看来我们在前进的路上仍然需要保持十二分的小心。
看来我们在前进的路上仍然需要保持十二分的小心。
二
二
现在我们再回到เ上一章的最后，重温一下波和粒子在双缝前遇到เ的困境：电子选择左边的狭缝，还是右边的狭缝呢？现在我们知道，假如我们采用任其自然的观测方แ式，它波动的一面就占了上风。这个ฐ电子于是以某种方แ式同时穿过了两道狭缝，自身与自身生干涉，它的波函数ψ按照ั严格的干涉แ图形花样展。但是，当它撞上感应屏的一刹那ว，观测方式生了变化！我们现在在试图探测电子的实际位置了，于是突然间，粒子性接管了一切，这个电子凝聚成一点，按照ัψ的概率随机地出现在屏幕的某个ฐ地方。
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乔治·盖莫夫在那本受欢迎的老科普书《从一到เ无穷大》one,t9๗o,three…infinity里说，目前数学还有一个大分支没有派上用场除了智力体操的用处之外，那ว就是数论。古老的数论领域里已经有许多难题被解开，比如四色问题，费马大定理。也有比如著名的哥德巴赫猜想，至今悬而未决。天知道，这些理论和思路是不是在将来会给某个物理或者化学理论开道，打造出一片全新的天地来。
乔治·盖莫夫在那ว本受欢迎的老科普书《从一到无穷大》one,t9o,ไthree…infinity里说，目前数学还有一个ฐ大分支没有派上用场除了智力体操的用处之ใ外，那ว就是数论。古老的数论领域里已๐经有许多难题被解开，比如四色问题，费马大定理。也有比如著名的哥德巴赫猜想，至今悬而未决。天知道，这些理论和思路是不是在将来会给某个物理或者化学理论开道，打造出一片全新า的天地来。
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2是激出电å子的最大动能ม，也就是我们说的，能买到“多好”的货物。hν是单个量子的能量，也就是你总共有多少钱。p是激出电子所需要的最小能量，也就是“入场费”。所以这个方แ程告诉我们的其实很简单：你能ม买到เ多好的货物取决于你的总资金减掉入场费用。
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2是激出电子的最大动能，也就是我们说的，能买到เ“多好”的货物。hν是单个ฐ量子的能量，也就是你总共有多少钱。p是激出电å子所需要的最小能ม量，也就是“入场费”。所以这个方程告诉我们的其实很简单：你能买到เ多好的货物取决于你的总资金减掉入场费用。
赫兹小心地把接受器移到不同的位置，电磁波的表现和理论预测的丝毫不爽。根据实验数据，赫兹得出了电磁波的波长，把它乘以电路的振荡频๗率，就可以计算出电å磁波的前进度。这个数值精确地等于30่万公里秒，也就是光。麦克斯韦惊人的预ไ言得到了证实：原来电å磁波一点都不神秘，我们平时见到的光就是电å磁波的一种，只不过它的频๗率限定在某一个范围内，而能ม够为我们所见到เ罢了。
赫兹小心地把接受器移到เ不同的位置，电磁波的表现和理论预测的丝毫不爽。根据实验数据，赫兹得出了电å磁波的波长，把它乘๖以电路的振荡频๗率，就可以计算出电磁波的前进度。这个数值精确地等于3๑0万公里秒，也就是光。麦克斯ั韦惊人的预言得到了证实：原来电磁波一点都不神秘，我们平时见到เ的光就是电磁波的一种，只不过它的频率限定在某一个范围内，而能ม够为我们所见到罢了。
最早的"ิ反电子"ิ由加州理工ื的安德森9于1้93๑2年在研究宇宙射线的时候现。它的意义แ是如此重要，以致于仅仅过了4年，诺贝尔奖评委会就罕见地授予他这一科学界的最高荣誉。
但是，虽然关于辐射场的量子化理论在某些问题上是成功的，但麻烦很快就到来了。1้947๕年，在《物理评论》上刊登了有关兰姆移位和电å子磁矩的实验结果，这和现有的理论生了微小的偏差ๆ，于是人们决定利ำ用微扰办法来重新计算准确的值。但是，算来算去，人们惊奇地现，当他们想尽可能ม地追求准确，而加入所有的微扰项ำ之ใ后，最后的结果却适得其反，它总是散为无穷大！
这可真是让人沮丧的结果，理论算出了无穷大，总归是一件荒谬的事情。为ฦ了消เ除这个无穷大，无数的物理学家们进行了艰苦卓绝，不屈不挠的斗争。这个阴影是如此难以驱散，如附骨之蛆一般地叫人头痛，以至于在一段时间里把物理学变成了一个让人无比厌憎的学科。最后的解决方แ案是日本物理学家朝永振一郎、美国人施温格julianss9，还有那ว位传奇的费因曼所分别ี独立完成的，被称为ฦ"重正化"renormaທlizaທtion方法，具体的技术细节我们就不用理会了。虽然认为重正化牵强而不令人信服的科学家大有人在，但是采用这种手段把无穷大从理论中赶走之ใ后，剩下的结果其准确程度令人吃惊得瞠目结舌：处理电子的量子电动力学qed在经过重正化的修正之后，在电å子磁距的计算中竟然一直与实验值符合到เ小数点之后第11้位！亘古以来都没有哪个理论能够做到这样教人咋舌的事情。
实际上，量子电å动力学常常被称作人类有史以来"最为精确的物理理论"ิ，如果不是实验值经过反复测算，这样高精度的数据实在是让人怀疑是不是存心伪造的。但巨大的胜利ำ使得一切怀疑ທ都最终迎刃而解，qed也最终作为量子场论一个最为ฦ悠久ื和成功的分支而为人们熟知。虽然最近彭罗斯声称说，由于对赫尔斯ั-ๅ泰勒脉ำ冲星系统的观测已๐经积累起了如此确凿的关于引力波存在的证明，这实际上使得广义相对论的精确度已๐经和实验吻合到1้0่的负14次方แ，因此越了qed赫尔斯ั和泰勒获得了1้99๗3๑年诺贝尔物理奖。但无论如何，量子场论的成功是无人可以否认的。朝永振一郎，施温格和费因曼也分享了19๗65๓年的诺贝尔物理奖。
抛开量子场论的胜利不谈，量子论在物理界ศ的几乎每一个角落都激起激动人心的浪花，引一连串美丽的涟漪。它深入固体物理之中ณ，使我们对于固体机械和热性质的认识产生了翻天覆地的变化，更打开了通向凝聚态物理这一崭新世界的大门。在它的指引下，我们才真正认识了电流的传导，使得对于半导体的研究成为ฦ可能ม，而最终带领我们走向微电子学的建立。它驾临分子物理领域，成功地解释了化学键和轨道杂化，从而开创了量子化学学科。如今我们关于化学的几乎一切知识，都建立在这个基础之ใ上。而材料科学在插上了量子论的双翼之后，才真正展翅飞翔起来，开始深刻地影响社ุ会的方方面面。在量子论的指引之ใ下，我们认识了导和流，我们掌握了激光技术，我们造出了晶体管和集成电å路，为一整个ฐ新时代的来临ภ真正做好了准备。量子论让我们得以一探原子内部ຖ那最为精细的奥秘，我们不但更加深刻๑地理解了电子和原子核之间的作用和关系，还进一步拆开原子核，领略到了大自然那更为ฦ令人惊叹的神奇。在浩é瀚的星空之中ณ，我们必须ี借助量子论才能把握恒星的命运会何去何从：当它们的燃料耗尽之后，它们会不可避免地向内坍缩，这时支撑起它们最后骨架的就是源自泡利不相容原理的一种简并压力。当电子简并压力足够抵挡坍缩时，恒星就演化为ฦ白矮星。要是电子被征服，而要靠中子出来抵抗时，恒星就变为中子星。最后，如果一切防线都被突破，那ว么它就不可避免地坍缩成一个黑洞。但即使黑洞也不是完全"黑"ิ的，如果充分考虑量子不确定因素的影响，黑洞其实也会产生辐射而逐渐消失，这就是以其鼎鼎大名的现者史蒂芬·霍金而命名的"霍金蒸"过程。
当物质落入黑洞的时候，它所包含的信息被完全吞噬了。因为按照定义，没什么能再从黑洞中逃出来，所以这些信息其实是永久地丧ç失了。这样一来，我们的决定论再一次遭到毁灭性的打击：现在，即使是预测概ฐ率的薛定谔波函数本身，我们都无法确定地预ไ测！因为宇宙波函数需要掌握所有物质的信息，而这些信息却不断ษ地被黑洞所吞没。霍金对此说了一句同样有名的话："上帝ຓ不但掷骰子，他还把骰子掷到เ我们看不见的地方去！"ิ这个看不见的地方就是黑洞奇点。不过由于蒸过程的现，黑洞是否在蒸后又把这些信息重新า"吐"出来呢？在这点上人们依旧争论不休，它关系到เ我们的宇宙和骰子之ใ间那深刻的内在关系。
最后，很有可能ม，我们对于宇宙终极命运的理解也离不开量子论。大爆炸的最初生了什么เ？是否存在奇点？在奇点处物理定律是否失效？因为在宇宙极早ຉ期，引力场是如此之ใ强，以致量子效应不能忽略，我们必须ี采取有效的量子引力方แ法来处理。在采用了费因曼的路径积分手段之ใ后，哈特尔就是提出dh的那ว个ฐ和霍金提出了著名的"ิ无边界假设"ิ：宇宙的起点并没有一个明确的边界，时间并不是一条从一点开始的射线，相反，它是复数的！时间就像我们地球的表面，并没有一个地方可以称之为ฦ"起点"ิ。为ฦ了更好地理解这些问题，我们迫切地需要全新的量子宇宙学，需要量子论和相对论进一步强强联手，在史话的后面我们还会讲到这个ฐ事情。
量子论的出现彻底改变了世界ศ的面貌，它比史上任何一种理论都引了更多的技术革命。核能、计算机技术、新材料é、能源技术、信息技术……这些都在根本上和量子论密切相关。牵强一点说，如果没有足够的关于弱相互作用力和晶体衍射的知识，dnaທ的双螺旋๙结构也就不会被现，分子生物学也就无法建立，也就没有如今这般火热的生物技术革命。再牵强一点说，没有量子力学，也就没有欧洲粒子物理中ณ心9，也就没有互联网的服务，更没有划时代的网络革命，各位也就很可能看不到เ我们的史话，呵呵。
如果要评选2๐0่世纪最为ฦ深刻๑地影响了人类社ุ会的事件，那么可以毫不夸张地说，这既不是两ä次世界大战，也不是共产主ว义运动的兴衰，也不是联合国的成立，或者女权运动，殖民主义的没落，人类探索ิ太空……等等。它应该被授予量子力学及其相关理论的创立和展。量子论深入我们生活的每一个ฐ角落，它的影响无处不在，触手可得。许多人喜欢比较20่世纪齐名的两ä大物理现相对论和量子论究竟谁更"ิ伟大"，从一个普遍的意义แ上来说这样的比较是毫无意义的，所谓"ิ伟大"往往不具有可比性，正如人们无聊地争论李白还是杜甫，莫扎特还是贝多芬，汉朝还是罗马，贝利还是马拉多纳，Beaທtles还是滚石，阿甘还是肖申克……但仅仅从实用性的角度而言，我们可以毫不犹豫地下结论说：是的，量子论比相对论更加"ิ有用"ิ。
也许我们仍然不能ม从哲学意义上去真正理解量子论，但它的进步意义แ依旧无可限量。虽然我们有时候还会偶尔怀念经典时代，怀念那些因果关系一丝不苟，宇宙的本质简单易懂的日子，但这也已经更多地是一种怀旧ງ情绪而已。正如电å影《乱世佳人》的开头不无深情地说："ิ曾经有一片属于骑士和棉花园的土地叫做老南方แ。在这个美丽的世界ศ里，绅士们最后一次风度翩翩地行礼，骑士们最后一次和漂亮的女伴们同行，人们最后一次见到เ主人和他们的奴隶。而如今这已经是一个ฐ只能ม从书本中ณ去寻找的旧，一个ฐ随风飘逝的文明。"ิ虽然有这样的伤感，但人们依然还是会歌颂北方แ扬基们最后的胜利，因为ฦ我们从他们那里得到更大的力量，更多的热情，还有对于未来更执着的信心。
四
但量子论的道路仍未走到尽头，虽然它已经负担了太多的光荣和疑惑，但命运仍然注定了它要继续影响物理学的将来。在经历了无数的风雨之ใ后，这一次，它面对的是一个前所未有强大的对手，也是最后的终极挑战--ๅ广义แ相对论。
标准的薛定谔方程是非相对论化的，在它之中ณ并没有考虑到光的上限。而这一工作最终由狄拉克完成，最后完成的量子场论实际上是量子力学和狭义相对论的联合产物。当我们仅仅考虑电磁场的时候，我们得到เ的是量子电动力学，它可以处理电磁力的作用。大家在中ณ学里都知道电å磁力：同性相斥，异性相吸，量子电动力学认为ฦ，这个力的本质是两ä个粒子之间不停地交换光子的结果。两个电å子互相靠近并最终因为ฦ电磁力而弹开，这其中ณ生了什么เ呢？原来两ä个电子不停地在交换光子。想象两ä个溜冰场上的人，他们不停地把一只皮球抛来抛去，从一个ฐ人的手中ณ扔到另一个人那里，这样一来他们必定离得越来越远，似乎ๆ他们之间有一种斥ม力一样。在电磁作用力中，这个ฐ皮球就是光子！那ว么同性相吸是怎么回事呢？你可以想象成两个ฐ人背靠背站立，并不停地把球扔到对方面对的墙壁上再反弹到对方手里。这样就似乎有一种吸力使两ä人紧ู紧靠在一起。
但是，当处理到原子核内部的事务时，我们面对的就不再是电å磁作用力了！比如说一个ฐ氦原子核，它由两ä个质子和两个ฐ中ณ子组成。中子不带电å，倒也没有什么，可两ä个质子却都带着正电！如果说同性相斥，那么เ它们应该互相弹开，而怎么เ可能保持在一起呢？这显然不是万有引力互相吸引的结果，在如此小的质子之间，引力微弱得基本可以忽略不计，必定有一种更为强大的核力，比电å磁力更强大，才可以把它们拉在一起不致分开。这种力叫做强相互作用力。
聪明的各位也许已๐经猜到了，既ຂ然有"强"ิ相互作用力，必定相对地还有一种"ิ弱"相互作用力，事实正是如此。弱作用力就是造成许多不稳定的粒子衰变的原因。这样一来，我们的宇宙中就总共有着4种相互作用力：引力、电å磁力、强相互作用力和弱相互作用力。它们各自为ฦ政，互不管辖，遵守着不同的理论规则。
但所有这些力的本质是什么呢？是不是也如同电磁力那样，是因为交换粒子而形成的？日本物理学家汤川ษ秀树--他或许是日本最著名的科学家-ๅ-预ไ言如此。在强相互作用力中ณ，汤川认为这是因为核子交换一种新า粒子--ๅ介子meson而形成的。他所预言的介子不久就为安德森等人所现，不过那却是一种不同的介子，现在称为ฦμ子，它和汤川理论无关。汤川ษ所预言的那种介子现在称为ฦπ子，它最终在1947๕年为英国人鲍威แ尔9kpo9๗ell在研究宇宙射线时所现。汤川获得了1949年的诺贝尔物理奖，而鲍威尔获得了1950年的。对于强相互作用力的研究仍在继续，人们把那ว些感受强相互作用力的核子称为ฦ"强子"ิ，比如质子、中子等。19๗64๒年，我们的盖尔曼提出，所有的强子都可以进一步分割，这就是如今家喻户晓的"ิ夸克"模型。每个ฐ质子或中ณ子都由3๑个夸克组成，每种夸克既有不同的"味道"，更有不同的"颜色"，在此基础上人们明了所谓的"量子色动力学"qcນd，来描述。夸克之间同样通过交换粒子来维持作用力，这种被交换的粒子称为"胶子"ิg裸n。各位也许已๐经有些头晕脑胀，我们就不进一步描述了。再说详细描述基本粒子的模型需要太多的笔墨，引进太多的概念，但我们的史话所留แ下的篇幅已经不多，所以只能这样简单地一笔带过。如果想更好地了解有关知识，盖尔曼曾写过一本通俗的读物《夸克与美洲豹》，而伟大的阿西莫夫isaacasi摸v则有更多的论述，虽然时代已经不同，但许多作品却仍然并不过时！
强相互作用是交换介子，那ว么弱相互作用呢？汤川秀树同样预言它必定也交换某种粒子，这种粒子被称为"中ณ间玻色子"ิ。与强作用力所不同的是，弱相互作用力的理论形式看上去同电å磁作用力非常相似，这使得人们开始怀疑，这两ä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ณ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ใ后，这一怀疑ທ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á美国人格拉肖sheldonglasho9、温伯格steven9einberg和巴基斯ั坦人萨拉姆aldussaທlam所完成，他们的成果被称为"弱电å统一理论"，3人最终为此得到เ了197๕9年的诺贝尔奖。该理论所预言的3种中间玻色子9＋，9-和z0่到了80年代被实验所全部ຖ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ຂ然电å磁力和弱作用力已经被证明是同一种东西，可以被一个ฐ相同的理论所描述，那ว么我们又有什么理由不去相信，所有的4๒种力其实都是同一种东西呢？所有的物理学家都相信，上帝ຓ--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ຓ所依据的这个ฐ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ใ中！如果模仿《独立宣言》中那ว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。
9eholdthetruthtobຘe色lf-evident,thatallforcນesarecນreaທtedequal
是啊，要是真有那么เ一个ฐ理论，它可以描述所有的4๒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ใ中，就像史诗中所描写的那ว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า的伟大时代就在眼前。戎马已๐备，戈矛已修，浩浩荡荡的大军终于就要出，去追寻那个ฐ失落已๐久的统一之。
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å峻，大战一触即，但两ä国的君主ว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。195๓4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对称破缺的规范场，将理论扩充为ฦ更大的单群，把胶子也拉进统一中ณ来并非不可能ม。这样的理论被骄傲地称为ฦ"大统一理论"graທndunifiedtheory，gut，它后来展出了多个变种，但不管怎样，其目标是一致的，那ว就是统一弱相互作用力、强相互作用力和电å磁力3๑种力，把它们合并在一起，包含到เ同一个ฐ理论中去。不同的大统一理论预ไ言了一些不同的物理现象，比如质子可能ม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ฦ止这些现象都还没有得到确凿的证实。退一步来说，由á于理论中ณ一些关键的部ຖ分比如希格斯ั玻色子的假设到目前为止都尚未在实验中ณ现，甚至我们连粒子的标准模型也不能ม10่0่%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á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ງ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ว块辽阔的沃土--ๅ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ງ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ณ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เ恒星、星云、星系这样的尺度上，引力便取代别ี的力成了主导因素。想要把引力包含进统一的体系中ณ来是格外困难的，如果说电å磁力、强作用力和弱作用力还勉强算同文同种，引力则ท傲然不群，独来独往。何况，我们并没有资格在它面前咆哮说天兵已至，为何还不服王化云云，因为它的统治者有着同样高贵的血统和深厚的渊源：这里的国王是爱因斯坦伟大的广义相对论，其前身则ท是煌煌的牛顿ู力学！
物理学到了这个ฐ地步，只剩下了最后一个分歧，但也很可能是最难以调和和统一的分歧。量子场论虽然争取到了狭义相对论的合作，但它还是难以征服引力：广义相对论拒绝与它联手统治整个世界，它更乐于在引力这片保留地上独立地呼风唤雨。从深层次的角度上说，这里凸现了量子论和相对论的内在矛盾，这两个ฐ20่世纪的伟大物理理论之ใ间必定要经历一场艰难和痛苦的融合，才能孕育出最后那个ฐ众望所归的王者，完成"普天之下，莫非王土"的宏愿。
物理学家有一个ฐ想，一个深深植根于整个自然的想。他们想有一天，深壑弥合，高山夷平，荆棘变沃土，歧路变通衢。他们想造物主ว的光辉最终被揭示，而众生得以一起朝觐这一终极的奥秘。而要实现这个想，就需要把量子论和相对论真正地结合到เ一起，从而创น造一个量子引力理论。它可以解释一切的力，进而阐释一切的物理现象。这样的理论是上帝ຓ造物的终极蓝图，它讲述了这个ฐ自然最深刻的秘密。只有这样的理论，才真正有资格称得上"大统一"，不过既然大统一的名字已๐经被gut所占用了，人们给这种终极理论取了另外一个ฐ名字：万能理论theoryofeverything，toe。
爱因斯坦在他的晚年就曾经试图去实现这个想，在普林斯顿ู的那ว些日子里，他的主要精力都放在如何去完成统一场论上虽然他还并不清楚强力和弱力这两个ฐ王国的存在。但是，爱因斯ั坦的战略思想却是从广义相对论出去攻打电磁力，这样的进攻被证明是极为艰难而伤亡惨重的：不仅边界上崇山峻岭，有着无法克服的数学困难，而且对方แ居高临下，地形易守难攻，占尽了便宜。虽然爱因斯坦执着不懈า地一再努力，但整整30่年，直到他去世为止，仍然没能ม获得任何进展。今天看来，这个ฐ失败是不可避免的，广义相对论和量子论之间有一条深深的不可逾越的鸿沟，而爱因斯ั坦的旧式军队是绝无可能ม跨越这个ฐ障碍的。但在另一面，爱因斯ั坦所不喜欢的量子论迅猛地展起来，正如我们描述的那样，它的力量很快就出了人们所能ม想象的极限。这一次，以量子论为主ว导，统一是否能ม够被真正完成了呢？
历史上产生了不少量子引力理论，但我们只想极为ฦ简单地描述一个ฐ。它近来大红大紫，声名远扬，时髦无比，倘若谁不知道它简直就不好意思出来混。大家一定都明白我说的是弦superstring理论，许多读者迫使我相信，如果不在最后提一下它，那ว么我们的史话简直就是一肚子不合时宜。
饭后闲话：霍金打赌
1999๗年，霍金在一次演讲中说，他愿意以1้赔1，赌一个万能ม理论会在20年内出现。现在是不是真的有人和他打这个ฐ赌我暂时不得而知，不过霍金好打赌是出了名的，咱们今天就来闲话几句打赌的话题。
我们所知的霍金打的最早ຉ的一个ฐ赌或许是他和两ä个幼年时的伙伴所打的：他们赌今后他们之间是不是会有人出人头地。霍金出名后，还常常和当初的伙伴开玩笑说，因为他打赢了，所以对方欠他一块糖。
霍金33๑岁时，第一次就科学问题打赌，之ใ后便一不可收拾。今天我们所熟知的最有名的几个科学赌局，几乎ๆ都同他有关。或者也是因为ฦ霍金太出名，太容易被媒体炒作渲染的缘故吧。
1้97๕4年，黑洞的热潮在物理学界内方แ兴未艾。人们已经不太怀疑黑洞是一个物理真实，但在天文观测上仍没有找到一个ฐ确实的实体。不过已经有几个ฐ天体非常可疑ທ，其中一个ฐ叫做天鹅座x-1，如果你小时候阅读过80年代的一些科普书籍，你会对这个ฐ名字耳熟能详。霍金对这个天体的身份表示怀疑，他和加州理工ื的物理学家索ิ恩kipthorne立下字据，以1年的《阁楼》penthou色杂志赌索恩4年的《私家侦探》privaທteeye。大家也许会对霍金这样的大科学家竟然下这样的赌注而感到惊奇penthou色大家想必都知道，是和playboy齐名的男ç性杂志，不过最近倒闭了，呵呵，不过饮食男女人之大欲，反正他就是这样赌的。今天大家都已经知道，宇宙中ณ的黑洞多如牛毛，天鹅x-ๅ1的身份更是不用怀疑。1้990年霍金到南加州大学演讲，当时索ิ恩人在莫斯科，于是霍金大张旗鼓地闯入索恩的办公室，把当年的赌据翻出来印上拇指印表示认输。
霍金后来真的给索ิ恩订了一年的《阁楼ä》，索ิ恩家里的女性成员对此是有意见的。但那ว倒也不是对于《阁楼》有什么反感，在美国这种开放社会这不算什么เ。反对的原因来自女权主义แ：她们坚持索ิ恩应该赌一份适合both男女阅读的杂志。当年索恩还曾赢了钱德拉塞卡的《花花公子》，出于同样的理由á换成了《听众》。
霍金输了这个ฐ场子很是不甘，1้年后便又找上索恩，同时还有索恩的同事，加州理工的另一位物理学家普雷斯ั基johnpreill，赌宇宙中ณ不可能存在裸奇点，负者为ฦ对方能够包裹"ิ裸ti"的衣服。这次霍金不到4๒个月就现自己้还是要输：黑洞在经过霍金蒸后的确可能ม保留一个裸奇点！但霍金在文字上耍赖，声称由于量子过程而产生的裸奇点并不是赌约上描述的那个由á于广义แ相对论而形成的裸奇点，而且那ว个证明也是不严格的，所以不算。
逃得了初一逃不过十五，1997年德州大学的科学家用级计算机证明了，当黑洞坍缩时，在非常特别的条件下裸奇点在理论上是可以存在的！霍金终于认输，给他的对手各买了一件t恤衫。但他还是不服气的，他另立赌约，赌虽然在非常特别的条件下存在裸奇点，但在一般情况下它是被禁止的！而且霍金在t恤上写的字更是不依不饶：大自然讨厌裸露！
霍金在索恩那ว里吃了几次亏了，这次不知是否能翻盘。当然索恩也不是常赌不败的，他曾经和苏联人泽尔多维奇zel'dovich在黑洞辐射的问题上打赌，结果输了一瓶上好的名牌威士忌。有时候霍金和索恩还会联手，比如在黑洞蒸后是否吐出当初ม吃掉的信息这一问题上。霍金和索恩赌它不会，而普雷斯基赌它会，赌注是"ิ信息"本身-ๅ-胜利者将得到一本百科全书！这个问题迄无定论，不过从最近展的势头来看，霍金又有输的危险。今年2๐0่04๒年初，俄亥俄州ะ立大学的科学家用弦论更为ฦ明确地证明了，黑洞很可能将吐出信息！
200่0่年，霍金又和密歇根大学的凯恩gordonkane赌10่0美元，说在芝加哥附近的费米实验室里不可能现所谓的"希格斯玻色子"这是英国物理学家希格斯ั于1้96๔4年预言的一种有重要理论意义的粒子，但至今尚未证实。后来他又和欧洲的一些粒子物理学家赌，说日内瓦的欧洲粒子物理实验室里也不可能现希格斯子。这次霍金算是赢了，至今仍然没有找到希格斯子的踪迹。不过霍金对于这个ฐ假设的嘲笑态度使得许多粒子物理学家十分恼火，甚至上升为ฦ宇宙物理学家和粒子物理学家之间的一种矛盾。希格斯本人于200่2๐年在报上表了言词尖刻的评论，说霍金因为名气大，所以人们总是不加判ศ断地相信他说的东西。这也引起了一场不大不小的风波。
在科学问题上打赌的风气由来已久ื，而根据2002年naທture杂志上的一篇文章nature4๒2๐0่,p35๓4，目前在科学的各个ฐ领域内各种各样的赌局也是五花八门。这也算是科学另一面的趣味和魅力吧？不知将来是否会有人以此为题材，写出又一篇类似《80天环游地球》的呢？
五
在统一广义相对论和量子论的漫漫征途中，物理学家一开始采用的是较为温和的办法。他们试图采用老的战术，也就是在征讨强、弱作用力和电å磁力时用过的那些行之ใ有效的手段，把它同样用在引力的身上。在相对论里，引力被描述为ฦ由于时空弯曲而造成的几何效应，而正如我们所看到的，量子场论把基本的力看成是交换粒子的作用，比如电磁力是交换光子，强相互作用力是交换胶子……等等。那么，引力莫非也是交换某种粒子的结果？在还没见到เ这个粒子之前，人们已๐经为ฦ它取好了名字，就叫"引力子"graviton。根据预测，它应
该是一种自旋为2，没有质量的玻色子。
可是，要是把所谓引力子和光子等一视同仁地处理，人们马上就现他们注定要遭到เ失败。在量子场论内部，无论我们如何耍弄小聪明，也没法叫引力子乖乖๔地听话：计算结果必定导致无穷的散项，无穷大！我们还记得，在量子场论创建的早期，物理学家是怎样地被这个无穷大的幽灵所折磨的，而现在情况甚至更糟：就算运用重正化方法，我们也没法把它从理论中ณ赶跑。在这场战争中ณ我们初战告负，现在一切温和的统一之路都被切断，量子论和广义相对论互相怒目而视，作了最后的割席决裂，我们终于认识到，它们是互不相容的，没法叫它们正常地结合在一起！物理学的前途顿ู时又笼罩在一片阴影之ใ中，相对论的支持者固然不忿气，拥护量子论的人们也有些踌躇不前：要是横下心强攻的话，结局说不定比当年的爱因斯坦更惨，但要是战略退却，物理学岂不是从此陷入分裂而不可自拔？
新希望出现在196๔8年，但却是由一个ฐ极为偶然的线索ิ开始的：它本来根本和引力毫无关系。那ว一年，9๗的意大利物理学家维尼基亚诺gaielveneziano随手翻阅一本数学书，在上面找到เ了一个叫做"ิ欧拉β函数"的东西。维尼基亚诺顺手把它运用到所谓"雷吉轨迹"ิreggetraທjectory的问题上面，作了一些计算，结果惊讶地现，这个欧拉早ຉ于1้77๕1年就出于纯数学原因而研究过的函数，它竟然能ม够很好地描述核子中ณ许多强相对作用力的效应！
维尼基亚诺没有预见到后来生的变故，他也并不知道他打开的是怎样一扇大门，事实上，他很有可能无意中ณ做了一件使我们越了时代的事情。威顿e9aທrd9itten后来常常说，弦本来是属于2๐1世纪的科学，我们得以在2๐0世纪就明并研究它，其实是历史上非常幸运的偶然。
维尼基亚诺模型不久后被3๑个人几乎ๆ同时注意到，他们是芝加哥大学的南部阳一郎，耶希华大学yeshivauniv的萨斯金leonardsusind和玻尔研究所的尼尔森holgerniel色n。三人分别证明了，这个模型在描述粒子的时候，它等效于描述一根一维的"ิ弦"ิ！这可是非常稀奇的结果，在量子场论中，任何基本粒子向来被看成一个没有长度也没有宽度的小点，怎么会变成了一根弦呢？
虽然这个结果出人意料，但加州理工的施ๅ瓦茨johnscນh9arz仍然与当时正在那ว里访问的法国物理学家谢尔克joelscນherk合作，研究了这个理论的一些性质。他们把这种弦当作束缚夸克的纽带，也就是说，夸克是绑在弦的两端的，这使得它们永远也不能ม单独从核中被分割出来。这听上去不错，但是他们计算到最后现了一些古怪的东西。比如说，理论要求一个自旋为2的零质量粒子，但这个粒子却在核子家谱中找不到位置你可以想象一下，如果某位化学家找到了一种无法安插进周期表里的元素，他将会如何抓狂？。还有，理论还预言了一种比光还要快的粒子，也即所谓的"快子"ิtaທ9。大家可能ม会先想到เ这违反相对论，但严格地说，在相对论中快子可以存在，只要它的度永远不降到光以下！真正的麻烦在于，如果这种快子被引入量子场论，那么真空就不再是场的最低能量态了，也就是说，连真空也会变得不稳定，它必将衰变成别的东西！这显然是胡说八道。