概念开始，推导出“线”、“面”“体”等，直至推导出几何学全部学科体系，“点”就是这门学科达到终极的“起点”。相对几何学这门学科，这就是“终极起点”的“终极理论”概念。

　　另一个含义是：终极地“完成理论”。理论已把所有问题都解决，没有不可证明的问题，如霍金放弃的“终极万有理论”，这是“终极完成”式的“终极理论”概念。

　　绝大多数科学家追求的“终极理论”都是指“终极的起点”。因为宇宙之大，未知无尽，不可能有“完成的理论”。牛顿曾经说过：“自然哲学的任务，是从现象中求论证，从结果中求原因，直到我们求得最初的原因为止。”

　　温伯格说：“终极理论只能在一个意义上说是终极———它把某一种科学探索引向终点：那是一种古老的探索，探索那些不可能有更深层原理来解释的原理。”这个“不可能有更深层原理来解释的原理”就是“起点”。

　　霍金过去也是追求“终极的起点”，他曾宣称：存在一种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的“终极理论”，也许简洁到在一件T恤衫上就能打印出来。

　　现在，霍金又放弃了这一追求，理由是“一个物理理论乃是一个数学模型。因此如果有数学命题不能证明的话，那就有物理问题不能预测……我很高兴我们寻求知识的努力永远没有终点，我们始终都有获得新发现的挑战。”这反映出霍金追求的目标从“终极的起点”转向了“终极的完成”。

　　霍金对“终极理论”的理念上产生反转，使他自己陷入自相矛盾之中，最终滑向不可能实现的“终极完成”式的“终极理论”。

　　时间与空间

　　是相联还是撕裂

　　牛顿认为定律不是孤立的，所有定律之间都有因果关系，因此只要找出一个核心定律（最初因），就能从它推导出所有定律。第一层先推导出数个外围定律；第二层，每个外围定律又推导出数个定律；第三层，第四层……最后就把所有实验定律一一推导出来，而实验定律又可以推导出宇宙万物。这就是牛顿的终极理论，也是爱因斯坦“用单纯的演绎方法”建立世界体系的构想。

　　这里内层定律是“原因”，被推导出来的外层定律是“结果”，定律之间是因果相连。实际上科学并不是从核心开始的，而是从外层的实验向内层核心寻找。通过实验可以找出实验定律，但是再向内层找定律，就无法采用实验方法，只能从实验定律（结果）向内层找它的根定律（原因），这就是牛顿的“从结果中求原因”。这是反向推理求根的过程：数个实验定律归根于一个第三层定律，数个第三层定律又归根于一个第二层定律，直到最后全部回归到核心定律（最初因），这就是“直到我们求得最初的原因为止”。从最初因开始推理所以称“起点”；推理过程称“演绎”。

　　在他的终极理论构想中，各种定律从核心定律向外一层一层推理，各种定律分别在不同层次上。

　　而霍金及许多科学家要把不同层次的定律合成一组数学式，这显然是办不到的，不同层次的问题根本不可能合在一起。“核心定律”向外像树那样一枝又一枝分出支节，当分解到物理定律时，已变的千差万别，毫不相连，这就导致定律无法在下层直接合并。如：量子化定律与引力定律是二个分支无法直接合并，然而霍金却要把这两个定律直接合并，建立“量子—引力”理论。

　　霍金认为终极理论最大的困难是无法将万有引力与另外三种力合并，其实根本不必合并，因为按照牛顿方法只要沿着分支找主干，就能将所有分支定律统一。

　　霍金是直接把定律合并，而牛顿是把定律因果排序找最初因。这是两种完全不同的方法，反映了二者终极理论构造不同。

　　宇宙主体构架是量子化结构（不连续的量子世界），构件之间采用“连续的”过度（相对论及牛顿世界）；相对论及牛顿的“时间”与“空间”相联，是“确定性”状态，当“时间”与“空间”撕裂，是“非确定性”状态；而在“撕裂”状态下又产生两个极端，量子力学（微观世界）及天文学（宏观世界）。“决定论”是“时间”与“空间”相联的结果，“非决定论”是由于“时间”与“空间”撕裂导致。由于不清楚它们之间的因果关系，霍金被迫放弃终极理论。