逐个评论大卫·格罗斯对“物理学的未来”所提25个问题(13)

12．物理学是一门环境科学吗？

(接(12))

另一个引人入胜的问题，第12个问题，最近弦理论家讨论得很多，但比前述问题更普遍。这个问题就是：物理学是一门环境科学吗？我更喜欢将这个问题以下列方式提出：刻画物理宇宙的所有参数和定律原则上是可计算的吗？还是说，这些参数和定律在一定程度上是由历史的或量子力学的偶然事件所决定的？不可计算的物理参数的例子是我们太阳系中行星的半径。没有人相信我们可以计算这些半径。它们不是基本的。它们由历史偶然事件所决定的。精细结构常数和夸克与轻子的质量又如何呢？似乎，弦理论有许多解，许多可能的基态或真空。最近有些弦理论家已经发现了他们所谓的“景观”——宇宙的巨大数量的亚稳态。一些人认为这些亚稳态彼此十分不同。它们具有不同的空间－时间维数（很大的空间－时间维数），不同的规范耦合常数，不同的夸克和轻子的质量和数目。尤其是，它们具有不同的宇宙学常数。他们认为，当宇宙从大爆炸中突现时，它可能终结于这些状态中的任何一种，或者宇宙的不同区域可能经历暴胀，并终结于不同的状态。因此我们可能有一个多元宇宙。多元宇宙的有些部分看起来像这个，有些部分像那个，如此等等。那么我们在那一部分呢？生命存在、星系形成等等只能发生在多元宇宙中极少数的几个宇宙之中。因此他们诉诸“人择原理”（anthropic principle），来说明我们只能处于生命能够存在的那很小一部分宇宙之中。他们不去合理地计算自然常数的数值，不去推导出一些基本的规律，却希望通过人择原理保留一些预测能力。我个人根本不喜欢这种方法。我的确认为，爱因斯坦在表述自己的信念时所说的话是正确的，他说：大自然的立法，使得你最终能够计算一切；自然的法则如此强大，以至所有的参数都能够完全确定、不可更改，否则就会破坏整个理论。但是否如此，仍然是一个悬而未决的问题。

评论：

物理学与数学都是人类通过实践，研究客观物质世界中最基本、最普遍、最低级，也是最重要的特性和规律。

一切物质都在时空中运动。时空、运动，及其空间形式和数量关系就是客观物质世界最基本、最普遍、最低级的特性和规律。这就是物理学与数学研究的领域。

物理学就是要研究时空中力、电（磁）、热、声、光等形态运动的特性和规律。

数学就是要研究时空各种运动中抽象出的数和形的特性和规律。

它们都是从实践中产生、发展，彼此有着密不可分的关系。

物理學研究的只是最基礎的運動形態。它又是最普遍的運動形態，普遍存在於較高級的各種運動形態之中。

但是，物质还有更高级的其它各种运动形态，例如：

化學就比物理運動高級，除有物理的運動形態而外，還有化學性質變化的運動形態。

其中，從無機化學到有機化學，其運動也是由低級到高級發展的

生物就進入到了更高級的運動形態，其中除與物理、化學的全部運動形態有關而外，還有可以複製自己、新陳代謝等生物特性的運動形態。

而生命也還有從植物到動物，到人類，的從低級到高級的發展。

還有從自然科學到社會科學到哲學的發展。

哲學就是在總結自然科學和社會科學成果基礎上，關於人生觀、世界觀、思維發展規律的高級運動形態的科學。

物理学虽都是它们必然具有的基础，但并不能全面解决其高级运动形态的问题。

(未完待续)