正如我们所强调的,除重力外,主方程暗藏着其他所有的基本物理定律。18世纪末,查尔斯·奥古斯丁·德·库仑(CharlesAugustindeCoulomb)用公式描述的静电排斥就在这里(暗藏在前两行中),同样,整个电学和磁学也在这里。当我们“询问”主方程带电粒子的相互作用时,法拉第的理解和麦克斯韦优美的方程都会浮现出来。当然了,这里所有的结构都以爱因斯坦的狭义相对论为基础。事实上,标准模型中,描述光和物质相互作用的部分被称为量子电动力学。“量子”的意思是指麦克斯韦的方程组必须用量子理论来修正。这些修正很小,却引起了微妙的效果,20世纪中叶,理查德·费曼等人首次对此做了探索。除此之外,主方程还包含有关强相互作用力和弱相互作用力的物理内容。它详细明确了这三种力的特性,这意味着自然的规则被数学方法精准地表述了出来,没有半点歧义和冗余。因此,除了万有引力外,我们的理论似乎接近了大统一理论。毫无疑问,没有人从实验中或从对宇宙的观察中发现任何证据,表明宇宙中存在第五种相互作用力。绝大多数日常现象都可以用电磁学和万有引力定律完美解释。弱相互作用力使太阳保持燃烧,但却很少在我们日常生活中发挥作用。强相互作用力使原子核保持完整,但几乎没有从原子核走出来,把它的巨大威力延伸到宏观世界上来。像桌子和椅子这样的固体属性,实际上是一种错觉,它是由电磁力产生的。实际上,物质内部绝大部分是空的。对于一个原子,若把原子核想象为一颗豌豆,那么电子就是距离豌豆一千米的一粒高速运动的沙粒,除此之外,原子都是空的。把电子比作“沙粒”有些牵强了,应该知道的是它更像波而不是沙粒,这里采用“沙粒”的类比意在烘托原子与原子核的大小对比。当我们用一个原子的电子云推动隔壁绕核呼啸运行的电子云时,物质的固体属性就产生了。因为电子是带电的,所以电子云会相互排斥并阻止原子通过,即便是它们基本上是空的也没有用。当我们透过玻璃窗向外看时,就会很容易发现一条物质为空的线索。虽然玻璃是固体,但光能轻而易举地穿过,带给我们窗外世界的图像。事实上,我们更应该感到惊讶的是为什么木头不是透明的!
能把那么多的物理理论塞进一个方程确实令人印象深刻。这充分体现了维格纳的“数学极不合理的有效性”。为什么这个世界不能再复杂一点?为什么我们可以把庞杂的物理浓缩成一个方程?为什么不需要一个复杂编目的数据库和百科全书?没有人知道大自然为什么允许我们以这样的方式对其进行概括。当然,正是它内在的优美和简洁,吸引了大量的物理学家沉浸在自己的工作中。因此,在提醒自己大自然不会屈服于这种美妙的简化之前,我们可以暂时陶醉于自然被揭示的大美之中。
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