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产品编号：066904-01
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爱因斯坦与万物之理：统一路上人和事 前言
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本书定名为《爱因斯坦与万物之理：统一路上人和事》，其内容叙述的并不主要是爱因斯坦本人的工作和成就，而是记录了众多理论物理学家们在追求探索“统一理论”的道路上留下的足迹。
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自古以来，科学家们就追求理论的完美，牛顿力学的经典理论算是实现了物理理论统一的第一座丰碑，法拉第和麦克斯韦将“电、磁、光”三者，统一在一组漂亮而对称的方程式中。爱因斯坦在成功地建立了两个相对论之后，便萌生了“统一大梦”，企图寻找一个能够解释万物的理论，但最后以失败而告终。至今又过去了大半个世纪，数千名物理学家前仆后继地追随爱因斯坦的梦想，探求万物之理。在这条坎坷的统一路上，看起来颇有进展却仍然未得其果。
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几十年来，与统一大业有关而发展起来的理论模型不少：基本粒子标准模型、宇宙大爆炸学说、描写相互作用的规范场、量子引力、超弦理论、超对称、M理论、大统一论、万有理论，哪一个算得上是统一理论呢？都是，又都不是。这所有理论中固然有不少交叉和重复，但即便所有理论的总和，也远远够不上是“万物之理”。
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也许所谓的万物之理并不存在！实际上，每提出一个新理论，解决了某些老问题，又往往会产生出许多新的未解之谜。其实这就是科学发展进步的正常途径，寻找万物之理，不过是代表了人类追求探索大自然秘密的一个循环上升而无限逼近的过程而已。
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此外，物理学是基于实验和观测的科学，正如著名物理学家温伯格所说：“物理学并不是一个已完成的逻辑体系”。过去和现在不是，将来也不会是。物理理论必须不断地改造和修正，不断地革命，才能符合从实验和观测中得到的新数据。
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尽管万物之理难以企及，但是，追求美是人类的天性，追求一个统一的“万物之理”便是这种天性在物理学中的体现。
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20世纪80年代初期，广义相对论量子化的研究曾经引人注目，在得克萨斯州大学奥斯丁分校的相对论及理论物理中心，荟萃了研究量子引力的几位大师级人物，其中有：费曼的老师约翰·惠勒，引力量子化的奠基人布莱斯·德威特，霍金在英国的博士指导教授丹尼斯·夏玛。此外还有属于年轻一辈的几位。后来，又来了诺贝尔奖得主温伯格教授。笔者当年在那儿读博士期间感觉受益匪浅，也亲眼目睹了物理大师们孜孜不倦地寻求“万物之理”的奋斗精神。
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几十年一晃而过，几位老一辈的物理学家已经作古，当年的年轻人也人到中年，仍然在继续努力，探索不止。
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为此，笔者将这本小书奉献给渴求了解物理统一理论的广大读者们，并以此纪念那些为求万物之理而辛勤耕耘默默奉献的无数物理学前辈们！
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爱因斯坦与万物之理：统一路上人和事 引言 物理理论的简约之美
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统一的意思就是使事物简单化。从多变少，由少归一，便谓之统一。
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爱因斯坦在解释了光电效应、提出两个相对论之后，便开始了对统一场论的研究。大有“躲进小楼成一统，管他冬夏与春秋”之势，这一“统”就是三十余年，到死方休。爱因斯坦将其后半生都献给了物理学中的这场“统一之梦”。然而，他为此独自奋斗三十余年却未得其果。
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尽管“统一场论”一词始于爱因斯坦，但其思想却始于麦克斯韦和法拉第的电磁场理论。事实上，如果略去“场论”二字，只谈理论之统一，那就应该追溯到牛顿时代了。
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爱因斯坦逝世后，物理学家们在这条统一之路上，又走过了一个甲子的历程。在六十年的风风雨雨、点点滴滴中，理论物理学家们究竟作了些什么？统一之路如今走到了哪里？前途如何？本书作者从介绍牛顿力学、量子力学开始，到数学中的群论、对称守恒原理，再介绍标准模型、规范理论、量子场论、费曼路径积分、费曼图等，让读者对理论物理中的“统一”大框架，特别是主流物理界公认的“标准模型”，有一个基本认识。最后，也探讨一下统一理论与大爆炸宇宙学、暗物质、暗能量的关系，以及标准模型的困难和局限，并简要地介绍包括弦论、M理论、弦网等概念，让读者不仅领略到理论的美妙和科学家的追求，也体会到科学研究的艰辛，更激励着年轻人保持探索自然规律的愿望和好奇心，踏进科学的大门。
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物理学中的统一之路，实际上追求的是一种简约之美。
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把复杂的事情简单化，是一种本领和智慧。简约并不简单，大智若愚、大道至简，用简去繁、以少胜多。中国清代有位书画家郑板桥，被称为“扬州八怪”之一，他在书斋中挂了一幅自写的对联，题曰：“删繁就简三秋树，领异标新二月花”，以此表明他的书法及文学理念，主张以最简练、清晰的笔墨和不同凡响的思想表现出最丰富的内容。
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而物理学家的“统一”，归纳起来有三个方面：一是物理规律的统一；二是物质本源的统一；三是相互作用的统一。
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因而，物理学家所追求的简单化、统一化，听起来与郑板桥追求的书画笔墨及文字之“简约”，如出一辙。两者实质上也就是所谓“奥卡姆剃刀”原则的变换说法，同属“简约之美”。
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奥卡姆不是人名，而是英格兰的一个村庄。14世纪时，那里出了一位叫做“威廉”的逻辑学家。此人流传下来的东西不多，唯有这一句话脍炙人口——Entities should not be multiplied unnecessarily。可用中文将其翻译成一段八字格言：如无必要，勿增实体（奥卡姆剃刀原则）。意思是说，删除一切没必要的多余“实体”，留下最精炼的部分。
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