王令隽与丘成桐打擂王者归来

王令隽与丘成桐打擂王者归来

──科学上会不会有万能的最终理论？（摘要）

王令隽（2013年2月）

编者按 刘克峰先生在《丘成桐与卡拉比猜想60年》一文中说，王者到来，从证明了卡拉比猜想那一刻起，丘成桐一跃而成为一个伟大的数学领袖，领导了几何学近四十年的辉煌，他代表了数学与超弦理论的一个时代。但同是中国人种，同在美国深造的高级学者，王令隽和张操这对朋友与丘成桐和刘克峰这对师生，在对前沿科学的共识上针锋相对。前沿科学研究大数据如何处理？王令隽和张操这对朋友，与丘成桐和刘克峰这对师生，产生的资料有很多差别。把这些信息集中分析时就需要一个共同的标准；这里推荐王令隽先生的精彩演讲，以飨读者。

在上世纪末，有些学术地位高得吓人的理论家们，居然宣称马上就会找到“万能理论” 或曰“最终理论” （Theory of Everything）。如今，他们宣称找到“万能理论”的期限早已过了。有的朋友希望我谈点看法。此前我的物理科学方面的文章一直偏重相对论和宇宙学的讨论，对于20世纪物理学的另一个主要支柱──量子理论──却没有过较为系统的讨论。所以想对20世纪的量子理论做一个粗线条的小结和评估。

一、世界上有没有最终理论？

科学上从来没有，以后也不会有“万能理论”或“最终理论”。如果最终的万能理论找到了，科学就停止发展了，科学也就死亡了。可是奇怪得很，自上世纪末，一些国际知名的理论家们居然开始宣称20年内就可以找到“万能理论”。这样的“万能理论”到底是一个什么样的东西呢? 是一些超弦理论家们发展出来的所谓M-理论。弦论的产生有两个基本动机：

其一，基本粒子理论的无穷大发散问题始终得不到解决，即使重整化也不能解决所有的发散问题。引力场就没有办法重整化。理论物理看来已经走入了死胡同。于是一些大胆的理论家就提出革命性的假设—高维时空，以图走出困境。

其二，把已知的所有物理定律统一起来成了整个物理学界的共同追求的目标。增加数学空间的维数以统一不同的理论是一个历史上已知的方法。数学空间增加了，不同的理论就可以看成是一个统一理论在某一特定子空间的特例。因此，高维空间的假定虽然匪夷所思，可是如果能解决或者避开无穷大发散问题，又能得到一个万能的最终理论，其目标就具有一些合理性。

超弦理论由格林和施瓦兹于上世纪八十年代提出。这一理论需要十维空间，其中六维“额外维度”卷曲成尺寸在普朗克长度（10的负43次方米）的线段。 超弦理论的问题是，它给不出任何一个可以为实验检验的物理量。

同时，这种理论并不是唯一的。至少有五种不同的超弦理论相互竞争。但是我们知道，物理规律必须唯一，不能亦此亦彼，亦黑亦白，模棱两可，或模棱五可。1995年，惠滕引进了第十一维空间，于是“超弦”的线段就变成了“超膜” (Membrane)。惠滕猜想这五种不同的十维超弦理论有可能是同一个十一维“超膜理论”的不同表现形式。这种“Membrane Theory”简称为“M-Theory”，其具体结构尚不清楚，所以只是一种猜想，对五种不同的超弦理论至少是一个安慰。就是这么一种精神安慰，被许诺为“20年后就可以结束基础理论研究的“最终理论”的候选者。

对于超弦理论，理论物理界的反应是不一致的。所以这样的“最终理论”、“万能理论”并没有被接受为“标准模型”的一部分。“标准模型”的奠基者之一格拉肖就极力反对，斥其为“神学”。姜子牙和诸葛亮自以为博古通今，其实他们的科学知识还赶不上一个现代的理工科学生。哥白尼，伽利略和牛顿都是最伟大的科学家，可是他们并不懂电磁场理论。人类科学实验与理论分析的局限性，与大自然运行规律的深度和广度的无限性，决定了科学发展不可能有止境。

              王令隽与丘成桐打擂比较内幕

联系现实世界，问题并不在于王令隽说的弦论是玩弄数学美、数学游戏。丘成桐心里非常明白，他说：回归现实世界，物理学的标准模型是有史以来最成功的理论之一，其中描述了各种物质粒子。弦论当然也要描述粒子的性质，因此问题是如何将卡拉比-丘流形和粒子整合在一起。这与王令隽不同。王令隽以骂为主。王令雋是张操教授在美国留学时的老同学，张操给吴水清会长的信中说：王令隽是从中国科学院理论物理研究所在1979年派往美国的留学生，以后长期在田纳西大学物理系当教授。

改革开放前中科院理论物理研究是我国层子模型研究的大本营，王令雋虽然不愿再谈他追随的层子研究，但从他给当前"走错了路"的物理学界指的回头的路，不难看出他的层子学术的本行。他说： 将核力分为弱相互作用和强相互作用两个基本相互作用力是錯誤的。中子不是"夸克"的组合。最基本的粒子是质子和电子。而丘成桐说的回不了路指的是如何将卡拉比-丘流形和粒子整合在一起。在《大宇之形》一书225页中，丘成桐教授甚至说："弦论学家与他们的数学同仁们（即使是具备几何分析高度洞识能力的数学家）花了几十年在卡拉比-丘国度探险后，却发现自己回不了家，回不到现实物理学的领域（也就是标准模型）"。我们把这称为《大宇之形》丘成桐猜想。对此，著名弦论镜公式提出者坎德拉斯说:"世上也许还有其他的可能性"。

因此如果还说差别，王令隽类似厚古薄今，丘成桐类似厚今薄古。那么以把自然界看成是一个统一的系统，围绕着这个自然界古今的自然科学也是一个统一的系统；不同只类似是"子系统"之间的不同。即用弦论、弦学、弦图来覆盖古今的自然科学研究，只是"子系统"之间的不同，没有"王者"，只有"和谐"。