要弄清這個(gè)問(wèn)題，首先讓我們認(rèn)識(shí)一下這位物理學(xué)大師。
亥姆霍茲的全名很長(zhǎng)，叫赫爾曼·路德維希·斐迪南德·馮·赫姆霍茲，德國(guó)人，是生活于19世紀(jì)一位偉大的生物物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，是能量守恒定律的創(chuàng)立者。之所以被稱(chēng)為“生物物理學(xué)家”，是因?yàn)樗坏芯苛宋锢韺W(xué)，還研究了眼的光學(xué)結(jié)構(gòu)，還對(duì)解剖學(xué)、生理學(xué)有很深的造詣，發(fā)明了驗(yàn)?zāi)跨R、角膜計(jì)、立體望遠(yuǎn)鏡等等。
他不但在力學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)等方面功底深厚，成果顯著，還在電磁學(xué)上取得了很大成功。他測(cè)得電磁感應(yīng)傳播速度為314000km/s，從法拉第電解定律推導(dǎo)出電可能是粒子。由此引導(dǎo)它的學(xué)生海因里希·魯?shù)婪颉ず掌潱?887年實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在；而他一系列演講，促進(jìn)了麥克斯韋電磁理論的廣為傳播，讓麥克斯韋引起了世界物理學(xué)界注意，成為最偉大的電磁學(xué)大師。
其實(shí)，這位天才的科學(xué)家求學(xué)之路并不順利，中學(xué)讀完后就因經(jīng)濟(jì)問(wèn)題不得不輟學(xué)，以在軍隊(duì)服役8年的條件換到公費(fèi)進(jìn)入柏林醫(yī)學(xué)科學(xué)院學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，他不但學(xué)習(xí)了醫(yī)學(xué)知識(shí)，還如饑似渴的旁聽(tīng)學(xué)習(xí)化學(xué)、生理、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等課程，最終以醫(yī)學(xué)博士的學(xué)位完成學(xué)業(yè)。所以，可以說(shuō)亥姆霍茲是一個(gè)全才。
關(guān)于亥姆霍茲把一切都?xì)w結(jié)于力的理解。
把世界上的一切都?xì)w結(jié)于力，是亥姆霍茲能量守恒理論的核心觀點(diǎn)。關(guān)于能量守恒定律，亥姆霍茲主要論點(diǎn)有三，即：一切科學(xué)都可以歸結(jié)到力學(xué)；牛頓力學(xué)和拉格朗日力學(xué)在數(shù)學(xué)上是等價(jià)的，因此可以用拉氏方法，以里說(shuō)傳遞的能量或它所作的功來(lái)量度力；所有的能量都是守恒的。
有人認(rèn)為，他這種把一切都?xì)w結(jié)于力的觀點(diǎn)，是機(jī)械唯物主義，是受到歷史局限的原因。我不這么認(rèn)為。他在總結(jié)了前人研究的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、化學(xué)成果基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了各種運(yùn)動(dòng)中的共性，嚴(yán)謹(jǐn)證明了能量守恒定律，是人類(lèi)對(duì)自然本質(zhì)認(rèn)識(shí)的一次重大突破。我認(rèn)為他對(duì)力是世界本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，是他對(duì)能量守恒定律本質(zhì)理解的延伸，是從哲學(xué)層面對(duì)科學(xué)成果的高度概括。
后來(lái)的愛(ài)因斯坦在能量守恒基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了質(zhì)能守恒定律，這是對(duì)物質(zhì)世界本質(zhì)更為深刻簡(jiǎn)化的高度概括。愛(ài)因斯坦把我們世界高度概括為時(shí)空物質(zhì)三位一體，質(zhì)量和能量是等價(jià)可以互換的，用一個(gè)簡(jiǎn)單的等式就高度濃縮了這個(gè)世界物質(zhì)的本質(zhì)，即偉大的質(zhì)能方程：E=MC^2。其中的E表示能量，M表示質(zhì)量，C表示光速。
現(xiàn)代物理學(xué)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了四種基本力。
現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為，我們世界上所有的物質(zhì)都受到四種基本力的控制，這就是萬(wàn)有引力、電磁作用力、強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力。過(guò)去的理論認(rèn)為，這些力在不同的作用范圍里起著不同的作用。
萬(wàn)有引力是最弱的力，作用于一切質(zhì)點(diǎn)，但作用范圍無(wú)限遠(yuǎn)；電磁力作用范圍也是無(wú)限遠(yuǎn)，但強(qiáng)度比萬(wàn)有引力大10^36倍，只要有電荷就有這種力存在，幾乎充斥在我們生活一切方面；弱力是僅次于萬(wàn)有引力的第二弱的力，強(qiáng)度是萬(wàn)有引力的10^32倍，作用范圍最小，只在10^-17m范圍有效，只作用于電子、夸克層子、中微子（微中子）等費(fèi)米子，并制約著放射性現(xiàn)象；強(qiáng)力是四種基本力中最強(qiáng)的力，強(qiáng)度達(dá)到引力的10^38倍，作用范圍也很小，只有10^-15m，又稱(chēng)核力，就是這種力把原子核聚集在一起。
四種基本力能夠統(tǒng)一在一起嗎？
還是在愛(ài)因斯坦時(shí)代，就提出了大統(tǒng)一理論，這個(gè)理論就是把力圖把四種力統(tǒng)一起來(lái)的理論。愛(ài)因斯坦的后半生，幾乎就躺在了對(duì)這個(gè)理論的追求里，夢(mèng)想著找到一個(gè)辦法，將各自為政的四種基本力用一個(gè)理論統(tǒng)一起來(lái)。他很想像質(zhì)能方程那樣，一個(gè)簡(jiǎn)單的等式就揭示出這個(gè)世界最隱秘的本質(zhì)。
但可惜直到1955年逝世，愛(ài)因斯坦也沒(méi)有弄出個(gè)頭緒來(lái)。好在后來(lái)有很多科學(xué)家繼承他的衣缽，不斷在大統(tǒng)一理論方面發(fā)力，終于在上世紀(jì)六十年代取得突破：格拉肖、溫伯格和薩拉姆等科學(xué)家洞悉了電磁力和弱力內(nèi)在實(shí)質(zhì)的同一性，建立了弱電統(tǒng)一理論，也就是把弱力和電磁力統(tǒng)一起來(lái)了。
這個(gè)理論的誕生，得益于楊振寧-米爾斯理論，這個(gè)理論是由現(xiàn)在健在科學(xué)家楊振寧，和美國(guó)物理學(xué)家羅伯特·勞倫斯·米爾斯聯(lián)手創(chuàng)立。這是一個(gè)偉大的理論，創(chuàng)立于1954年，是規(guī)范場(chǎng)論的鼻祖。開(kāi)始沒(méi)有引起科學(xué)界重視，但到了六七十年代，成為統(tǒng)一場(chǎng)論的基礎(chǔ)。
大統(tǒng)一理論能成功嗎？
依然是在楊-米爾斯規(guī)范場(chǎng)論的基礎(chǔ)上，建立起了現(xiàn)代粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型，這是描述強(qiáng)力、弱力、電磁力三種基本力及組成所有物質(zhì)基本粒子的理論，這種理論把粒子分為費(fèi)米子和玻色子兩大類(lèi)，預(yù)言共有61種，現(xiàn)在60種粒子都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并在實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證，只有號(hào)稱(chēng)上帝粒子的希格斯玻色子，已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
這個(gè)理論算是統(tǒng)一了三種基本力嗎？科學(xué)界還有些爭(zhēng)論，認(rèn)為還存在一些顯著缺陷，且引力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有被納入進(jìn)來(lái)，因此一直沒(méi)有成為基礎(chǔ)物理學(xué)完全理論的一部分。那么，大統(tǒng)一理論能夠成功嗎？人們把希望寄托在上世紀(jì)下半葉逐漸興起的“弦理論”上，認(rèn)為這個(gè)理論很可能是最終突破瓶頸，將四種基本力統(tǒng)一到一個(gè)框架的理論。
弦理論認(rèn)為我們世界最深層次的基本單元并不是粒子，而是比粒子更小很多的線狀的“弦”組成，在這個(gè)層面就沒(méi)有什么費(fèi)米子和玻色子之分了，所有的物質(zhì)都統(tǒng)一于“弦”。在這樣單一的狀態(tài)下，還需要那么多種力去解釋嗎？不就只需要一種理論就能解釋嗎？
這或許就是“弦理論”很可能終結(jié)四種力的原因吧。
四種力統(tǒng)一了，人類(lèi)對(duì)世界的理解就更簡(jiǎn)單。
其實(shí)，亥姆霍茲說(shuō)得一點(diǎn)也沒(méi)錯(cuò)，即便是四種力不統(tǒng)一，這個(gè)世界的一切也可以用四種力來(lái)解釋。但四種力得到統(tǒng)一的時(shí)候，世界就變得更簡(jiǎn)單了。當(dāng)人類(lèi)對(duì)自然界的理解越來(lái)越深刻的時(shí)候，就會(huì)發(fā)現(xiàn)整個(gè)世界的核心機(jī)制原來(lái)就是這么簡(jiǎn)單，既質(zhì)樸又優(yōu)美。
就像看魔術(shù)，在花里胡哨的表演面前是那么的撲朔迷離和神秘，但一旦看清其背后的機(jī)制或被戳穿，原來(lái)是那么的簡(jiǎn)單和不堪回味。
與魔術(shù)不同的是，大自然的本質(zhì)永遠(yuǎn)值得探索和回味。所以對(duì)這個(gè)問(wèn)題我有一點(diǎn)不同意，就是“一旦把一切自然現(xiàn)象都化為簡(jiǎn)單的力，科學(xué)的任務(wù)就算完成了”這種說(shuō)法。因?yàn)槿祟?lèi)認(rèn)識(shí)世界本質(zhì)的探索永無(wú)止境，大自然深層機(jī)制就像無(wú)盡的套娃，一層層不斷深入，隨著對(duì)更深層次本質(zhì)的挖掘，人類(lèi)文明才能夠不斷向更高層次發(fā)展。
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