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自序

在我的整個研究生涯裡,一直有朋友和好奇的人請我講解量子引力到底是怎麼一回事。我們如何得以研究這些思考空間和時間的全新方式呢?我一再被邀請以通俗的方式寫一寫量子引力。關於宇宙學或弦理論的書已經有很多了,但描述空間與時間的量子本質,尤其是關於圈量子引力(Loop Quantum Gravity)研究的書,卻還未出現。長久以來我一直很猶豫,因為我想要專注於研究。但幾年以前,在完成了關於這一研究課題的專業書籍後,我感到許多科學家的共同努力已經使這個主題達到一個成熟的階段,足以出版一本普及讀物了。我們正在探索的風景令人著迷,為何要把它藏起來呢?

但我還是推遲了這個計劃,因為我無法在腦海中「看見」這本書。我要如何解釋一個沒有空間與時間的世界?2012年的某天晚上,在獨自駕車從意大利到法國的途中,我意識到,要想以一種容易理解的方式闡釋持續修正中的空間與時間的概念,唯一的方法就是把故事從頭講起:從德謨克利特(Democritus)開始,一直到空間的量子化。畢竟我就是這樣理解這個故事的。我一邊開車一邊在頭腦中構思整本書,並且越來越興奮,直到我聽到警車的鳴笛聲,要我靠邊停車:我嚴重超速了。意大利警察禮貌地詢問,開得那麼快我是不是瘋了。我解釋道,我剛剛發現了一個已經尋覓良久的想法。警察並沒有開罰單就放我走了,還祝我的那本書順利,也就是你此刻讀到的這本書。

這本書寫完後於2014年初在意大利首次出版。不久之後,我為一家意大利報紙寫了一些有關基礎物理學的文章。一家很有聲望的意大利出版社阿德爾菲(Adelphi)請我對這些文章進行擴展,出版成一個小冊子。這就是那本小書《七堂極簡物理課》的緣起,令我萬分驚訝的是,它成了一本國際暢銷書,並且在我與全世界那麼多出色的讀者之間開闢了一個美妙的交流渠道。那「七堂課」完成於本書之後,在一定程度上它們是你在這裡遇到的一些主題的綜合。如果你已經讀過《七堂極簡物理課》,並且想要瞭解更多,想要在它描繪的奇妙世界中深度旅行,那麼在這本書裡你會有更多發現。

我在這裡給出的對現有物理學的描述,儘管以一種我自己所理解的獨特視角呈現,但其中絕大部分並無爭議。而本書中關於當前量子引力研究的描述,則是我個人對研究現狀的理解。這是我們已然理解與尚未理解的邊界地帶,並且遠未達成共識。我的物理學家同事們有些會贊同我在這裡所寫的,有些則不然。在介紹任何前沿知識的研究時,都會遇到這樣的情況,但我想在一開始就坦率地表明態度:這並不是一本關於確定性的書,而是一本面向未知去冒險的書。

總的來講,這是一本遊記,描繪了人類最激動人心的旅程之一。在這段旅程中,我們會走出對現實有限而偏狹的視角,朝向對事物結構越發廣博的理解。這是一段擺脫我們常識觀念的奇妙旅程,而且還遠遠沒有完成。