第十六章大統 一論【１2７】

一切照著搬過來就備，只欠尋求引力波存在的這個東風，來證實引力場理論了；就此連引力也可以納入量子理論這個範疇了。可是引力子的能量比光子小得多，一對電子之間的電磁力是引力的1042倍，如此弱的萬有引力探測十分困難，因而就此擱淺。科學家在確認引力波存在的問題上，採取著十分謹慎的態度，正在設計能發射引力波的裝置，繼續從各方面探測引力波。而引力波是否存在是一個極其重大的理論與實驗問題。它關係到進一步認識物質的結構和本性，是量子力學急待解決的問題。

大統一理論（GUT）是一種統一電磁、強和弱力的理論；實際上它並不是單一的一個理論，而是合併了幾個主要類似理論的綜合統稱；它們也並沒有取得多大進展。說到它的時候須注意，大統一理論並不包括引力，它是一類不包括引力在內的統一理論。這也就是這個理論不能令人滿意的地方。這主要是由於引力並不屬於量子理論，而引力僅僅是屬於廣義相對論的「經典理論」的。它的解釋是幾何性質的，因而並不具有量子特徵，特別要注意的是「引力」的創造者，愛因斯坦是決不會將引力與量子理論的核心原則「不確定性原理」混在一起的。而試圖將引力場量子化的工作又無實質性的進展。現在對大統一理論沒有包含引力的主要解釋還是引力太微弱了。應該說這先天不足並不包括引力的理論，稱作大統一理論本身就不是名副其實的。

在大統一理論（GUT）研究中，還需要有巨大的所謂「大統一能量」，它是指一旦達到了比它更大的能量后，電磁力、弱力和強力之間的差別就消失了。也就意味著這三者真正統一了。那麼大統一能量具體到底有多大呢？答案是太大了。至少大到目前想象中都製造不出來的程度。大統一能量的具體數值還並不很清楚，可能至少要在1千萬億吉電子伏（1015ve）。而當代的粒子加速器也就只能產生10吉電子伏，就拿下一代來說也就只能產生100吉電子伏。這對於研究薩拉姆——溫伯格理論的電磁力和弱力統一的能量，也就是被稱作「弱電統一能量」的，即：可使電磁力和弱力之間的差別消失至少需要的能量，來說夠用了。但卻遠遠低於大統一能量。估計能將粒子加速到大統一能量的加速器，它的體積至少要和太陽系一樣大，因而根本無法直接在實驗室中證實大統一理論。現代大統一理論預言：在大約100吉電子伏的弱電統一理論中和大約1千萬億吉電子伏的大統一能量之間，不會有什麼本質上新的現象發生。人們正試圖如同弱電統一理論中那樣，設法在低能量下檢測它的推論。

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