第一推动丛书（第3m Dreams of a Final Theory 终极理论之梦 [美S温伯格/善李承/泽K湖南科学技术出版社
/在（终极理论之梦》中瑞具尔物理学奖获 得者、《最初三分钟》的作者温伯格讲迷了对自 然的统一理论的体大追求一一个能解释从原子 内部的联站到太阳与地球的吸引等不同的力的理论 全书今人眼花染乱却清旅透明，引华着我们从相对论和 量子力学走到今天的超孩以及可能与成们问在的别的宁宙 《终板理论之梦》洋溢者大胆的型性，还有说不完的故事和 格言，它起我们引向一个新天地，帮我们认识那里发现的一切 理论プ梦 ”非几的佳作，非凡的内容温伯格是世界上最富创战力的理论 物理学家之一“ Martin Gardner,《华体销邮报图书世界) “不论关于物理学、物理学家，还是我所能想到的 共他什么，这都是一本好书一清饰、真减而多 启发“ Phip Motreon(群学美国人)
喝彩 喝 彩 温伯格在以他那令人惊奇的洞察自然奥秘的思想能力挑战读 者，提出了许多令人目眩的已经成为现实的预言。他在思索一个 理论因为什么而美，为什么美的理论似乎总是对的。他透彻地解 释了为什么基本定律的追寻走进了泥潭。 Chet Raymo,洛杉矶时报 世界最重要的理论物理学家之一的温伯格表现着知识分子的近 乎逼人的坦率。他在这本新书里抓住了许多基本粒子物理学周围的 艰难而矛盾的问题，以鲜明有力的语亨提出了他个人的一些结论。 Hans Christian von Baeyer,波士顿环球报 本书的故事、背景、以及作者关于他个人的理论和结论的叙 述，都很好交织在一起，一般的读者也能通过这样的组织理解 它、欣赏它： 科学新闻 这是一本精彩的书，一本煽动性的书。在近来由诺贝尔桂冠 物理学家写的许多书中，它是最好的一本。 波士顿环球报 1(
第一推动美 终极理论，梦 学过10年级的化学后，我对任何科学都没有研究。温伯格 书的一大好处是能沟通我这样的科学文盲、它能做到这一点，全 靠把主题的热忱奉献有机联系在-起的客观、坚韧和明晰。正如 我们看到的，对温伯格来说…客观的美是他奉献的核心。 Mindy Aloof,大西洋月刊 《终极理论之梦》是一本好书，一太真戒的书。 Phillip Johnson,华尔街杂志 他没有简单地写实验家们知何为了证明或否定一个个理论而 工作，而是向我们展开了一幅多姿多彩的科学家的实际工作图景。 Jon Van.芝加哥论坛报 物理世界注定会满怀热情地期待它的大名鼎鼎的公民温伯格 的新书，《终极理论之梦》没有让大家失望…我读过一遍后又 急切地想再读，读过第二遍我才深深感党到它的微如和真诚… 对于爱思考的物理学家、哲学家、甚至爱思考的普通大众来说， 它都值得一读再读。 Frank Wilczek,今日物理学 让你不得不跟着他去迫寻“大自然的终极理论”。 Sharon Begley,新闻周刊 他满怀着信心，写得清滋明了，读者会感觉不可抗拒地被一 个大物理学家的双手俘获了。 Michael White,星期天时报（伦敦） 〉2
一一总序剂一 总序 科学，特别是声然科学，最重要的目标之一，就是追寻科学 本身的原动力，或日追寻其第一推动。同时，科学的这种追求精 神本身，又成为社会发展和人类进步的一种最基本的推动。 科学总是寻求发现和了解客观世界的新现象，研究和掌握新 规律，总是在不懈地追求真理。科学是认真的、严谨的、实事求 是的，同时，和学又是创造的。科学的最基本态度之一就是疑 问，科学的最基本精神之一就是批判。 的确，科学活动，特别是自然科学活动，比较起其他的人类 活动来，其最基本特征就是不断进步。哪怕在其他方面倒退的时 候，科学却总是进步着，即使是缓慢而艰难地进步，这表明，自 然科学活动中包含着人类的最进步因素。 正是在这个意义上，科学堪称为人类进步的“第一推动”。 科学教育，特别是自然科学的教育，是提高人们素质的重要 因素，是现代教育的一个核心。科学教育不仅使人获得生活和工 作所需的知识和技能，更重要的是使人获得科学思想、科学精 神、科学态度以及科学方法的燕陶和培养，使人获得非生物本能 的智慧，获得非与生俱来的灵魂。可以这样说，设有科学的“教 育”，只是培养信仰，而不是教育。没有受过科学教育的人，只 能称为受过训练，而非受过教育。 1(
一推动· 终极理论之梦 正是在这个意义上，科学堪称为使人进化为现代人的“第一 推动”。 近百年来，无数仁人智士意识到，强国富民再造中国离不开 科学技术，他们为摆脱愚昧与无知作了艰苦卓绝的奋斗。中国的 科学先贤们代代相传，不遗余力地为中国的进步献身于科学启蒙 运动，以图完成国人的强国梦。然而应该说，这个目标远未达 到。今日的中国需要新的科学启蒙，需要现代科学教育。只有全 社会的人具备较高的科学素质，以科学的精神和思想、科学的态 度和方法作为探讨和解决各类问题的共同基础和出发点，社会才 能更好地向前发展和进步。因此，中国的进步离不开科学，是毋 庸置疑的。 正是在这个意义上，似乎可以说，科学已被公认是中国进步 所必不可少的推动。 然而，这并不意味着，科学的精神也同祥地被公认和接受。 虽然，科学已渗透到社会的各个领域和层面，科学的价值和地位 也更高了，但是，毋庸讳言，在一定的范围内，或某些特定时 候，人们只是承认“科学是有用的”，只停留在对科学所带未的 后果的接受和承认，而不是对科学的原动力、科学的精袖的接受 和承认。此种现象的存在也是不能忽视的。 科学的精神之一，是它自身就是自身的“第一推动”。也就 是说，科学活动在原则上是不隶属于服务于神学的，不隶属于服 务于儒学的，科学活动在原则上也不隶属于服务于任何哲学。科 学是超越宗教差别的，超越民族差别的，超越党派差别的，超越 文化的地域的差别的，科学是普适的、独立的，它自身就是自身 的主宰。 湖南科学技术出版社精选了一批关于科学思想和科学精神的 世界名著，请有关学者译战中文出版，其目的就是为了传播科学 的精神，科学的思想，特别是自然科学的精神和思想，从而起到 )2
总 序一 倡导科学精神，推动科技发展，对全民进行新的科学启蒙和科学 教育的作用，为中国的进步作一点推动。丛书定名为《第一推 动》，当然并非说其中每一册都是第一推动，但是可以肯定，蕴 含在每一册中的科学的内容、观点、思想和精神，都会使你或多 或少地更接近第一推动，或多或少地发现，自身如何成为自身的 主宰。 《第一推动丛书》编委会 3(
前 前言 本书讲的，是一场伟大的理性的历险，去找寻大自然的终极 理论。终极理论的梦想激发了今天许多高能物理学的研究， 虽然还不知道那终极理论会是什么样子，也不知道还要过多 少年才能找到它，但我们相信已经开始模模糊糊地看到了之 的身影。 终极理论的想法本身也是一个问题，目前还在激烈争论 着，甚至还争到了国会的会堂。高能物理学越来越费钱了， 它需要公众的支持，部分原因是它担负着揭开终极理论的历 史使命。 终极理论的追寻不过是我们时代的思想历程的一部分， 一开始，我就要在这样的观点下，向不懂物理或没有更高数 学知识的读者展开我们的问题。这本书讲的确实是今天物理 学前沿基础的关键思想，但它不是物理学教科书，读者不会 看到单独的章节专门讲什么粒子、力、对称性或者弦。那些 现代物理学概念我都编织在一起了，来讨论终极理论是什么 意思，我们将如何发现它。在这里，我凭的是一个外行读者 的经验一例如，我读历史的经验。历史学家总喜欢先讲一 个故事，然后一章一章地讲人口、经济、技术等背景。而另 一方面，人们感到乐趣的那些历史学家，从塔西佗(Tacitus) 1(
第一推动，： 终极理论梦 和吉本(Gibbon)到艾略特(J.H.Elliott)和莫里森(Mori- ao如)，总把故事与背景编在一起，而且随时找机会把他们想告 诉读者的结论写出来，我写这本书时就在努力向他们学习，而不 求规整统一·有些历史和科学的材料，不论学历史的还是学科学 的读者可能已经很孰悉了，不过我还是会把它们写进来，如果觉 得需要，我还会反复地讲。费米(Enrico Fermi)曾说过，永远不 要忽略我们从熟悉的事物得来的乐趣。 本书大体分3个部分和1个尾声：1~3章提出关于终极理论 的思想；4~8章讲我们如何能够向着那个理论前进；9~11章猜 想终极理论的形式，看它的发现会对人类产生什么影响；最后， 在第12章，我要讲超导超级对撞机的正反两方面的意见，郑是 高能物理学冢渴望的一种昂贵的新机器，但未来的资金还没有 落实。 读者可以看到，书后的一系列注释对正文的一些思想作了更 完整的讨论。有时，在正文里不得不过分简化某些科学概念，我 在后面的注释中作了更准确的说明。注释也包括一些正文里引用 过的参考文献。 我要感谢Louise Weinberg,他劝我重写原稿，而且指导我应 该怎么做。 感谢Pantheon图书公司的Dan Frank,谢谢他热情的鼓励、 精心的指导和编辑：感谢Hutchinson Radius的Neil Belton和我的 代理人Morton Janklow,他们提出过很重要的建议。 我还要感谢对不同题目提出过批评和建议的人们，有哲学家 ①塔西佗(55-120？)是大历史学家，他的《编年史》，《历史》等著作， 是大名精鼎的；在英国，青本(737~194)在史家中的地位就像文学的莎土比 亚，除开历史意义不说、在任何英语文学选本甲也几乎都能看到他的《罗马帝国衰亡 史》的片段。他们的书都有中译本（商务印书馆汉译北界学术名著丛书），一一译者 )2
Paul Feyerabend.George Gale,Sandra Harding.Myles Jackson,Robert Nozick,Hilary Putnam知Michael Redhead;历史学家Stephen Bush,Peter Green和Robert Hankinson;法学家Philip Bobbitt,Lo- uise Weinberg和Mark Yudof;物理学史学家Gerald Holton,Abra- ham Pais和S.Samuel Schweber;物理学家和神学家John Polking horne;精神病兰家Leon Eisenberg和Elizabeth Weinberg;生物学 Sydney Brenner,Francis Crick,Lawrence Gilbert,Stephen J.Gould 和Ernst Mayr;物理学家Yakir Aharonov,Sidney Coleman,Bryce De Witt,Manfred Fink,Michael Fisher,David Cross,Bengt Nagel, Stephen Orzsag,Brain Pippard,Joseph Polchinski,Roy Schwitters Leonard Susskind;化学家Roald Hoffmann;天体物理学家William Press,Paul Shapiro和Ethan Vishniac;还有作家James Gleick和 Lars Gustafsson.他们帮我避免了好些错误。 S·温伯格 德克萨斯，奥斯汀 1992年8月 3(