盡管量子力學(xué)是為描述遠(yuǎn)離我們的日常生活經(jīng)驗的抽象原子世界而創(chuàng)立的,但它對日常生活的影響無比巨大.沒有量子力學(xué)作為工具,就不可能有化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)以及其他每一個關(guān)鍵學(xué)科的引人入勝的進(jìn)展.沒有量子力學(xué)就沒有全球經(jīng)濟(jì)可言,因為作為量子力學(xué)的產(chǎn)物的電子學(xué)革命將我們帶入了計算機(jī)時代.同時,光子學(xué)的革命也將我們帶入信息時代.量子物理的杰作改變了我們的世界,科學(xué)革命為這個世界帶來了的福音,也帶來了潛在的威脅.
或許用下面的一段資料能最好地描述這個至關(guān)重要但又難以捉摸的理論的獨(dú)特地位：量子理論是科學(xué)史上能最精確地被實驗檢驗的理論,是科學(xué)史上最成功的理論.量子力學(xué)深深地困擾了它的創(chuàng)立者,然而,直到它本質(zhì)上被表述成通用形式的今天,一些科學(xué)界的精英們盡管承認(rèn)它強(qiáng)大的威力,卻仍然對它的基礎(chǔ)和基本闡釋不滿意.
馬克斯·普朗克（Max Planck）提出量子概念100多年了,在他關(guān)于熱輻射的經(jīng)典論文中,普朗克假定振動系統(tǒng)的總能量不能連續(xù)改變,而是以不連續(xù)的能量子形式從一個值跳到另一個值.能量子的概念太激進(jìn)了,普朗克后來將它擱置下來.隨后,愛因斯坦在1905年（這一年對他來說是非凡的一年）認(rèn)識到光量子化的潛在意義.不過量子的觀念太離奇了,后來幾乎沒有根本性的進(jìn)展.現(xiàn)代量子理論的創(chuàng)立則是嶄新的一代物理學(xué)家花了20多年時間建立的.
量子物理實際上包含兩個方面.一個是原子層次的物質(zhì)理論：量子力學(xué),正是它我們才能理解和操縱物質(zhì)世界；另一個是量子場論,它在科學(xué)中起到一個完全不同的作用.
舊量子論
量子革命的導(dǎo)火線不是對物質(zhì)的研究,而是輻射問題.具體的挑戰(zhàn)是理解黑體（即某種熱的物體）輻射的光譜.烤過火的人都很熟悉這樣一種現(xiàn)象：熱的物體發(fā)光,越熱發(fā)出的光越明亮.光譜的范圍很廣,當(dāng)溫度升高時,光譜的峰值從紅線向黃線移動,然后又向藍(lán)線移動（這些不是我們能直接看見的）.
結(jié)合熱力學(xué)和電磁學(xué)的概念似乎可以對光譜的形狀作出解釋,不過所有的嘗試均以失敗告終.然而,普朗克假定振動電子輻射的光的能量是量子化的,從而得到一個表達(dá)式,與實驗符合得相當(dāng)完美.但是他也充分認(rèn)識到,理論本身是很荒唐的,就像他后來所說的那樣：“量子化只不過是一個走投無路的做法”.
普朗克將他的量子假設(shè)應(yīng)用到輻射體表面振子的能量上,如果沒有新秀阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）,量子物理恐怕要至此結(jié)束.1905年,他毫不猶豫的斷定：如果振子的能量是量子化的,那么產(chǎn)生光的電磁場的能量也應(yīng)該是量子化的.盡管麥克斯韋理論以及一個多世紀(jì)的權(quán)威性實驗都表明光具有波動性,愛因斯坦的理論還是蘊(yùn)含了光的粒子性行為.隨后十多年的光電效應(yīng)實驗顯示僅當(dāng)光的能量到達(dá)一些離散的量值時才能被吸收,這些能量就像是被一個個粒子攜帶著一樣.光的波粒二象性取決于你觀察問題的著眼點,這是始終貫穿于量子物理且令人頭痛的實例之一,它成為接下來20年中理論上的難題.
輻射難題促成了通往量子理論的第一步,物質(zhì)悖論則促成了第二步.眾所周知,原子包含正負(fù)兩種電荷的粒子,異號電荷相互吸引.根據(jù)電磁理論,正負(fù)電荷彼此將螺旋式的靠近,輻射出光譜范圍寬廣的光,直到原子坍塌為止.
接著,又是一個新秀尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）邁出了決定性的一步.1913年,玻爾提出了一個激進(jìn)的假設(shè)：原子中的電子只能處于包含基態(tài)在內(nèi)的定態(tài)上,電子在兩個定態(tài)之間躍遷而改變它的能量,同時輻射出一定波長的光,光的波長取決于定態(tài)之間的能量差.結(jié)合已知的定律和這一離奇的假設(shè),玻爾掃清了原子穩(wěn)定性的問題.玻爾的理論充滿了矛盾,但是為氫原子光譜提供了定量的描述.他認(rèn)識到他的模型的成功之處和缺陷.憑借驚人的預(yù)見力,他聚集了一批物理學(xué)家創(chuàng)立了新的物理學(xué).一代年輕的物理學(xué)家花了12年時間終于實現(xiàn)了他的夢想.
開始時,發(fā)展玻爾量子論（習(xí)慣上稱為舊量子論）的嘗試遭受了一次又一次的失敗.接著一系列的進(jìn)展完全改變了思想的進(jìn)程.
量子力學(xué)史
1923年路易·德布羅意（Louis de Broglie）在他的博士論文中提出光的粒子行為與粒子的波動行為應(yīng)該是對應(yīng)存在的.他將粒子的波長和動量聯(lián)系起來：動量越大,波長越短.這是一個引人入勝的想法,但沒有人知道粒子的波動性意味著什么,也不知道它與原子結(jié)構(gòu)有何聯(lián)系.然而德布羅意的假設(shè)是一個重要的前奏,很多事情就要發(fā)生了.
1924年夏天,出現(xiàn)了又一個前奏.薩地?fù)P德拉·N·玻色（Satyendra N. Bose）提出了一種全新的方法來解釋普朗克輻射定律.他把光看作一種無（靜）質(zhì)量的粒子（現(xiàn)稱為光子）組成的氣體,這種氣體不遵循經(jīng)典的玻耳茲曼統(tǒng)計規(guī)律,而遵循一種建立在粒子不可區(qū)分的性質(zhì)（即全同性）上的一種新的統(tǒng)計理論.愛因斯坦立即將玻色的推理應(yīng)用于實際的有質(zhì)量的氣體從而得到一種描述氣體中粒子數(shù)關(guān)于能量的分布規(guī)律,即著名的玻色-愛因斯坦分布.然而,在通常情況下新老理論將預(yù)測到原子氣體相同的行為.愛因斯坦在這方面再無興趣,因此這些結(jié)果也被擱置了10多年.然而,它的關(guān)鍵思想——粒子的全同性,是極其重要的.
突然,一系列事件紛至沓來,最后導(dǎo)致一場科學(xué)革命.從1925年元月到1928年元月：
·沃爾夫剛·泡利（Wolfgang Pauli）提出了不相容原理,為周期表奠定了理論基礎(chǔ).
·韋納·海森堡（Werner Heisenberg）、馬克斯·玻恩（Max Born）和帕斯庫爾·約當(dāng)（Pascual Jordan）提出了量子力學(xué)的第一個版本,矩陣力學(xué).人們終于放棄了通過系統(tǒng)的方法整理可觀察的光譜線來理解原子中電子的運(yùn)動這一歷史目標(biāo).
·埃爾溫·薛定諤（Erwin Schrodinger）提出了量子力學(xué)的第二種形式,波動力學(xué).在波動力學(xué)中,體系的狀態(tài)用薛定諤方程的解——波函數(shù)來描述.矩陣力學(xué)和波動力學(xué)貌似矛盾,實質(zhì)上是等價的.
·電子被證明遵循一種新的統(tǒng)計規(guī)律,費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計.人們進(jìn)一步認(rèn)識到所有的粒子要么遵循費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計,要么遵循玻色-愛因斯坦統(tǒng)計,這兩類粒子的基本屬性很不相同.
·海森堡闡明測不準(zhǔn)原理.
·保爾·A·M·狄拉克（Paul A. M. Dirac）提出了相對論性的波動方程用來描述電子,解釋了電子的自旋并且預(yù)測了反物質(zhì).
·狄拉克提出電磁場的量子描述,建立了量子場論的基礎(chǔ).
·玻爾提出互補(bǔ)原理（一個哲學(xué)原理）,試圖解釋量子理論中一些明顯的矛盾,特別是波粒二象性.
量子理論的主要創(chuàng)立者都是年輕人.1925年,泡利25歲,海森堡和恩里克·費(fèi)米（Enrico Fermi）24歲,狄拉克和約當(dāng)23歲.薛定諤是一個大器晚成者,36歲.玻恩和玻爾年齡稍大一些,值得一提的是他們的貢獻(xiàn)大多是闡釋性的.愛因斯坦的反應(yīng)反襯出量子力學(xué)這一智力成果深刻而激進(jìn)的屬性：他拒絕自己發(fā)明的導(dǎo)致量子理論的許多關(guān)鍵的觀念,他關(guān)于玻色-愛因斯坦統(tǒng)計的論文是他對理論物理的最后一項貢獻(xiàn),也是對物理學(xué)的最后一項重要貢獻(xiàn).
創(chuàng)立量子力學(xué)需要新一代物理學(xué)家并不令人驚訝,開爾文爵士在祝賀玻爾1913年關(guān)于氫原子的論文的一封書信中表述了其中的原因.他說,玻爾的論文中有很多真理是他所不能理解的.開爾文認(rèn)為基本的新物理學(xué)必將出自無拘無束的頭腦.
1928年,革命結(jié)束,量子力學(xué)的基礎(chǔ)本質(zhì)上已經(jīng)建立好了.后來,Abraham Pais以軼事的方式記錄了這場以狂熱的節(jié)奏發(fā)生的革命.其中有一段是這樣的：1925年,Samuel Goudsmit和George Uhlenbeck就提出了電子自旋的概念,玻爾對此深表懷疑.10月玻爾乘火車前往荷蘭的萊頓參加亨德里克·A·洛倫茲（Hendrik A. Lorentz）的50歲生日慶典,泡利在德國的漢堡碰到玻爾并探詢玻爾對電子自旋可能性的看法；玻爾用他那著名的低調(diào)評價的語言回答說,自旋這一提議是“非常,非常有趣的”.后來,愛因斯坦和Paul Ehrenfest在萊頓碰到了玻爾并討論了自旋.玻爾說明了自己的反對意見,但是愛因斯坦展示了自旋的一種方式并使玻爾成為自旋的支持者.在玻爾的返程中,遇到了更多的討論者.當(dāng)火車經(jīng)過德國的哥挺根時,海森堡和約當(dāng)接站并詢問他的意見,泡利也特意從漢堡格趕到柏林接站.玻爾告訴他們自旋的發(fā)現(xiàn)是一重大進(jìn)步.
量子力學(xué)的創(chuàng)建觸發(fā)了科學(xué)的淘金熱.早期的成果有：1927年海森堡得到了氦原子薛定諤方程的近似解,建立了原子結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)；John Slater,Douglas Rayner Hartree,和Vladimir Fock隨后又提出了原子結(jié)構(gòu)的一般計算技巧；Fritz London和Walter Heitler解決了氫分子的結(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上,Linus Pauling建立了理論化學(xué)；Arnold Sommerfeld和泡利建立了金屬電子理論的基礎(chǔ),Felix Bloch創(chuàng)立了能帶結(jié)構(gòu)理論；海森堡解釋了鐵磁性的起因.1928年George Gamow解釋了α放射性衰變的隨機(jī)本性之謎,他表明α衰變是由量子力學(xué)的隧道效應(yīng)引起的.隨后幾年中,Hans Bethe建立了核物理的基礎(chǔ)并解釋了恒星的能量來源.隨著這些進(jìn)展,原子物理、分子物理、固體物理和核物理進(jìn)入了現(xiàn)代物理的時代.
量子力學(xué)要點
伴隨著這些進(jìn)展,圍繞量子力學(xué)的闡釋和正確性發(fā)生了許多爭論.玻爾和海森堡是倡導(dǎo)者的重要成員,他們信奉新理論,愛因斯坦和薛定諤則對新理論不滿意.
基本描述：波函數(shù).系統(tǒng)的行為用薛定諤方程描述,方程的解稱為波函數(shù).系統(tǒng)的完整信息用它的波函數(shù)表述,通過波函數(shù)可以計算任意可觀察量的可能值.在空間給定體積內(nèi)找到一個電子的概率正比于波函數(shù)幅值的平方,因此,粒子的位置分布在波函數(shù)所在的體積內(nèi).粒子的動量依賴于波函數(shù)的斜率,波函數(shù)越陡,動量越大.斜率是變化的,因此動量也是分布的.這樣,有必要放棄位移和速度能確定到任意精度的經(jīng)典圖象,而采納一種模糊的概率圖象,這也是量子力學(xué)的核心.
對于同樣一些系統(tǒng)進(jìn)行同樣精心的測量不一定產(chǎn)生同一結(jié)果,相反,結(jié)果分散在波函數(shù)描述的范圍內(nèi),因此,電子特定的位置和動量沒有意義.這可由測不準(zhǔn)原理表述如下：要使粒子位置測得精確,波函數(shù)必須是尖峰型的,然而,尖峰必有很陡的斜率,因此動量就分布在很大的范圍內(nèi)；相反,若動量有很小的分布,波函數(shù)的斜率必很小,因而波函數(shù)分布于大范圍內(nèi),這樣粒子的位置就更加不確定了.
波的干涉.波相加還是相減取決于它們的相位,振幅同相時相加,反相時相減.當(dāng)波沿著幾條路徑從波源到達(dá)接收器,比如光的雙縫干涉,一般會產(chǎn)生干涉圖樣.粒子遵循波動方程,必有類似的行為,如電子衍射.至此,類推似乎是合理的,除非要考察波的本性.波通常認(rèn)為是媒質(zhì)中的一種擾動,然而量子力學(xué)中沒有媒質(zhì),從某中意義上說根本就沒有波,波函數(shù)本質(zhì)上只是我們對系統(tǒng)信息的一種陳述.
對稱性和全同性.氦原子由兩個電子圍繞一個核運(yùn)動而構(gòu)成.氦原子的波函數(shù)描述了每一個電子的位置,然而沒有辦法區(qū)分哪個電子究竟是哪個電子,因此,電子交換后看不出體系有何變化,也就是說在給定位置找到電子的概率不變.由于概率依賴于波函數(shù)的幅值的平方,因而粒子交換后體系的波函數(shù)與原始波函數(shù)的關(guān)系只可能是下面的一種：要么與原波函數(shù)相同,要么改變符號,即乘以-1.到底取誰呢?
量子力學(xué)令人驚詫的一個發(fā)現(xiàn)是電子的波函數(shù)對于電子交換變號.其結(jié)果是戲劇性的,兩個電子處于相同的量子態(tài),其波函數(shù)相反,因此總波函數(shù)為零,也就是說兩個電子處于同一狀態(tài)的概率為0,此即泡利不相容原理.所有半整數(shù)自旋的粒子(包括電子)都遵循這一原理,并稱為費(fèi)米子.自旋為整數(shù)的粒子(包括光子)的波函數(shù)對于交換不變號,稱為玻色子.電子是費(fèi)米子,因而在原子中分層排列；光由玻色子組成,所以激光光線呈現(xiàn)超強(qiáng)度的光束(本質(zhì)上是一個量子態(tài)).最近,氣體原子被冷卻到量子狀態(tài)而形成玻色-愛因斯坦凝聚,這時體系可發(fā)射超強(qiáng)物質(zhì)束,形成原子激光.
這一觀念僅對全同粒子適用,因為不同粒子交換后波函數(shù)顯然不同.因此僅當(dāng)粒子體系是全同粒子時才顯示出玻色子或費(fèi)米子的行為.同樣的粒子是絕對相同的,這是量子力學(xué)最神秘的側(cè)面之一,量子場論的成就將對此作出解釋.
爭議與混亂
量子力學(xué)意味著什么?波函數(shù)到底是什么?測量是什么意思?這些問題在早期都激烈爭論過.直到1930年,玻爾和他的同事或多或少地提出了量子力學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)闡釋,即哥本哈根闡釋；其關(guān)鍵要點是通過玻爾的互補(bǔ)原理對物質(zhì)和事件進(jìn)行概率描述,調(diào)和物質(zhì)波粒二象性的矛盾.愛因斯坦不接受量子理論,他一直就量子力學(xué)的基本原理同玻爾爭論,直至1955年去世.
關(guān)于量子力學(xué)爭論的焦點是：究竟是波函數(shù)包含了體系的所有信息,還是有隱含的因素(隱變量)決定了特定測量的結(jié)果.60年代中期約翰·S·貝爾(John S. Bell)證明,如果存在隱變量,那么實驗觀察到的概率應(yīng)該在一個特定的界限之下,此即貝爾不等式.多數(shù)小組的實驗結(jié)果與貝爾不等式相悖,他們的數(shù)據(jù)斷然否定了隱變量存在的可能性.這樣,大多數(shù)科學(xué)家對量子力學(xué)的正確性不再懷疑了.
然而,由于量子理論神奇的魔力,它的本質(zhì)仍然吸引著人們的注意力.量子體系的古怪性質(zhì)起因于所謂的糾纏態(tài),簡單說來,量子體系(如原子)不僅能處于一系列的定態(tài),也可以處于它們的疊加態(tài).測量處于疊加態(tài)原子的某種性質(zhì)(如能量),一般說來,有時得到這一個值,有時得到另一個值.至此還沒有出現(xiàn)任何古怪.
但是可以構(gòu)造處于糾纏態(tài)的雙原子體系,使得兩個原子共有相同的性質(zhì).當(dāng)這兩個原子分開后,一個原子的信息被另一個共享(或者說是糾纏).這一行為只有量子力學(xué)的語言才能解釋.這個效應(yīng)太不可思議以至于只有少數(shù)活躍的理論和實驗機(jī)構(gòu)在集中精力研究它,論題并不限于原理的研究,而是糾纏態(tài)的用途；糾纏態(tài)已經(jīng)應(yīng)用于量子信息系統(tǒng),也成為量子計算機(jī)的基礎(chǔ).
二次革命
在20年代中期創(chuàng)立量子力學(xué)的狂熱年代里,也在進(jìn)行著另一場革命,量子物理的另一個分支——量子場論的基礎(chǔ)正在建立.不像量子力學(xué)的創(chuàng)立那樣如暴風(fēng)疾雨般一揮而就,量子場論的創(chuàng)立經(jīng)歷了一段曲折的歷史,一直延續(xù)到今天.盡管量子場論是困難的,但它的預(yù)測精度是所有物理學(xué)科中最為精確的,同時,它也為一些重要的理論領(lǐng)域的探索提供了范例.
激發(fā)提出量子場論的問題是電子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時原子怎樣輻射光.1916年,愛因斯坦研究了這一過程,并稱其為自發(fā)輻射,但他無法計算自發(fā)輻射系數(shù).解決這個問題需要發(fā)展電磁場(即光)的相對論量子理論.量子力學(xué)是解釋物質(zhì)的理論,而量子場論正如其名,是研究場的理論,不僅是電磁場,還有后來發(fā)現(xiàn)的其它場.
1925年,玻恩,海森堡和約當(dāng)發(fā)表了光的量子場論的初步想法,但關(guān)鍵的一步是年輕且本不知名的物理學(xué)家狄拉克于1926年獨(dú)自提出的場論.狄拉克的理論有很多缺陷：難以克服的計算復(fù)雜性,預(yù)測出無限大量,并且顯然和對應(yīng)原理矛盾.
40年代晚期,量子場論出現(xiàn)了新的進(jìn)展,理查德·費(fèi)曼(Richard Feynman),朱利安·施溫格(Julian Schwinger)和朝永振一郎(Sinitiro Tomonaga)提出了量子電動力學(xué)(縮寫為QED).他們通過重整化的辦法回避無窮大量,其本質(zhì)是通過減掉一個無窮大量來得到有限的結(jié)果.由于方程復(fù)雜,無法找到精確解,所以通常用級數(shù)來得到近似解,不過級數(shù)項越來越難算.雖然級數(shù)項依次減小,但是總結(jié)果在某項后開始增大,以至于近似過程失敗.盡管存在這一危險,QED仍被列入物理學(xué)史上最成功的理論之一,用它預(yù)測電子和磁場的作用強(qiáng)度與實驗可靠值僅差2/1,000,000,000,000.
盡管QED取得了超凡的成功,它仍然充滿謎團(tuán).對于虛空空間(真空),理論似乎提供了荒謬的看法,它表明真空不空,它到處充斥著小的電磁漲落.這些小的漲落是解釋自發(fā)輻射的關(guān)鍵,并且,它們使原子能量和諸如電子等粒子的性質(zhì)產(chǎn)生可測量的變化.雖然QED是古怪的,但其有效性是為許多已有的最精確的實驗所證實的.
對于我們周圍的低能世界,量子力學(xué)已足夠精確,但對于高能世界,相對論效應(yīng)作用顯著,需要更全面的處理辦法,量子場論的創(chuàng)立調(diào)和了量子力學(xué)和狹義相對論的矛盾.
量子場論的杰出作用體現(xiàn)在它解釋了與物質(zhì)本質(zhì)相關(guān)的一些最深刻的問題.它解釋了為什么存在玻色子和費(fèi)米子這兩類基本粒子,它們的性質(zhì)與稟自旋有何關(guān)系；它能描述粒子(包括光子,電子,正電子即反電子)是怎樣產(chǎn)生和湮滅的；它解釋了量子力學(xué)中神秘的全同性,全同粒子是絕對相同的是因為它們來自于相同的基本場；它不僅解釋了電子,還解釋了μ子,τ子及其反粒子等輕子.
QED是一個關(guān)于輕子的理論,它不能描述被稱為強(qiáng)子的復(fù)雜粒子,它們包括質(zhì)子、中子和大量的介子.對于強(qiáng)子,提出了一個比QED更一般的理論,稱為量子色動力學(xué)(QCD).QED和QCD之間存在很多類似：電子是原子的組成要素,夸克是強(qiáng)子的組成要素；在QED中,光子是傳遞帶電粒子之間作用的媒介,在QCD中,膠子是傳遞夸克之間作用的媒介.盡管QED和QCD之間存在很多對應(yīng)點,它們?nèi)杂兄卮蟮膮^(qū)別.與輕子和光子不同,夸克和膠子永遠(yuǎn)被幽禁在強(qiáng)子內(nèi)部,它們不能被解放出來孤立存在.
QED和QCD構(gòu)成了大統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)模型的基石.標(biāo)準(zhǔn)模型成功地解釋了現(xiàn)今所有的粒子實驗,然而許多物理學(xué)家認(rèn)為它是不完備的,因為粒子的質(zhì)量,電荷以及其它屬性的數(shù)據(jù)還要來自實驗；一個理想的理論應(yīng)該能給出這一切.
今天,尋求對物質(zhì)終極本性的理解成為重大科研的焦點,使人不自覺地想起創(chuàng)造量子力學(xué)那段狂熱的奇跡般的日子,其成果的影響將更加深遠(yuǎn).現(xiàn)在必須努力尋求引力的量子描述,半個世紀(jì)的努力表明,QED的杰作——電磁場的量子化程序?qū)τ谝鍪?問題是嚴(yán)重的,因為如果廣義相對論和量子力學(xué)都成立的話,它們對于同一事件必須提供本質(zhì)上相容的描述.在我們周圍世界中不會有任何矛盾,因為引力相對于電力來說是如此之弱以至于其量子效應(yīng)可以忽略,經(jīng)典描述足夠完美；但對于黑洞這樣引力非常強(qiáng)的體系,我們沒有可靠的辦法預(yù)測其量子行為.
一個世紀(jì)以前,我們所理解的物理世界是經(jīng)驗性的；20世紀(jì),量子力學(xué)給我們提供了一個物質(zhì)和場的理論,它改變了我們的世界；展望21世紀(jì),量子力學(xué)將繼續(xù)為所有的科學(xué)提供基本的觀念和重要的工具.我們作這樣自信的預(yù)測是因為量子力學(xué)為我們周圍的世界提供了精確的完整的理論；然而,今日物理學(xué)與1900年的物理學(xué)有很大的共同點：它仍舊保留了基本的經(jīng)驗性,我們不能徹底預(yù)測組成物質(zhì)的基本要素的屬性,仍然需要測量它們.
或許,超弦理論是唯一被認(rèn)為可以解釋這一謎團(tuán)的理論,它是量子場論的推廣,通過有長度的物體取代諸如電子的點狀物體來消除所有的無窮大量.無論結(jié)果何如,從科學(xué)的黎明時期就開始的對自然的終極理解之夢將繼續(xù)成為新知識的推動力.從現(xiàn)在開始的一個世紀(jì),不斷地追尋這個夢,其結(jié)果將使我們所有的想象成為現(xiàn)實.