物理學家的統一大業

按照目前主流的科學認識，近代科學起源於文藝復興時期的歐洲，從哥白尼革命開始，伽利略實現的近代實驗科學的奠基，第谷和開普勒讓天文學和占星術徹底分家，牛頓則是將那個時代的龐雜的知識進行集大成，確定了科學的正規化。

從這時起，科學開始飛速發展，持續至今大概是300多年的時間。在這300多年的時間裡，物理學家這個群體一直都有一個夙願：大一統理論。無論是牛頓還是愛因斯坦都曾努力做出大一統理論，但他們都失敗了。

這個大一統理論指的就是僅僅利用一個理論，就可以解釋宇宙中所有的物理學現象。反觀我們現在的物理學體系，現代物理學有兩大支柱：相對論和量子力學。但是兩者之間只有狹義相對論和量子力學進行了很有效的結合，由此得到了量子場論。而廣義相對論和量子力學至今還格格不入。

按照目前的認知，宇宙中一共存在著四種基本作用力，分別是強相互作用、弱相互作用、電磁相互作用和引力相互作用。物理學家認為只要統一這四種作用就可以得到大一統理論。

可是一直到現在，弱相互作用和電磁相互作用得到了統一，強力只能勉強算是和弱相互作用、電磁相互作用統一。但實際上這不是弱相互作用、電磁相互作用那樣的統一，更不要說引力相作用了。科學家一直是在試圖利用“引力子”理論來把引力相互作用也納入到其中，結果理論和實際現象相距甚遠，以至於科學家放棄了這個想法。

雖然“引力子”理論失敗了，但是科學家不可能放棄把四種作用力統一在一起。因為科學每一次躍進都是依靠著“統一”，這其實從引力的發展也能看出來。

格格不入的“引力”

最早的引力理論是牛頓的萬有引力定律。這個理論認為引力是一種超距作用，換句話說，引力是瞬間完成傳遞的。如果太陽突然消失了，那牽引地球的引力就會瞬間消失，這時候地球就會沿著軌道的切線方向飛出去。

牛頓的萬有引力定律讓我們知道，地球上的物理學定律和宇宙中的天體運動其實是一回事，這其實也是一次物理學理論的統一。

後來，麥克斯韋提出著名的麥克斯韋方程，這也是一個物理學理論的統一，實現了“電”和“磁”的統一。

再後來，1905年，愛因斯坦提出了著名的狹義相對論，在狹義相對論當中他實現了“時間”和“空間”的統一，在同年發表的質能等價理論當中，他又統一了“品質”和“能量”。

我們會發現，能夠躋身物理學前三的物理學家都實現了物理學理論的統一。到了1915年，愛因斯坦提出了著名的廣義相對論，這也是現在解釋引力的主流科學理論。在這個理論當中，愛因斯坦提出引力現象的產生，事實上這本質上是時空彎曲的結果。

我們來舉個例子，月球會繞著地球轉，按照廣義相對論，是因為地球壓彎了時空，而月球繞著時空的“側地線”在運動，這裡的“測地線”是四維時空的“直線”，也就是兩點之間的最短距離。

在廣義相對論中，愛因斯坦提出了著名的等效原理，把物體受到引力作用與物體在加速度狀態下的物理學規律進行了統一。

科技的“原動力”

物理學大廈的建立，依靠的就是一次次物理學理論的統一。即便現在解釋引力的是時空扭曲，但是科學家依然不會去放棄把四種作用力統一在一起。因為放棄這個觀念，就相當於放棄了科學的發展。我們也知道，現在世界各國都在大量投入科學經費，就是期盼著類似於牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦提出的這種統一理論可以發生在自己的國家，這樣可以大幅度推進科學的進步。同時，科學一旦進步了，必然會作用於科技，使得科技突飛猛進的進步。

第一次工業革命就是得益於牛頓力學和熱力學的發展；第二次工業革命、第三次工業都是得益於麥克斯韋電磁學的發展；而近代的航天技術和通訊技術的發展，得益於相對論和量子力學的發展。

每一次科學的發展所帶來的技術爆炸，都帶來了整個社會在效率上大幅度的發展，並且帶來巨大的經濟利益。在這些利益的驅使之下，無論是科學家還是政府都會熱衷於把科學理論進一步地發展。而廣義相對論和量子力學的統一就是科學理論發展路徑上極其重要的一環，因此，人類不會放棄這個想法。