如果研究出“万有理论”,物理学会走到尽头吗?
物理学里对“万有理论(theory of everything)”有一个明确的定义,那就是统一我们宇宙已知4中基本相互作用的理论,即能够统一描述引力,电磁力,强力,弱力的理论。也就是说,只能解释我们宇宙之内所有发生的事,而不是囊获一切甚至我们宇宙之外的理论。
目前在量子场论的框架下,电磁力和弱力已经得到了统一(1979年诺贝尔物理学奖的成果)。下一步是把强力也统一进来,称为“大统一理论”(grand unified theory)。目前已经有很多大统一理论模型,不包含超对称的已经被实验排除,所以现在就等着质子衰变实验能验证超对称大统一理论。
如果再把引力统一进来,就是万有理论了。原则上说,超弦理论已经是一个研究出的万有理论,在它的框架下成功统一了四种基本力。但问题在于超弦理论的实验验证需要深入到普朗克尺度,这对人类来说很可能是永远无法达到的极限(必须建一个银河系大小的对撞机)。物理学必须理论实验并重,如果无法实验验证,那么它只是个数学模型。
所以物理学在深度上,很可能在验证了大统一理论厚,但是还没有验证出万有理论的时候就走到了尽头。但是物理学在广度上是没有尽头的,是一切自然科学的本质,会一直蓬勃发展下去,直到人类消亡。
自然的科学的学科如果划分出来?物理……