19 M-理论、弦理论是唯一的选择

埃里克·温斯坦（Eric R.Weinstein）

数学家、经济学家，泰尔资产管理公司（Thiel Capital）常务董事。

最早要抛弃的科学理论是什么？如果用经济学家的眼光来看，毋庸置疑，一定就是那种在思想市场上存在着最大套利机会的理论。顺着这样的思路，我们不能只寻找错误，而是应该去寻找那些害群之马，它们让科学家满怀激情和忠诚之心，却行陷科学于困境之事，就好比生物学家那个文绉绉的术语“干扰性竞争”一样。大家已经对“万有理论”达成了共识，而且很难再找到比“万有理论”更合适的理论了，它既虚无缥缈而又能解释万物。当然它现在被重新诠释过，变成了“量子引力”的同义词。如果大自然想要以委婉的方式告诫人类“别忘了在量子化引力之前还有别的事要做”那她是如何传递明确的信息让伟大的尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）父子接二连三地获得诺贝尔奖的呢？

先回顾一下：现代物理学是用一张三脚凳支撑着的，其中三条腿都基于古典几何学，是由爱因斯坦、麦克斯韦和英国理论物理学家保罗·狄拉克（P.A.M.Dirac）分别制作的。后两条腿可以融合为关于力与物质的量子理论，“标准模型”就是由此而来。然而，第一条腿顽固地拒绝量子化的改造，一个半量子化的、不稳定的半吊子三脚凳根本无法立足。正是玻尔的信徒，不惜一切代价地说服爱因斯坦的信徒皈依了量子理论，这才使得这张三脚凳重获平衡。

不过，实事求是地说，在那些较真爱因斯坦必须向波尔鞠躬的狂热者当中，还是有一些人提出了虽然聒噪、但是合理的挑战。持量子优越论观点的人声称，尽管量子论一路走来，惨败的事例比比皆是，但是弦理论仍旧是唯一的选择。原因很明了——基础物理越来越艰难，没人能拿出另外一个替代品。假如我们认为这种说法不值得相信，我们就必须老老实实地付出努力，弄出个拿得出手的东西来替换，否则到头来就是竹篮打水一场空。

但我为什么相信通往真理必另有蹊径呢？看看吧，除了对敬爱的爱因斯坦的愚忠外，我们对广义相对论的精确形式也有些过于虔诚了。例如，如果在对三脚凳改造前，我们就仔细看看三条腿的曲率及几何形状的话，就会有惊人的发现：在任何量子的概念被引入前，在古典几何层面，这些凳子腿相互之间在细微之处是不相容的。爱因斯坦的凳子腿最节约、最强健，并且清楚地显示了对空间函数的关注，而这些均来自由德国的伯恩哈德·黎曼（Bernhard Riemann）所创建的“内蕴几何学”。

麦克斯韦和狄拉克的凳子腿从某种程度上来说更具装饰性，更追求形式的自由感，而这是来源于由阿尔萨斯·查尔斯·埃里斯曼（Alsatian Charles Ehresmann）首创的“辅助几何学”（auxiliary geometry）。这让我们很自然地想到一个截然不同的问题：如果量子理论和现有理论的不兼容只是一个表象，真正的症结是数学家埃里斯曼及黎曼之间的几何冲突，而并非是物理学家爱因斯坦与玻尔的不兼容，那又当如何呢？如果是这样就更糟了，这样一来就没有什么东西是可以量化的了。如果所有这三条腿理论在几何层面都存在着细微的、不完整的地方，那么量子理论就只能等着统一的几何理论问世吗？

如果答案是这样的，那就不能期望这是个通用的几何理论，因为从某种意义上说，这三个现存的理论在各自领域中，都代表着最简单的可能性。这种统一可能会引出一种新的数学工具来整合两个主要的几何学派。只要被观察的世界能够以非常特殊的形式表现出来，这种数学工具就能和物理学相关联。令人高兴的是，随着中微子质量、暗能量、暗物质的发现，看上去我们所见的世界越来越能够适应这样的混合理论了。

由此看来这条路行得通！但是这并不是唯一值得探究的思路。诚然，最终可能只有一个统一的理论，但是就如登山一样，如果每次都只从一侧的山峰向上攀爬，那么我们能达到的顶峰一定是寥寥无几的。物理学有其自由放任的一面，我们应该让其回归到自然状态，只有这样，当独立研究者探索真正有趣的想法时，他们才会相信大型的研究机构可以提供一个思想与资源共享的环境，而且不会排挤、孤立他们。要知道，这些处于萌芽状态的想法往往会带来新的方向。不幸的是，很多研究机构对新计划、新声音往往采用人为的、严格的标准，理论物理学家并不能确保他们有充分的自主性，实际上鼓励他们发展非实用的、不确定的纯理论成了一句很苍白的话。而与此同时，我们只能年复一年地让M-理论强撑门面，套用一句打高尔夫球时的俗语：反正最后一击失败后还能再来次“加击”。再不行就明天继续练习，做一天和尚撞一天钟嘛。

手捧弦理论的理论学家们，双眼闪亮，动不动就对着年轻的竞争者近乎取乐地叫着，“预测！”“可证伪性！”或者“同行审议！”然而，对那些有潜力的研究计划来说，结果往往就像俗语所说的：对你是取乐，对我是生存。考虑到已经围绕量子引力做了大量自我感觉良好的研究，没有人会愿意也没必要明确地抛弃M-理论，毕竟其中还是包含着很多有价值的思想的。如果将M-理论比作物理学这辆自行车上的安全轮，这样的辅助措施通常是交给物理学大家庭里刚入门的新手的，而现在它已经被人把持了几十年了。我们需要坚持的，就是将安全轮移交给新的人选，放手让他们去骑行，这样他们才能肩负这振兴物理学家园的重任。我们不怕麻烦，我们可以等，当没有什么余地可以留给位高权重的鼓吹者们时，让我们拭目以待，看看M-理论究竟是不是唯一的选择，最后到底是谁低头，大自然到底站在哪一边。