相對論和量子論的建立構成了現代物理學兩大支柱,并為其他科學分支打開了廣闊的天地。但是,作為基礎的理論物理學曾經擁有的輝煌在近幾十年中黯淡下來,物理學早已經從“搜集材料的科學”發展成為了“整理材料的科學”。過去幾十年的實驗僅僅驗證了已有的理論,并未揭示出需由新規律解釋的新現象,以致于越來越多的科學家不得不承認未來歲月不再有任何重大的新發現足以與牛頓、愛因斯坦賜給我們的那些發現相媲美;科學的任務只是補充大量的細節而已,產生枝節性結果;我們有了基本框架,只要填填漏洞就行了;越來越多的科學書籍也停留在夸夸其談的水平。
有人曾預言科學的沒落及非理性的復活將開始于20世紀末,我們所做的一切都不足以抑制物理學在總體上、在社會支持和社會價值上的衰退趨勢,我們無奈地看到物理學對人才的吸引力不斷減弱。物理學是許多學科的基礎,當我們沉浸在對科技發展帶來的社會經濟巨大利益的樂觀情緒時,一些西方學者看到了它的沒落,他們悲哀地預感物理學基本定律不斷被發現、激動人心、驚世駭俗的年代真的一去不復返了,求真、純粹和經驗的科學已經結束。不過仍有許多科學家反對那種認為純科學已走到盡頭的觀點,他們普遍認為某些驚人的理論和發現已迫在眉睫,理論物理學更深入地發展即將蒞臨。人們期待的這種理論就是所謂的“大統一”理論,幻想某一天發現宇宙規則,從而一勞永逸地解決一切有待研究的基本理論問題。許多科學主義者也不得不用對“大統一”的期待來支撐自己的信念。這些現象表明科學對形而上學產生了從未有過的焦慮。科學家相信自然界復雜現象中必然有某種暗含的簡單規律在起作用,這些規律已經體現在量子論、相對論、自然選擇等理論之中。支配世界的行為法則肯定比現在的物理學定律更為玄妙,它有已知理論沒有的特征,具有某種不容質疑的自然主義色彩。我們不敢肯定解析時空理論就是“大統一”理論,但我們至少認為它向這個目標邁出了重要的一步,它的簡明性給了人們一種新的方法論啟迪。
如果對未知的追求走到了盡頭,還有什么能夠賦予我們存在的意義呢?終極理論會讓我們陷入解釋的無限循環之中,因此我們堅信科學上不存在什么終極理論,除非人類淪落到由他們制造的機器智慧所支配的地步。談到大統一理論,我們應當注意到,物理學家無論在他們自己的領域,還是在他們借以描述問題的數學精確性方面都作出了真正顯著的成果。一個新的宇宙圖景正在出現,這是一個高度統一的圖景。在這一圖景中,宇宙的粒子和力都起源于單一的“超大統一力”,盡管它們分離成了不同的動力學事件,但它們仍然相互作用。時空是粒子和力在其中成為整合要素的動力學連續統一。每一個粒子,每一個力都影響其他的粒子和力,在自然界中沒有孤立的力和事物,只存在具有不同特征的相互作用的事件群。人們已經證明,把注意力聚焦在實體的基礎或最低層次是由經典理論留下來的一個不必要的思想包袱,因為經典理論試圖根據宇宙的最終構建塊(原子)的各種不同特性的結合來解釋所有事物。今天,一組相互協調一致的、抽象的、大多數是不可見的實體已代替了在外力的影響下運動的鋼球狀的原子概念。物理世界的過程不再涉及支配單個粒子行為的規律,物理學現在并不根據基本實體群來進行解釋,即使這些實體不是原子而是夸克、交換粒子、超弦或其他將被發現的更抽象的單位。這是很重要的,因為在典型的生命層次上的復雜性現象不大可能通過唯一地以宇宙的最小構建塊(無論它們的運動計算得多么精確)為基點的方程來描述。相互作用和自我組織宇宙的圖景似乎仍具有活力,盡管描述它的理論還不完善。要想看到物理學是如何返回到由動力學的力支配的宇宙,返回到在外部平衡中由互不聯系事件的拼湊件組成的宇宙,是很困難的。從反面來看,應當認識到,盡管在技術理由方面大統一理論取得了顯著成績,但它們的范圍和意義還并不十分清楚。科學家一直太專注于構建統一其觀察到的現象的數學了,以致不能大膽地更深入地研究它們的公式的含義;而哲學家作為他們時代知識的傳統闡釋者已經基本上被拋開了——很少有例外,他們都沒有能趕上最新的發展。思維缺乏深刻性的現象正在顯示出來。在最初的一陣成功后,一些科學家聲稱他們的大統一理論幾乎能夠解釋任何事物,但就物理學的大統一和超大統一理論而言,貼上“所有事物的理論”的標簽明顯是夸大其詞。正如我們看到的,大統一理論不能滿意地解釋空間和時間中物質的連續演進的結構化。當然,能夠描述支配宇宙中連續構建結構和復雜性的規律的理論是可能的,至少在原則上是可能的,但問題是這種理論是否能通過把物理學規律擴展來進行精確描述,或是否需要以某種方式超越物理學規律。很明顯,更為復雜的自然領域不再是物理性質的領域,作為傳統意義上的物理學理論不包括它們。不過當前的物理學理論也許可以被普遍化(或者如有必要,利用附加因素去完善它)以便能跨物理學領域,這同時也意味著,目前的大統一理論并非是包羅萬象和十全十美的。那么,“大一統”理論能不能被人類找到并引起物理學激動人心、驚世駭俗的新發現呢?我們只能等待科學家和后繼者們給我們尋找到答案。