上帝或諸神，可能有，也可能沒有。不過確實有東西令我們對神聖的追尋更加高貴。另外，人們走過的那些將我們引向真理更深層次的每一條道路，說明還有東西令我們的追尋更為人性。有的人在沉思冥想或禱告中尋求卓越，另一些人則默默地為人類夥伴服務，還有些人很幸運，擁有超群的才華，通過藝術實踐而達到巔峰。
走進生命最深層問題的另一途徑就是科學。並非所有科學家都是探索者，多數都不是。但在每個科學分支領域，都有那樣的科學家，渴望瞭解學科最基本的真理。數學家想知道數是什麼，數學真理描述了什麼；生物學家想知道生命是什麼，生命是如何起源的；物理學家想知道空間和時間是什麼，世界是怎麼形成的。這些基本問題很難回答，也很少有直接的進步。只有很少的科學家能耐得住那樣的寂寞。這是最冒險的事業，也有最大的回報：一旦有人回答了學科基礎的某個問題，就將改變我們知道的一切。
科學家的使命是為我們的知識寶庫不斷添加新的東西，所以他們每天都面對著未知的事物。在學科基礎領域工作的科學家們都明白，科學大廈的磚塊決不像人們想像的那麼堅固。
本書講述的是在最深層次認識自然的故事。鼓吹它的是那些在努力延伸我們的物理學基本定律的科學家們。我要講述的時期——大約從1975年開始——是我個人理論物理學生涯的幾十年，大概也是自開普勒和伽利略400年前從事物理學以來最奇異、最令人沮喪的幾十年。
我講的故事在某些人讀來可能像悲劇。老實說——說來好笑——我們失敗了。我們繼承的這門科學（物理學），長久以來在驚人地發展著，簡直成了其他科學的楷模。在過去的兩個多世紀裡，我們極大擴展了對自然律的瞭解。但是今天，儘管我們付出了艱巨的努力，我們對那些定律的認識並不比20世紀70年代更多。
30年過去了，基礎物理學卻沒有重大的進步，這是多麼不同尋常的事情啊！即使我們回溯200年，當科學還是富家子弟的享樂時，也不曾有過這樣的事情。至少在18世紀後期，大約每四分之一世紀都會出現關鍵問題的重大進步。
到1870年，當拉瓦錫（AntoineLavoisier）的定量化學實驗證明物質守恆時，牛頓的運動和引力定律已經流行幾乎100年了。雖然牛頓為我們提供了認識自然萬物的框架，前景仍然廣闊無邊。那時，人們才開始認識物質、光、熱的基本事實，正在揭開電磁等神秘現象的秘密。
在接下來的25年裡，那些領域出現了重大發現。我們明白了光是一種波。我們發現了帶電粒子間的力的規律。因為道爾頓（JohnDalton）的原子理論，我們對物質的認識向前飛躍了一大步。我們有了能量的概念，用光的波動理論解釋了干涉和衍射，還探討了電阻和電與磁之間的關係。
現代物理學的幾個基本概念出現在1830年到1855年的四分之一世紀裡。法拉第（MichaelFaraday）提出了場傳遞力的觀點，極大促進了我們對電磁現象的認識。同在那個時期，能量守恆定律也隨著熱力學第二定律確立起來了。
接著的四分之一世紀，麥克斯韋（JamesClerkMaxwell）進一步發展了法拉第的場的思想，形成了我們今天的電磁學。麥克斯韋不僅統一了電和磁，還解釋了光是一種電磁波。1867年，他用原子理論解釋了氣體的行為。同時，克勞修斯（RudolfClau-sius）提出了熵的概念。
從1880年到1905年，我們發現了電子和X射線。熱輻射的研究經歷了幾個階段，最終導致普朗克（MaxPlanck）在1900年發現了描述輻射的熱性質的正確公式——它點燃了量子革命的燎原烈火。
1905年，愛因斯坦26歲。雖然他過去關於熱輻射的物理研究在後來被證明是科學的一大貢獻，但他還是沒能找到學術工作。不過那還只是熱身，他很快就看準了一個基本的物理學問題：首先，如何才能讓運動的相對性與麥克斯韋的電磁定律協調起來？他在狹義相對論裡告訴了我們答案。我們應該把化學元素看做牛頓的原子嗎？他證明確實應該那樣。我們如何協調光的理論與原子的存在性呢？他也回答了，而且證明光既是波也是粒子。所有這些都發生在1905年，在他作為專利局技術員的空閒時間裡。
愛因斯坦的思想爆發持續了四分之一世紀。到1930年，我們已經有了他的廣義相對論，它革命性地宣稱空間的幾何不是固定的，而是隨時間演化的。他在1905年揭示的波粒二象性成長為豐滿的量子理論，使我們具體認識了原子、化學、物質和輻射。同在1930年，我們還認識了宇宙包含著大量像銀河系一樣的星系，而且它們在相互離開。這個現象的意義尚不清楚，但我們知道我們生活在一個膨脹的宇宙中。
隨著量子理論和廣義相對論成為我們對世界的認識的一部分，20世紀物理學革命的第一幕結束了。許多物理教授對各自專業領域的革命感到不安，他們寬慰自己，希望還能按照常規的方式做科學，而不必關心那些基本假設。可惜他們高興得太早了。
愛因斯坦是在下一個四分之一世紀的最後那年（1955年）去世的。那時我們學會了怎樣和諧地融合量子理論與狹義相對論，這是戴森（FreemanDyson）和費曼（RichardFeynman）那一代人的偉大成就。我們發現了中子、中微子和千百種其他看起來基本的粒子。我們還認識到千變萬化的大自然由四種力主宰：電磁力、引力、強核力（將原子核束縛在一起的力）和弱核力（決定衰變的力）。
再過四分之一世紀就到了1980年。我們那時構造了一個能解釋所有基本粒子和力的實驗結果的理論——即所謂的基本粒子的標準模型。例如，標準模型精確告訴我們質子和中子如何由夸克構成，夸克又如何通過膠子（強核力的傳遞者）而束縛在一起。在基本物理學歷史上，我們第一次看到理論趕上了實驗。從那時以來，還沒有一個實驗與標準模型或廣義相對論相矛盾的。
我們的物理知識從微觀走向宏觀，現在走進了一門新的宇宙學——大爆炸理論已經成為常識。我們發現我們的宇宙不僅有恆星和星系，還有像中子星、類星體、超新星和黑洞那樣的奇異天體。到1980年，霍金大膽預言了黑洞輻射。天文學家們也有證據證明宇宙包含著大量暗物質——也就是既不發光也不反射光的某種形式的物質。
1981年，宇宙學家古斯（AlanGuth）提出一幅「暴脹」圖景來描述宇宙的早期歷史。大致說來，他的理論認為宇宙在極早時期經歷了急劇擴張的一幕，這就解釋了為什麼宇宙在各個方向是那麼相同。暴脹理論的預言看起來很可疑，不過10年前開始出現了傾向它的證據。到我寫這本書的時候，還存在幾個疑難，不過總的證據還是支持暴脹預言的。
於是，到1981年時，物理學已經歷了200年的茁壯成長。一個接著一個的發現深化了我們對自然的理解，因為理論和實驗在每個時刻都手牽手地前進著。新的思想被檢驗和證實，新的實驗發現得到了理論的解釋。可是接下來，20世紀80年代之初，物理學的腳步停了。
我是粒子物理學標準模型建立後成長起來的第一代物理學家之一。我與大學和研究生院的朋友們見面時，大家經常問「我們發現了什麼值得我們這一代人驕傲的東西嗎？」如果要說新的基本發現——被實驗確立並由理論解釋了的發現，像上面說的那些發現——那麼我們只好承認，「沒有！」外斯（MarkWise）是標準模型之外的粒子物理學的頂尖理論家。最近，在我工作的加拿大安大略省沃特盧圓周（Perimeter）理論物理研究所的一次研討會上，他談了基本粒子質量來源的問題。「我們在這個問題上敗得很慘，」他說，「如果要我現在談費米子的質量問題，我可能談到20世紀80年代就無話可說了。」1接著他給我講了一個故事：1983年，他和約翰?普雷斯基爾（JohnPreskill，也是一流的理論家）去加州理工學院任教。「約翰和我坐在他的辦公室裡聊天……你知道，物理學的大佬們曾經都在加州理工，而我們現在也來了！約翰說，『我不會忘什麼是要緊的事情。』於是他選擇了夸克和輕子的質量，他把問題寫在一張黃紙片上，然後把它貼在公告牌上……這樣就不會忘記要為它們而工作。15年後，我走進他的辦公室……談點兒事情，我看了看公告牌，那紙片還在呢，但陽光已經洗淨了上面的文字。所以問題也就消失了！」
平心而論，我們在過去的幾十年裡還是有兩個實驗發現：中微子有質量，宇宙的主角似乎是某種神秘的令膨脹加速的暗能量。但我們還不知道為什麼中微子（或其他任何粒子）有質量，也不能解釋其質量的數值。至於暗能量，現有的理論還不能解釋。暗能量的發現不能算一個成果，因為它說明我們都忽略了某個重要的事實。除了暗能量外，我們再沒發現什麼新粒子和新的基本作用力，也沒遇見過去25年所不曾知道的新現象。
不過也別誤會。我們在過去25年當然也是忙忙碌碌的，成功地把確立的理論應用於不同的對象：材料的性質、生物的分子物理學、巨大星團的動力學。至於我們對自然律的認識的擴展，確實沒有實在的進步。我們探索過很多優美的思想，也做過令人注目的粒子加速實驗和宇宙觀測，但它們主要是為了證實現有的理論，幾乎沒有什麼飛躍，當然也沒有像過去200年那麼確定或重要的發現。如果這樣的事情發生在運動場或商場，那就是撞牆了，走霉運了。
物理學為什麼突然陷入了困境？我們能為它做些什麼？這就是本書的中心問題。
我是個樂天派，很長時間都不願承認我自己經歷的這個物理學時期會是那麼沉寂。我和許多朋友一樣，滿懷希望地走進科學，期待著能為那個飛速發展的領域做出重大貢獻，結果，我們卻必須面對一個令人震驚的事實：我們不像我們的前輩，沒有發現任何能流傳後代的東西。這令很多人產生了危機；而更重要的是，它還帶來了物理學的危機。
在過去的30年，理論粒子物理學的主要挑戰是更深入地解釋標準模型。這方面做了很多事情。我們提出了一些新理論，還進行過很詳盡的探索，但都沒能得到實驗的證實。問題的癥結在於，在科學中，一個理論要令人信服，它必須為尚未進行的實驗做出新的預言——不同於從前理論的預言。而一個實驗要有意義，它必須有可能產生與那個預言不一致的結果。如果實驗結果和預言不一致，我們就說理論被證偽了——即它很可能被證明是錯的。理論還必須是可以證實的，它應該能證明只有它才有的新預言。只有當理論經過了檢驗而結果與理論一致時，我們才能把它提升到那些正確理論的行列中。
粒子物理學當前的危機源於這樣的事實：標準模型以外的理論分化為兩個陣營，有的被證偽了，因而是錯誤的。其餘的還未經檢驗——要麼因為它們沒有明確的預言，要麼因為它們的預言還不能用現有的技術來檢驗。
在過去的30年，理論家們至少提出了十多個方法。每個方法都從一個令人信服的假定出發，但至今還沒有一個成功的。在粒子物理學領域，這些方法包括「擬色」（technicolor）、「前子模型」和超對稱性。在時空物理學領域，有扭量理論、因果集、超引力、動力三角化2和圈量子引力。有些思想和它的名字一樣怪異。
這些理論中，有一個吸引了絕大多數人的關註：弦理論。它流行的原因不難理解。例如，它聲稱正確描述了宏觀和微觀——大如引力，小如基本粒子；它還提出了所有理論中最大膽的假設：世界包含著看不見的維度和比我們知道的多得多的粒子。同時，它認為所有基本粒子源於同一個服從美妙的簡單定律的實體——弦——的振動。它宣稱統一了大自然所有的粒子和力。同樣，它還許諾能澄清曾經做過或可能做的任何實驗的預言。最近20年，人們為弦理論花費了很大的氣力，但我們仍然不知道它是否正確。即使事情都做好了，理論也沒有一個新預言能用今天的實驗（哪怕今天所能想像的實驗）來檢驗。它確實做出的幾個明確的預言也是其他理論已經預言過的。
弦理論沒有新預言，部分原因在於它似乎有數不清的形式。即使我們只考慮那些滿足宇宙的幾個基本事實（如宇宙的大小和暗能量的存在）的理論，我們要面對的弦理論還有10500（1後面跟500個零）個，比已知宇宙的原子還多呢。既然有那麼多的理論，總有某個實驗結果會滿足其中的一個吧。因此，不論實驗如何，弦理論都不可能被否定。但反過來也一樣：沒有實驗能證明它是正確的。
同時，我們對多數弦理論都知之甚少；而我們多少知道些細節的少數幾個理論，每一個通常都至少在兩個方面不符合現有的實驗數據。
於是我們面對著一個怪圈。我們知道如何研究的弦理論都已知是錯誤的，而我們無法研究的那些理論卻有那麼龐大的數目，真想像不出能有什麼實驗和它們全都不符。
問題還不僅於此。弦理論依賴於幾個關鍵的假設，那些假設雖然有一定證據，但並沒有證明。更糟糕的是，在經過了那麼多艱辛的科學勞動之後，我們仍然不知道是否存在一個完整而和諧的名叫「弦理論」的理論。其實，我們有的根本不是一個理論，而是一些近似計算的集合，外加一個猜想的網絡——如果那些猜想正確，則意味著存在某個理論。但那理論還從沒寫出來過。我們不知道它的基本原理是什麼，我們不知道該用什麼數學語言來表述它——也許需要創造一門新的語言來描寫它。既沒有基本原理，也沒有數學形式，我們又憑什麼說我們知道弦理論宣揚了什麼呢？
下面是弦理論家格林（BrianGreene）在他的《宇宙經緯》裡說的：「即使今天，在它出現30年之後，多數弦的實踐者仍然相信我們不能滿意地回答一個最基本的問題：弦理論是什麼？……多數研究者覺得我們現有的弦理論形式還缺乏我們在其他重大理論進步中看到的那種核心原理。」3因基本粒子物理學的成就而獲諾貝爾獎的特胡夫特（Gerardt Hooft）曾這樣形容弦理論的現狀：「實際上，我還沒打算稱弦理論是一個『理論』，它更像一個『模型』，甚至連模型也算不上，而只是一種感覺。畢竟，一個理論應該有一套指南，教我們如何識別我們想要描述的事物（在我們的情形，即基本粒子），而且至少在原則上能確立一些法則來計算那些粒子的性質，並做出新的預言。假定我給你一把椅子，卻告訴你那椅子的腿還沒找到，坐墊和靠背也要等會兒才拿來。那麼我到底給了你什麼？還能稱它是椅子嗎？」4因標準模型獲諾貝爾桂冠的格羅斯（DavidGross）後來成為弦理論最激進、最令人敬畏的擁護者。不過，在最近一個慶祝弦理論進展的會議上，他這樣結束自己的講話：「我們不知道我們在談論什麼……物理學今天的狀態就像我們為放射性感到疑惑的那個時候……它們還缺少某個絕對基本的東西。我們也許缺乏同樣深刻的東西。」5
可是，儘管弦理論如此殘缺，連其存在都是一個未經證明的猜想，做弦理論的人依然相信它是理論物理學前進的唯一道路。很久以前，有人請聖巴巴拉加州大學卡維裡（Kavli）理論物理研究所的傑出的弦理論家波爾金斯基（JosephPolchinski）談談「替代弦理論」的問題。他說，他的第一反應是，「這太無聊了，它沒有替代者……所有好思想都是弦理論的一部分。」6哈佛助理教授莫特（LubosMolt）最近在他的博客上宣稱，「沒人能讓別人相信弦理論的什麼替代者，最可能的理由就是，也許弦理論不存在替代者。」7
怎麼回事呢？在科學中，理論一詞通常意味著非常確定的事物。蘭多爾（LisaRandall）是莫特在哈佛的同事，一個有影響的粒子物理學家，她將理論定義為「嵌在一組關於世界的基本假設裡的確定的物理學框架——一個囊括了眾多現象的精簡的框架。理論產生一組方程和預言，通過與實驗數據的一致而得到證實。」8
弦理論不是這樣的——至少現在還談不上。那麼，某些專家在連弦理論到底是什麼都不知道的時候，又憑什麼相信它不可替代呢？他們相信它不可替代究竟是什麼意思？就是這些問題激發我寫這本書。
理論物理學家難做，非常難做。不是因為需要很多的數學，而是因為存在很大的風險。當我們回顧當代物理學史的時候，會一次又一次地看到，做這樣的科學不可能沒有風險。如果很多人為一個問題奮鬥了多年還沒找到答案，那可能是答案太難而不那麼顯而易見，或者就是那問題沒有答案。
就我們理解的說，弦理論認為世界與我們知道的根本不同。假如弦理論正確，世界該有更多的維、更多的粒子和更多的力。許多弦理論家在談話或寫作時，似乎都把額外的維和粒子的存在看成了確定的事實——任何優秀科學家都不能懷疑的事實。有個弦理論家不止一次地對我說，「你的意思是你認為可能沒有額外的維？」事實上，不論理論還是實驗，都沒有任何證據表明存在額外的維。本書的目的之一就是要剝去弦理論的這層神秘的外衣。它的思想很美妙，出發點也好，但為了認識它為什麼沒有帶來大的進步，我們必須清楚有什麼支持的證據，有什麼缺失的東西。
因為弦理論是高風險的事業——儘管學術界和科學社會支持，實驗卻並不支持——它的歸宿只有兩個。假如弦理論是正確的，理論家們會成為科學史上最偉大的英雄。憑著手頭的一些線索——沒有一條是確鑿無疑的——他們將發現實在遠比從前想像的廣大。哥倫布發現了西班牙國王和王后不知道的新大陸（當然新大陸也不知道有西班牙皇家），伽利略發現了新恆星和衛星，後來的天文學家發現了新行星。所有這些發現在新空間維度的發現面前都將黯然失色。而且，許多弦理論家相信，眾多弦理論所描述的無數世界確實存在著——那是我們不可能直接看見的宇宙。如果真是這樣，那麼我們所認識的實在，還不如任何洞穴人群所認識的地球。人類歷史上還不曾有誰正確猜想過已知的世界會是那麼廣大。
另一方面，假如弦理論家錯了，就不可能是小錯。假如不存在新的維度和對稱性，我們會將弦理論家歸入失敗者之流，就像開普勒和伽利略邁步向前時的那些還在研究托勒密本輪的人。他們的故事將警示人們什麼不能算作科學，如何才能不讓理論猜想超越了理性的極限而走進幻想。
因為弦理論的興起，從事基礎物理學研究的人們分裂為兩個陣營。許多科學家繼續做弦理論，每年大約有50個新博士從這個領域走出來。但還有些物理學家對弦理論深表懷疑——他們有的從來不看好它，有的則感到絕望，不再相信那個理論能有一個和諧的形式或做出什麼真正的實驗預言。分裂並不總是友好的。他們都懷疑對方的專業能力和道德水平，現在真正需要做的是維護兩家的友誼。
根據我們在學校學過的科學圖景，這樣的情形不會持續下去。老師教我們，現代科學的總特徵就是存在一個引導我們進一步認識自然的方法。偏差與爭議當然是科學進步必須經歷的，但人們總認為存在一種方法，通過實驗或數學來解決爭論。可是，在弦理論的情形，這樣的機制似乎破產了。弦理論的許多信奉者和評論家們太相信他們的觀點了，即使在朋友之間也很難展開誠懇的討論。他們說，「你怎麼會看不見這個理論的美妙呢？一個如此美妙的理論怎麼會不正確呢？」這也激起懷疑者們同樣劇烈的反應：「你失去理智了嗎？你怎麼那麼堅信隨便的一個毫無實驗證據的理論呢？你忘了怎麼做科學嗎？你連那理論是什麼都不知道，怎麼還如此確定你是對的呢？」
我寫這本書就是希望能在專家和愛好者之間展開真誠而有益的討論。不論我在這些年看到了什麼，我還是相信科學。我相信科學家群體有能力擺脫挖苦和諷刺，通過基於當前證據的理性的討論來解決爭議。我很清楚，僅憑提出這個問題，我就會惹惱我的一些做弦理論的朋友和同事。我只能說，我寫此書不是為了攻擊弦理論或相信弦理論的人，我對他們滿懷著敬意，我寫它，首先是表達我對物理學的科學家群體的信任。
所以，這不是一本關於「我們」和「他們」的書。在我的經歷中，既做過弦理論，也走過其他量子引力（愛因斯坦廣義相對論與量子理論的融合）的道路。儘管我的主要努力在其他方法上，我也有一段時間很相信弦理論，而且試著去解決它的關鍵問題。雖然問題沒解決，我還是寫了18篇文章；所以，我要討論的錯誤不僅是別人的，同樣也是我自己的。我將談到那些為大家廣泛接受的猜想，儘管它們從沒得到證明。我也曾相信過它們，因為相信才選擇了我的研究方向。我還要說年輕科學家為了美好前程而追求那些公認的主流問題所受的壓力。我本人深有體會，時常任由它們決定我的職業生涯。一方面需要獨立的科學判斷，一方面不能偏離科學主流，這樣的衝突我也經歷過。我寫這本書不是想批評有不同選擇的科學家，而是想明白為什麼科學家需要面對那些選擇。
實際上，我猶豫了很長時間才決定寫這本書。我個人不喜歡衝突和對抗。畢竟，在我們從事的這門科學裡，任何值得做的事情都是一種冒險，真正重要的是50年後我們的學生的學生認為哪些東西值得教給他們的學生。我一直希望身處弦理論研究中心的人能寫一本客觀而翔實的評論，告訴我們理論做到了什麼，沒做什麼。沒有人出來寫。
之所以想把這些問題公開出來，是因為幾年前在科學家與一群人文學者和社會科學教授（「社會建構主義者」）之間發生了一場爭論，爭論科學是如何進行的。社會建構主義者們聲稱科學團體並不比其他人類群體更理性和客觀。多數科學家不是這樣看科學的。我們教導學生，對科學的信仰必須基於對證據的客觀估價。我們的對手反駁說，我們關於科學運行的主張不過是一種宣傳，為的是向人們索求權利，整個科學事業和其他人類領域沒有什麼兩樣，都是在相同的政治和社會力量驅動下運行的。
我們科學家在論戰中用的主要論據之一是我們的群體和他們不同，因為我們用很高的標準約束自己——根據那樣的標準，任何一個理論如果未經公開的計算和數據的證明，未能消除專業人士的懷疑，我們是不可能接受它的。當然，正如我下面要更詳細講的，在弦理論中就不是這樣的。儘管沒有實驗的支持和精確的形式，仍然有人相信它，似乎感情超過了理智。
弦理論的大肆宣揚使它成了探索物理學大問題的一條基本路線。在崇高的普林斯頓高等研究院享有永久職位的每個粒子物理學家幾乎都是弦理論家，唯一的例外是幾十年前來這兒的一位。在卡維裡理論物理研究所也是如此。自1981年麥克阿瑟（Mac Arthur）學者計劃開始以來，9個學者有8個成了弦理論家。在頂尖的大學物理系（伯克利、加州理工、哈佛、麻省理工、普林斯頓和斯坦福），1981年後獲博士學位的22個粒子物理學終身教授中，有20個享有弦理論或相關方法的聲譽。
弦理論如今在學術機構裡獨領風騷，年輕的理論物理學家如果不走進這個領域，幾乎就等於自斷前程。即使在宇宙學和粒子現象學等弦理論沒有任何預言的領域，研究者們也常在講話或文章的開頭聲稱他們相信他們的工作將來可以通過弦理論推導出來。
有很好的理由把弦理論認真看作一種關於自然的假說，但這不等於說它是對的。我為弦理論工作過幾年，因為我那時非常相信它，很想憑自己的手解決它的關鍵問題。我也相信除非我像專業人士那樣熟悉它，否則我沒有資格發表意見。同時，我也在其他方向做過一些工作，它們也有希望回答基本問題。結果，有人懷疑我在爭論時有點兒兩面派。有些弦理論家說我「反弦」，這不能說一點兒不對。如果不是曾經為它著迷，感覺它可能成為真理的一部分，我是不可能花那麼多時間和精力去做弦理論的，也就不會在它的問題的激發下寫三本書。我不會支持科學以外的任何事情，也不會反對任何事情，除非它威脅了科學。
但是，除了和同事的關係而外，還有很多事情也出了問題。為了研究，我們物理學家需要重要的資源，那主要來自我們的公民——通過稅收或者基金。他們需要的回報只是希望有機會通過我們的肩膀看看我們是如何前進的，深化了多少關於我們共同的世界的知識。與公眾溝通的物理學家，不論通過寫作、談話、電視還是網絡，都有責任說出真相。我們必須謹慎地在講成功的同時也講失敗。其實，真誠面對失敗不會損害我們的事業，反而會促進它。畢竟，支持我們的人生活在現實世界，他們理解任何事業的進步都需要真正的冒險，也都可能遭受失敗。
近年來，許多面向大眾的圖書和雜誌都描述過理論物理學家正在探討的新思想。有些敘述根本就沒有用心解釋新思想距離實驗驗證和數學證明還差多遠。公眾渴望知道宇宙的奧秘，我覺得有責任保證本書講的故事都尊重事實。我希望把我們不能解決的各種問題都呈現出來，說清楚實驗支持什麼，不支持什麼，並把事實與猜想和智力的時尚區別開來。
首先，我們物理學家要對我們的未來負責。正如我後面要說的，科學基於一定的道德規範，而道德規範要求其實踐者必須誠實。它還要求每個科學家應該是他所信仰的事物的法官，於是每個未經證實的思想在被證明之前將面對眾多懷疑和批評。這反過來要求我們應該歡迎不同的方法走進科學群體。我們做研究是因為即使我們中最聰明的人也不知道問題的答案。答案經常在主流以外的某個方向。在那些情形，即使主流猜對了，科學的進步也需要那些抱不同觀點的科學家們的支持。
科學需要在同一與多樣之間達成微妙的平衡。因為我們很容易欺騙自己，因為答案未知，不論多麼訓練有素、多麼精明的專家，都可能反對即將成功的方法。因此，為了科學的進步，科學群體必須支持任何一個問題的不同方法。
很多證據表明，這些基本原則在基礎物理學中不再受人尊重了。雖然大家都贊成多樣性的說法，做起來卻不是那樣。有些年輕的弦理論家告訴我，不論相信與否，他們感覺做弦理論很壓抑，因為它在大學裡成了通向教授職位的入場券。他們說的是真的：在美國，追求弦理論以外的基礎物理學方法的理論家，幾乎沒有出路。最近15年，美國的研究型大學為做量子引力而非弦理論的年輕人一共給了三個助理教授的職位，而且給了同一個研究小組。當弦理論還在為科學爭鬥時，它在學術圈裡已經贏了。
這傷害了科學，因為它抑制了其他方向的考察，而有些方法是很有希望的。儘管這些方法的投入不夠多，但有的已經趕在了弦理論的前頭，可能為實驗提出了明確的預言，目前正在進行中。
1000多個最聰明、受過最好教育的科學家在最好的條件下研究的弦理論，怎麼會面臨失敗的危險呢？這令我困惑了多年，不過現在我想我知道答案了。我認為將要失敗的不是什麼特別的理論，而是一種科學作風，它適合我們在20世紀中期遇到的問題，卻不適合我們今天面臨的基本問題。粒子物理學的標準模型是一種特殊科學作風的成功，從而在40年代獨領風騷。它迥然不同於愛因斯坦、玻爾、海森伯、薛定諤和20世紀初的其他科學革命者們的科學作風。他們的工作源於時間、空間和物質的最基本問題，他們將自己的工作視為他們所熟悉的更廣大的哲學傳統的一部分。
在由費曼、戴森等人發展起來的粒子物理學方法戶，不需要再考慮基本的問題，這就使他們從量子物理學意義的爭論中解放出來，而他們的前輩卻一直糾纏於那些爭論，並帶來了30年的飛速進步。事情本應如此：解決不同的問題需要不同的研究風格。發揮已有框架的應用，與起初搭建那些框架相比，需要截然不同的思想和思想者。
不過，正如我下面要講的，過去30年的教訓是，我們眼下的問題不可能通過那種實用主義的科學路線來解決。為了讓科學不斷進步，我們要再次面對空間、時間和量子理論的基本問題。我們會看到，科學進步的方向是將理論帶回實驗來檢驗，引領這個方向的人，趕上了發現新思想比追趕新潮流更容易的時代，而且他們主要也是以20世紀初的先驅者們的風格做科學。
我想強調的是，我並不針對弦理論家個人，我知道他們有些是卓有成就的物理學家。我會第一個站出來說，他們有權利追求他們認為最有希望的研究。但我非常擔心那樣一種趨勢，大家都在支持某一個研究方向，卻冷落了其他有希望的方向。
正如我想說的，假如真理所在的方向需要我們重新思考關於空間、時間和量子世界的基本思想，那麼那種趨勢可能帶來悲劇性的後果。