大统一理论

已取得相当成就

大统一理论并非完全荒唐可笑的梦想，因为在统一物理学家对物质世界的描述方面已经取得了相当成就。就在19世纪中叶，电和磁还被看成是两种独立的事物，但

大统一理论示意图

引力

万有引力，乃任何有质体（即有质量之物）之间的相互吸引力。

爱因斯坦在提出相对论以后，从20年代开始就致力于寻找一种统一的理论来解释所有相互作用，也就是解释一切物理现象，爱因斯坦晚年偏离物理界大方向自己研究大统一理论想通过“弱作用，磁场，强作用”来简单的解释宇宙直到他1955年逝世。他几十年的努力虽未成功，但却激励了后人。爱因斯坦在创建相对论时就意识到，自然科学中“统一”的概念或许是一个最基本的法则。还在30年代爱因斯坦就着手研究“大统一理论”，试图将当时已发现的四种相互作用统一到一个理论框架下，从而找到这四种相互作用产生的根源。这一工作几乎耗尽了他后半生的精力，以致于一些史学家断言这是爱因斯坦的一大失误。但是，在爱因斯坦的哲学中，“统一”的概念深深扎根于他的思想中，他越来越确信“自然界应当满足简单性原则”。虽然“大统一理论”没有成功，可是建立统一理论的思想却始终吸引着成千上万的物理学家们。

60年代

在文明的历史中，人们有一种朴素的愿望，世界是统一的。

自然界中，有四种基本的作用力，它们分别是万有引力，电磁相互作用力，弱相互作用力和强相互作用力。大统一理论就是四种基本的作用力在理论上的统一，理论上的统一意味着四种基本的作用力拥有统一的起源，这就要追溯到宇宙之初，来寻求力的起源。

有理论认为，在宇宙大爆炸10~-35秒，宇宙同一场分化出四种基本的作用力。这一观念推动人们不断地寻求大统一理论，尽管道路艰难。

在统一的道路上，做的最成功的是

这样，半个世纪以来，物理科学发展的道路上留下了许多物理学家探索大统一理论的足迹。但是迄今为止，实际上当今世界上的人们向这方面的任何发展都遇到了阻力，谁也尚未能取得统一场论（大统一理论）的真正成功。对此，有的人甚至说，就是归并成功了，达到了人们所期待的单一化了，也无人能断言，它将成为包罗万象和综合性的科学思想兴趣的第一个现象。

然而，现在真正成为问题的是我们这里的一个十分逆反的观点：所谓大统一理论，首先反映的只是人们有关物理学方面的一个思想意向和主观愿望；至于真正的大统一理论内容究竟是什么或怎么样，到目前为止可能谁也不知道。而且我们还认为这是目前一个关于大统一理论问题的最基本的思想认识；离开了这个最基本的思想认识，一切大统一理论的基本认识都将是脱离实际的。因此前面介绍的那些人们关于统一场论的探索，可能只是人们在跟着感觉走，而事情的一个本来面目，则还远未被人们所了解。比如，一个极其严重的问题可能是，统一场理论或大统一理论，不一定就是强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用和万有引力这四种自然力在现行物理学基础上的机械统一；一个把全部物理学都汇合在一个大综合体里的大统一理论，也不一定是应用数学方法（包括重整化方法）把现成物理学知识做统一性的机械组合，等等。总之，我们估计，人们曾经的统一场理论研究，完全有可能在问题研究的对象、方法、立场和角度的出发点地方，一开始就弄错了。而如果我们要达到大统一理论的研究成功，那就可能首先要探索一条与客观事实相适应的物理学发展新道路。

附：真空中单位统一表：

项目 SS制 SM制 SI制真空中关系

引力s-2 m-2 N s-2=C-2m-2=HC-1N

速度 s/s ms-1 ms-1 s=Cm

加速度 s-1 ms-2 ms-2 s-1=Cms-2

质量 s-1 m-3s2 kg s-1=C-3m-3s2=HC-2kg

冲动量 s-1 m-2s Ns=kg ms-1 s-1=C-2m-2s=HC-1Ns

能量 s-1 m-1 Nm s-1=C-1m-1=HNm

动能 s-1 m-1 J s-1=C-1m-1=HJ

磁势能 s-1 s-1 J s-1=HJ=HKVe

电势能 s-1 s-1 Ve s-1=HJ=HKVe

电量 e 个个 e=1.6*10-19K=1

注：1，C=3*108；H=6.63*10-27；K=库仑=6.25*1018；

2，时空曲度为Q的引力场中单位关系C’=C/Q，如：

s-1= Q3C-3m-3s2= Q2HC-2kg。