第15章 遠望
百年以後，超弦理論（或者它在M理論中的角色）該是什麼樣子，今天恐怕走在最前頭的研究者們也看不出來。當我們繼續追尋終極理論的時候，在通往更宏大的宇宙藍圖的路上，我們可能會發現弦理論不過是萬里長征的一步，我們還會遇到以前從未見過的不同的思想和概念。這一科學歷程告訴我們，當我們自以為懂得了自然的一切時，它總還藏著些驚奇，我們只有極大地（有時還得從根本上）改變我們認識世界的思維路線，才可能發現它們。當然，我們還是可以滿懷信心地認為——也有人曾那樣天真地想像——我們生活在人類歷史的一個轉折點，宇宙的終極規律將在我們的時代出現。正如惠籐講的，我覺得我們離弦理論很近了——在我最樂觀的時候——我想會有那麼一天，理論的最終形式會從天上掉下來落在誰的頭上。不過更現實地講，我覺得我們今天正在構造一個比以往任何東西都更深刻的理論，這個過程將延續到21世紀，那時我就太老了，不可能還有什麼有用的思想；年輕的物理學家將去決定，我們是不是真找到了最後的理論。82
儘管我們還能感受到第二次超弦革命帶來的震撼，還在欣賞它帶來的新奇壯麗的圖畫，但多數弦理論家都認為，可能還要經歷第三次、第四次那樣的理論革命，才能徹底解放弦理論的力量，確立它作為終極理論的地位。我們已經看到，弦理論打開了一幅宇宙活動的新圖畫，但還有許多重大的困難和細節需要21世紀的弦理論家用心去思索。所以，在這最後一章，我們不可能講完人類追求宇宙最後定律的故事，因為我們還在追求著。我們將把眼光投向弦理論的未來，討論5個重要的問題——在繼續追求終極理論的路上，弦理論家們總會遇到它們的。
弦的基本原理是什麼
過去百年裡，我們明白了一個大道理，那就是物理學定律總聯繫著對稱性。狹義相對論的基礎是相對性原理所賦予的對稱性——即常速運動的觀測者之間的對稱性。表現在廣義相對論的引力的基礎是等效原理——相對性原理向所有觀測者（不論他們的運動狀態有多複雜的推廣）。另外，強力、弱力和電磁力的基礎是更加抽像的規範對稱性。
我們講過，物理學家想把這些對稱性樹為雄踞在理論的中央的一切解釋的基座。從這個觀點看，引力的存在是為了讓所有的觀測者有完全平等的立場——也就是讓等效原理能夠成立。同樣，非引力的存在是為了大自然能遵從它們相應的規範對稱性。當然，這種觀點不過把力為什麼存在的問題轉換成為自然為什麼遵從相關對稱性原理的問題。這肯定也是一個進步，特別是，在有些時候，對稱性是自然而然的。例如，為什麼一個觀測者的參照系需要與眾不同的對待呢？更自然的觀點顯然是，宇宙的規律認為所有觀測者的觀點都是平等的；這一點通過等效原理和為宇宙結構帶來引力而實現了。在引力以外的其他3種力的背後，規範對稱性也有同樣存在的理由，不過，那需要一些數學背景才能完全理解（如我們第5章講的）。
弦理論把我們引向了更深的解釋的深谷，因為所有這些對稱原理——包括那個超對稱——都是從它的結構中湧現出來的。實際上，假如歷史不像它走過的樣子——假如物理學家在百年以前就發現了弦理論——我們可以想像，這些對稱性原理都可以通過研究弦理論的性質而發現。但是別忘了，等效原理告訴我們為什麼存在引力，規範對稱告訴我們為什麼存在非引力，而在弦理論背景下，這些對稱都是結果；雖然它們的重要性不容否定，但總歸是一個更宏大的理論結構的最終產物的一部分。
等效原理不可避免地帶來了廣義相對論，規範對稱引出了引力以外的3種力，那麼，弦理論本身是不是什麼更大原理的必然結果呢？那原理可能但不一定是對稱性原理。上面的那一段討論使這個問題顯得更尖銳了。寫到這裡時，還沒人能對問題的答案有一丁點兒的認識。為理解它的重要性，我們只需要想想，假如愛因斯坦當年在建立廣義相對論時，沒有他1907年在伯爾尼專利局的那個把他引向等效原理的“快樂思想”，結果會怎樣呢？當然，沒有那一點靈感，廣義相對論未必就建立不起來，但那一定是異常艱難的。等效原理為分析引力提供了一個簡單系統的、強有力的、有條理的框架。例如，我們在第3章對廣義相對論的描述主要就依賴於等效原理，而它在理論的數學體系中的作用就更重要了。
弦理論家今天的處境就有點兒像失去等效原理的愛因斯坦。自維尼齊亞諾1968年那獨具洞察的猜想以來，弦理論在一點點發現、一次次革命中發展起來了。但是，我們還沒有一個組織原理能把所有的發現和理論特徵都納入一個宏大而系統的框架——一個能絕對不可避免地生成每一樣基本要素的框架。發現那個原理應該是弦理論發展的重大成果，而它也將以無比的清晰揭示理論深藏的秘密。當然，誰也不能保證真有那樣一個基本原理，但百年的物理學進化激勵著弦理論家們期待著它的出現。當我們展望弦理論的下一個發展階段時，尋找那個“能不可避免地帶來一切”的原理——整個理論都必然從它噴湧而來——便是頭等重要的事情。1
什麼是真正的空間和時間，我們離得了它們嗎
在前面的許多章節裡，我們自由使用了空間和時間的概念。在第2章，我們講了愛因斯坦的發現：空間和時間是不可分割的，它們因一個出人意料的事實而交織在一起，那就是，物體在空間的運動會影響它的時間歷程。在第3章，我們通過廣義相對論深化了時空在認識宇宙中的作用，看到了時空結構的具體形式如何將引力從一點傳遞到另一點。第4、第5兩章討論的時空結構的微觀量子漲落提出了新理論的需求，將我們引向了弦理論。最後，在接下來的很多章裡，我們看到弦理論在宣傳宇宙具有的空間維比我們知道的更多，它們有些捲縮成小小的然而複雜的形態，奇妙地經歷著空間結構破裂而復原的變換。
我們曾通過圖3.4、圖3.6和圖8.10並借助空間和時空的結構來說明那些思想，那結構彷彿是一片片的物質材料，宇宙就是用它們縫起來的。這些圖景有很強的解說力，物理學家常拿它們來作為自己技術研究的直觀形象的指南。儘管盯著那些圖也能慢慢悟出點兒什麼，但我們還是要問，我們所說的宇宙的結構到底是什麼意思？
這是一個深遠的問題，曾以這樣那樣的形式提出來，已經爭論過幾百年了。牛頓宣揚空間和時間是構成宇宙的永恆不變的元素，它原始的結構沒有疑問，也不需要解釋。他在《原理》（Principia）中寫道，“與任何外在物無關的絕對空間，就其本性而言總是保持著相同和不動。與任何外在物無關的絕對的真實的和數學的時間，就其自身和本性而言，總是相同地流逝。”83萊布尼茲（Gottfried Leibniz）等人強烈反對，他們聲稱，空間和時間不過是為了方便概括宇宙中物體與事件間的關係的記錄本。一個物體在空間和時間的位置只有通過與其他事物的比較才能顯出意義。空間和時間不過是這些關係的詞彙，沒有別的意思。儘管牛頓的觀點在他成功的三大運動定律的支持下統治了200多年，但萊布尼茲的思想（後來得到奧地利物理學家馬赫（Ernst Mach）的進一步發展）更接近我們今天的圖景。我們已經看到，愛因斯坦的狹義和廣義相對論堅決拋棄了絕對和普適的空間和時間的概念。但我們仍然可以追問，在廣義相對論和弦理論中演繹著關鍵角色的時空的幾何模型，是否也只是不同位置的空間和時間關係的方便表達方式呢？或者說，當我們說自己“浸沒”在時空結構中時，是不是該認為我們真的浸沒在什麼東西裡呢？
雖然我們在走近一個猜想的領地，弦理論確實能為這個問題提供一個答案。引力子這個最小的引力單元是一種特別的弦振動模式。正如電磁場（如可見光）由無數光子組成一樣，引力場由無數引力子組成——就是說，無數根弦在像引力子模式那樣振動。另一方面，引力場鎖在彎曲的時空結構裡，所以，我們自然要將時空結構本身與大量的經歷著相同有序的引力子振動模式的弦等同起來。用場的語言說，那麼多相同振動的弦的有組織的集合，叫弦的相干態。這是頗富詩意的一幅圖畫——弦理論的弦成了編織時空結構的絲線——但是應該看到，它的嚴格意義還有待我們去徹底發現。
不管怎麼說，用弦織成的空間結構為我們帶來下面的問題。普通的絲織物是在尋常紡織原料上一針一線織出來的。同樣，我們可以問自己，時空結構是不是也先有原料底子呢——那該是宇宙結構的一種弦的組合，還沒有形成我們認為是時空的組織形式。需要注意的是，我們不太容易準確描繪那種還沒織成一個有序整體的一根根振動弦混合在一起的狀態，因為從我們尋常的思維方式來說，這預先假定了空間和時間的概念——弦振動所在的空間和它從一刻到下一刻發生形態改變的時間。不過，在那種原始的狀態，在形成宇宙結構的弦跳起那整齊相應的舞蹈之前，並沒有什麼空間和時間。我們的語言還不足以精確把握這些思想，因為事實上那時連以前的概念都沒有。總的說來，一根根的弦似乎是空間和時間的“碎片”，只有當它們經過恰當的共振，才可能出現傳統的空間和時間的概念。
那樣一種沒有結構、沒有我們所說的空間或時間概念的原始存在狀態，可能是大多數人都想像不出來的（我當然也想不出來）。霍金曾說過，攝影師在拍攝黑洞視界的特寫鏡頭時會遇上麻煩，當我們試著構想一個本來是空間和時間的宇宙，而不是以某種方式借用空間和時間概念的宇宙時，也遇到了“範式”的衝突。不過，我們很可能還是需要同那樣的概念打交道，在能完全評價弦理論之前認識它們的作用。原因是，我們現在的弦理論形式預先假定了空間和時間的存在——弦（和在M理論中發現的其他物質基元）在其中往來振動。這樣，我們可以在有一個時間維和若干空間維的宇宙中演繹弦理論的物理性質；那些空間維有一定數量是展開的（通常是3個），其餘的都捲縮成理論方程所允許的某個空間形態。但是，這有點兒像讓一個畫家依照數字填顏色，然後根據這個來評價他的藝術創造力。當然，他一定也會在這裡或那裡表現一些個人的情趣，但憑這樣死死限制的作品形式，我們能看出畫家有幾分才能呢？同樣，弦理論的勝利在於它自然融合了量子力學和引力，而引力受空間和時間形式的約束，我們不應該強迫一個理論在已經存在的時空框架裡運轉。就像應該讓畫家在空白的畫布上開始創作一樣，我們應該讓弦理論從沒有空間和時間的混沌狀態開始為自己創造時空的舞台。
我們希望，從“零點”開始——可能是大爆炸以前或者以前的以前的某個時刻（我們只能借時間的詞來說，因為沒有別的語言工具了）——理論所描寫的宇宙將在演化中形成弦相干振動的背景，產生空間和時間的傳統概念。這樣一個框架如果實現了，將證明空間、時間和相關的維，不是決定宇宙要素的根本；它們不過是從更基本更原始的狀態湧出的方便的記號。
M理論的許多方面，經過申克、惠籐、邦克斯、費施勒、蘇斯金和其他數不清的人的開拓，已經顯露出某個叫零膜的東西——可能是M理論最基本的物質基元，看起來有點兒像大尺度下的點粒子，但在小距離上卻有迥然不同的性質——它大概能讓我們看一眼沒有空間和時間的世界。我們記得，弦告訴我們在普朗克尺度下傳統的空間概念失去了意義，他們的研究表明，零膜在本質上也告訴我們相同的結論，而且還為我們打開了一扇小窗，讓我們看到一個新的非傳統的起主導作用的框架。零膜的研究說明，普通的幾何被所謂的非對易幾何取代了，那主要是法國數學家康尼斯（Alain Connes）發展起來的一門數學。2在這個幾何框架下，傳統的空間和距離的概念消失了，我們看到的是迥然不同的概念景觀。不過，當我們關心比普朗克長度更大的尺度時，物理學家證明那些傳統的空間概念又將重新出現。非對易幾何框架離我們期待的那個“零點”的開端大概還很遙遠，但它讓我們隱約看到，為了包容空間和時間，更複雜的框架可能帶來些什麼。
為建立一個不借助先存在的空間和時間概念的弦理論尋找正確的數學工具，是弦理論家們面臨的最重要的問題之一。如果認識了空間和時間是如何出現的，我們將向下面那個關鍵問題的答案邁出一大步：到底會出現什麼樣的幾何形式呢？
弦理論會重塑量子力學嗎
量子力學的原理以令人驚訝的精度統治著我們的宇宙。即使這樣，半個多世紀以來，物理學家在構建理論時所採取的策略，從結構上講，卻把量子力學放在比較次要的位置。在構想一個理論時，物理學家常常從純經典的語言出發——那是麥克斯韋甚至牛頓時代的物理學家都能完全領會的語言——忽略量子幾率、波函數等事物，然後，在經典的框架上添加量子的概念。這種思想方法一點兒也不奇怪，因為它直接反映了我們的科學歷程。開始的時候，宇宙看起來是由植根在經典概念的定律統治著的，例如，在一定的時刻一個粒子有一定的位置和速度。當我們做過仔細的微觀考察之後，才發現那樣的經典思想需要修正。我們發現的歷程是從經典框架走向量子關係的框架，物理學家今天還繼續走在那條路上，去創建他們的理論。
弦理論當然也是這樣走過來的。描寫弦理論的數學形式開始是一組描寫一根無限細小的經典絲線的運動的方程，大體上說，這樣的方程牛頓在300年前就能寫出來。後來，這些方程被量子化了。就是說，通過50多年來物理學家們發展起來的一套系統方法，這些經典方程轉移到了量子力學的框架，幾率、不確定性、量子漲落等概念，都自然包括進來了。實際上，我們在第12章已經看到了這個過程的作用：圈過程（見圖12.6）包含著量子概念——在這種情形，即量子力學生成的瞬間的虛弦對——圈的數目決定著量子力學效應的精度。
從經典的理論圖景開始，然後包括量子力學的特徵，這種策略多年來取得了豐碩的成果。例如，它是粒子物理學標準模型的基礎。但是，這種方法在弦理論和M理論那樣遠大的藍圖面前可能顯得太保守了，而且越來越多的事實說明它很可能真是軟弱無力的。原因是，我們既然認識了宇宙受量子力學原理的支配，我們的理論從一開始就應該是量子力學的。多年來，我們從經典圖景出發取得了一次又一次的成功，那只是因為我們還沒有追到宇宙的最深處，在那樣的深度，過去粗略的方法會讓我們迷失方向。但是，在弦/M理論的深度上，我們很可能會走到那條經過戰鬥考驗的道路的盡頭。
關於這一點，重新考慮從第二次超弦革命湧現出的某些發現（如圖12.11總結的那些），我們可以找到具體的證據。我們在第12章討論過，5個弦理論統一背後的對偶性告訴我們，發生在一個弦理論體系中的物理過程可以用任何其他理論的對偶語言來解釋。乍看起來，新的解釋似乎跟原來的圖景沒有什麼關係，但事實上對偶性的力量正表現在這裡：通過對偶性，同一個物理過程可以用許多迥然不同的方式來描寫。這些結果難以捉摸，也令人驚訝，但我們還沒有講它們最重要的特徵是什麼。
對偶性語言通常是這樣轉換的：在一種弦理論的描述下，一個過程強烈依賴於量子力學（例如，涉及弦相互作用的過程就不會在經典物理的世界裡發生），而從另一個弦理論看，它卻稍微與量子力學有些關係（例如，它的具體數值由量子思想決定，而定性形式卻跟它在純經典的世界裡一樣）。這意味著，量子力學完全交織在弦/M理論基礎的對偶對稱性中，它們是固有的量子力學對稱性，因為有一個對偶的描述是強烈依賴於量子力學考慮的。這有力地說明，弦/M理論的完全實現——從根本上包括新發現的對偶對稱性——不能跟傳統路線一樣從經典開始走向量子化。經典的出發點必然會忽略對偶對稱性，因為它只有在量子力學的考慮下才會表現出來。相反，完全的弦/M理論一定會打破傳統模式，而將以一個羽翼豐滿的量子力學理論的形式出現在我們面前。
目前，還沒有誰知道該怎麼做。但許多弦理論家都預言，我們認識上的下一個重大變革是重塑量子原理，將它融入我們關於宇宙的理論。例如，像瓦法說的，“我想，能解決許多疑難的量子力學新體系就躲在角落裡。我想，許多人都同意，最近揭示的對偶性為量子力學指出了一個新的幾何的方向，在那個幾何框架下，空間、時間和量子性質將不可分割地結合在一起。”84而照惠籐的說法，“我相信量子力學的邏輯狀況即將發生某種方式的改變，就像引力的邏輯狀況在愛因斯坦發現等效原理後的改變那樣。這個過程對量子力學是遠不完全的，但我想人們總有一天會回過頭來，把今天看作它的開始。”85
我們可以有把握地樂觀地想像，一個弦理論框架下的重新樹立的量子力學原理將產生一個更有力的理論體系，為我們回答宇宙是如何開始的，為什麼會有空間和時間之類的事物——這個體系還將帶我們走近萊布尼茲的疑問：為什麼會有而不是沒有？
弦理論能經受實驗的檢驗嗎
在我們以前討論過的弦理論的特徵中，下面3個也許是最重要、最應該牢記的。第一，引力和量子力學是宇宙如何表現的最主要內容，任何一個可能的統一理論都必須包括它們。弦理論實現了這一點。第二，通過物理學家在過去100年的研究，還揭示了其他的重要思想——許多都被實驗證實了——它們對我們認識宇宙起著關鍵作用。舉幾個例子，這些思想包括，自旋、物質粒子的族結構、信使粒子、規範對稱、等效原理、對稱破缺和超對稱性，等等。所有這些概念都自然出現在弦理論中。第三，在傳統理論如標準模型中，有19個可以調整的參數來保證理論與實驗測量的一致。弦理論則不同，它沒有可調的參數。從原則上講，它蘊含的一切都是完全確定的——它們應該提供絕不含糊的檢驗，以判別理論是對還是錯。
從“原則上”的理由走到“實際上”的事實，一路上還有許許多多的障礙。在第9章我們討論過一些技術上的困難，如決定額外維的形態，現在仍然攔在路中央。在第12章和13章，我們把這些和另外一些攔路石放到了一個更大的背景下——為了更準確地理解弦理論，我們看到，M理論就在那樣的背景下出現了。當然，為了完全認識弦理論和M理論，我們不僅需要付出巨大艱辛的勞動，也一樣需要天才的發現。
在前進的每一步，弦理論都在尋找而且還將繼續尋找能通過實驗觀測的理論結果。我們大概不會忘記第9章講的那些未來發現弦理論證據的可能。而且，隨著認識的深入，弦理論一定會出現一些難得的過程或特徵，為我們提供其他間接的實驗信號。
但最引人矚目的是，通過尋找第9章討論的超對稱夥伴粒子，超對稱性的證實應該是弦理論的一個里程碑。我們記得超對稱性是在弦理論的理論考察中發現的，也記得它是弦理論的核心部分。它的實驗證明，對弦來說儘管是間接的，然而也是誘人的。另外，尋找超對稱夥伴粒子也應該是受歡迎的一個挑戰，因為如果發現了超對稱性，它的意義遠不只是回答它是否與我們的世界有關這樣的簡單問題。超夥伴粒子的質量和力荷將具體揭示超對稱性是如何融入自然律的。那樣，弦理論家面對的挑戰將是，超對稱性是否完全可以通過弦理論來實現和解釋？當然，我們可以更樂觀地希望，在未來的10年——在日內瓦的巨型量子對撞機投入運行以前——弦理論的認識會取得巨大進展，能在發現超對稱夥伴粒子之前做出一些關於它們的具體的預言。那麼，證實那些預言將是科學史上不朽的一頁。
科學的解釋有極限嗎
解釋一切，即使從特定意義說，認識宇宙的力和基本組成的所有方面，也是科學面臨的一個最大挑戰。超弦理論第一次為我們提供了一個足以迎接這個挑戰的框架。但是，我們真能完全實現理論的承諾，計算出那些量嗎——如夸克的質量、電磁力的強度和其他決定宇宙形形色色特徵的數值？正如前幾節講的，我們需要克服數不清的障礙才可能達到那些目標——當前的頭等大事是建立一個非微擾的弦/M理論體系。
但是，即使我們準確認識了在更新更明晰的量子力學框架下建立起來的弦/M理論，我們仍然可能算不出粒子的質量和力的強度，有這個可能嗎？我們可能還得借助於實驗測量而不能靠理論計算來獲得那些數值，是嗎？而且，會不會那樣，這些失敗不是說我們還需要尋求更深層的理論，而是正好說明這些實在的觀測性質本來就沒有什麼解釋？
所有這些問題都是可能的。正如愛因斯坦很多年前講的，“宇宙最不可理解的事情是它是可以理解的。”86在飛速進步的時代，動人的發現很容易使我們盲目信任自己對宇宙的理解力，然而，理解力也許真有它的盡頭。也許我們不得不接受這樣的事實，當我們達到了最深層的科學認識以後，宇宙依然有一些問題不能解決。也許我們不得不承認，宇宙的有些特徵之所以那樣，純粹是因為偶然，因為一個事故，或者因為“魔鬼的選擇”。科學在昨天的成功激勵著我們去想，只要有足夠的時間，巨大的努力總能揭開宇宙的奧秘。但是，遇到科學解釋的絕對極限——那不是技術的障礙或趨勢，而是人類理解進步的邊緣——那可是奇特的事情，過去的經歷對今天的我們也無能為力了。
儘管這個問題與我們對終極理論的追求有著重大關係，但我們還解決不了它。實際上，我們以一般方式提出的科學解釋極限的問題，可能永遠也沒有答案。例如，我們已經看到，即使我們關於多重宇宙概念的猜想，乍看起來提出了科學解釋的極限，實際上還可以通過幻想別的理論來解決，至少在原則上那個理論能重新找回預言能力。
從這些思考中我們看到了宇宙學在決定一個終極理論時的作用。我們講過，超弦宇宙學是一個年輕的領域，即使從年輕的弦理論自身的標準說，它也是年輕的。無疑，它將成為未來若干年裡的一個基本的研究焦點。隨著對弦/M理論性質的新認識，我們能更清楚地判別在統一理論上的那些努力有什麼宇宙學意義。當然，那些研究也許有一天會令我們相信，科學解釋確實存在著極限。但是，它們也可能預示著一個新時代的到來——那時我們可以宣告，宇宙的基本解釋終於找到了。
走向未來
雖然我們的技術把我們限制在地球和它在太陽系的近鄰，但依靠思想和實驗的力量，我們也在探索空間和外太空。特別是在過去的100年裡，經過無數物理學家的努力，自然最深藏的一些秘密都被揭示出來了。這些解釋的萌芽一旦破土生長起來，就會在我們原以為瞭解的世界展現一片新的景象，那壯麗的風光是我們從來不曾想過的。衡量一個物理理論有多深，是看它在多大程度上向以前那些似乎不可改變的世界觀提出了嚴峻的挑戰。以這個標準來看，量子力學和相對論的深刻超乎了任何人的想像：波函數、幾率、量子隧道、不停歇的真空能量漲落、空間與時間的融合、同時的相對性、時空結構的彎曲、黑洞、大爆炸……誰能想到那個直觀的、機械的、像時鐘一樣運行的牛頓的世界竟顯得那麼狹小，誰能想到在事物平凡的表面下還藏著一個令人心跳的新世界？
不過，這樣一些改變我們思維模式的發現也只是一個更大的包羅萬象的歷史的一部分。物理學家堅信，不論關於大事物的定律還是小事物的定律，都應該結合成一個和諧的整體，他們懷著這樣的堅定信念在孜孜不倦地追尋著隱藏的統一理論。追尋還遠沒到頭，但通過超弦理論和從它演化而來的M理論，一個融合量子力學、廣義相對論以及強弱和電磁力的強有力的框架終於出現了。這些進步給人們以前的世界觀帶來的衝擊是巨大的：一圈圈的弦、一顆顆跳動的液滴，把宇宙生成的萬物都統一地歸結為形形色色的振動模式，而那些精密的振動所在的宇宙空間具有許多隱藏的維度，能極端地捲縮起來，不停地經歷結構的破裂和修復。誰能想到，引力和量子力學會融入一個包羅所有物質和力的統一理論，為我們對宇宙的認識帶來那麼巨大的革命？
當然，如果我們繼續追求更完全的可以計算的超弦理論，一定還有更大的驚奇在等著我們。通過M理論的研究，我們已經看到，在普朗克尺度下隱藏著一個新奇的世界，那裡可能沒有空間，也沒有時間。在另一個盡頭，我們也看到，我們的宇宙也許只是在巨大的波濤洶湧的汪洋（即所謂的多重宇宙）表面上無數跳蕩的泡沫中的一個。這些思想都是我們今天所能提出的最遠的想像，它們可能預示著我們的宇宙認識的下一步該怎麼走。
我們一直在放眼未來，期待著潛藏的奇跡；我們也應該回顧過去，走到今天的那段歷程同樣令人驚訝。追尋宇宙的基本定律是人類的一出獨特的戲劇，它解放了思想，豐富了精神。愛因斯坦曾生動描述過他本人對引力的追求經歷——“那是在黑暗中焦慮地摸索的年月，滿懷著強烈的渴望，有過信心，也有過動搖和疲憊，但最後終於看見了光明。”87——這當然也是一切人類奮鬥的寫照。我們每一個人都在以自己的方式追求真理，渴望知道我們為什麼是這樣。我們在攀登中發現和解釋堆起的大山，每一代人都穩穩站在前輩的肩頭，勇敢地走向頂峰。我們的子孫後代會不會有一天站在峰頂上無限清晰地俯看蒼茫而壯麗的宇宙，我們不得而知；但每一代人總會向上爬得更高，令人想起布朗諾夫斯基（Jacob Bronowski）的話：“每個時代都有一個轉折點，都有一種新的認識和評判世界秩序的方法。”88我們這一代人也在驚訝我們自己的新宇宙觀——我們認識世界秩序的新方法——實際上也在實現我們自己的價值，把我們搭成人類的階梯，通向遙遠的星辰。
註釋
1.有些理論家從全息原理看到了這個思想的一點影子，那個概念最先是蘇斯金和著名荷蘭物理學家特胡夫特（Gerard’t Hooft）提出來的。我們知道，全息圖從特製的2維膠片再現3維圖像。蘇斯金和特胡夫特提出，我們遇到的所有物理事件都可以完全通過定義在更低維世界的方程來說明。聽起來這就像根據人的影子來畫肖像，但根據第13章討論的黑洞熵，我們能領會它的意思，瞭解蘇斯金和特胡夫特的部分動機。回想一下，黑洞的熵決定於事件視界的表面積——而不是視界所包圍的空間體積。於是，黑洞的無序和它相應的可能包含的信息都記錄在表面積的2維數據裡。黑洞的事件視界彷彿就是一幅全息圖，它抓住了黑洞內所有3維信息的內容。蘇斯金和特胡夫特把這個思想推廣到整個宇宙，他們指出，發生在宇宙“內部”的每一件事情都只是定義在遙遠邊界面上的數據和方程的表現。最近，哈佛的物理學家馬爾達西納（Juan Maldacena）的研究，以及後來惠籐和普林斯頓的物理學家古塞（Steven Gubser）、克裡巴諾夫（Igor Klebanov）和波利亞可夫（Alexander Polyakov）的重要工作，證明了至少在一定條件下，弦理論體現著全息原理。看來，弦理論統治下的宇宙的物理學似乎有一個等價的圖景，那裡只有發生在邊界面上的物理——邊界的維當然一定比內部的維更低，這是如何實現的，物理學家目前正在積極研究。有些弦理論家提出，徹底認識全息原理和它在弦理論中的作用，將導致第三次超弦革命。
2.假如你熟悉線性代數，你可以有一個簡單而且相關的辦法來考慮非對易幾何，那就是，以矩陣代替傳統的笛卡兒坐標。在乘法下，笛卡兒坐標是可以交換的（即對易的），而矩陣是不能交換的（不對易的）。