在物理学史上发生的“大综合”不同于近代物理学在广义相对论和量子力学基础上发生的“大统一”，“大综合”既是对过去积累的知识体系的重新整合，也是站在一个更高的知识平台上创新旧有的知识体系，在旧有知识体系中孕育的新知识体系即能在一定的物理条件下回到、或者解释旧有的知识内容，又能在一定的物理条件下产生新的结果，得到检验的新知识体系能够预测新的物理事件。17世纪的牛顿用“三大定律”和万有引力定律完成了物理学史上的一次“大综合”，牛顿物理学的知识体系既包含了“前牛顿时代”的理论成果，又超越了包括伽利略和开普勒在内的前辈物理学家所发现的“力与运动”规律。可以从哲学“等效原理”的角度来分析物理学的“大统一理论”，但是，不能“生搬硬套”地用“等效原理”来解读物理学史上的“大综合”，在牛顿和伽利略力学之间存在部分“等效原理”，而不是全部“等效原理”，牛顿力学的第一定律和伽利略的惯性定律完全一致，两种力学体系存在部分的“等效原理”，说明牛顿继承了伽利略力学和运动学的成果，但是，伽利略和开普勒没有发现力与运动相互关系的牛顿第二定律，因此，牛顿力学和伽利略、开普勒力学之间不存在完全的“等效关系”。本作者发现可以将宇宙哲学的“等效原理”划分为部分和完全的两种，就像物理学家将广义相对论的“等效原理”划分为“弱等效原理”和“强等效原理”一样，一般说来，“部分等效原理”更接近“弱等效原理”，而“完全等效原理”更接近“强等效原理”。相对论和量子论的“统一”代表了未来理论物理学发展的方向，应用哲学“等效原理”来解释两者的融合和统一时，我们使用了局部的、弱的等效原理。

为了物理学“统一理论”研究的便利性和清晰性，本作者需要引进“两个词条”，第一个词条是“狭义统一理论”，第二个词条是“广义统一理论”，两个词条的引入能够带来怎样理论认知的“便利化”昵？我们知道，在相对论和量子论相结合的“统一理论”中存在两条“路线图”，一条路线是将广义相对论和量子力学结合起来，建立量子化引力理论、或引力量子化理论，代表了本作者称之为的“狭义统一理论”，比如：量子引力理论中的圈量子理论，它仅仅涉及到引力，涉及到广义相对论尺度的引力和量子力学尺度的引力，代表了一种纯粹的、“狭义的”的路线；另一条路线则是将广义相对论框架的引力和电磁力、弱力和强力结合起来，建立四种基本力相结合的“统一场理论”，代表了本作者称之为的“广义统一理论”，比如：弦理论和超弦理论、“万物理论”、或M理论，它不仅涉及到引力，还涉及到引力以外的其它基本力，代表了一种混杂的、“广义的”路线。物理学家习惯地将“两条路线”的统一理论称之为量子引力理论，或者将相对论和量子论在任何形式上的融合、统一称之为量子引力理论，如果我们接受了物理学家这种“意义的解释”，那么本作者不得不给出一个“思想的艺术”结论：在物理学的大统一理论和量子引力理论之间存在“等效原理”，可以发生一种“等效解释”。我们可以将物理学大统一理论和量子引力理论看成是两种类型，将大统一理论理解为“广义统一理论”，而将量子引力理论理解为“狭义统一理论”，如此的划分可以让我们清楚地看到，晚年的爱因斯坦致力于“广义统一理论”的建构，力图将自然中的四种基本力统一起来，找到一个形式一致的数学方程组。

既可以将弦理论和圈量子理论理解为两种不同的量子引力理论，也可以将它们理解为“后爱因斯坦时代”两种不同的物理学统一理论，霍金等物理学家倡导的“万物理论”、或自然世界的“终极理论”既可以指“终极的”量子引力理论，也可以指“终极的”物理学统一理论，我们可以从哲学“等效原理”来理解其中的奥妙。爱因斯坦没有在“广义统一理论”的方向上获得大的进展，或者没有找到对四种基本力的统一解释，他没有提出引力量子化的概念，没有将“狭义统一理论”、或者量子引力理论作为自己的研究方向，但是，爱因斯坦预言了引力波的存在，而引力波的理论预言和检验相当于为引力的量子化开辟了道路，“拉开了闸门”，我们知道牛顿没有提出引力的量子化概念，没有探究引力更深层次的本质，他没有将引力的概念和时间性、空间性联系起来，爱因斯坦预测了引力波，相当于把引力和时空的概念联系起来，引力波意味着“量子化”的引力在时空中的传播，就像“量子化”的电磁力在时空中的传播一样，预言了引力波的存在是爱因斯坦超越牛顿引力理论的另一个标志，物理学说史家通常认为，爱因斯坦超越牛顿之处仅在于他提出了时空弯曲理论，实际上，正是由于预言了引力波，爱因斯坦的“一只脚”已经踏入了引力量子化的“门槛”，而牛顿的“两只脚”都在这一“门槛”的外面，让我们感到惊讶不已的是，爱因斯坦先是将他的“左脚”伸进了引力量子化的“门槛”，然后缩了回来，接着，又将“右脚”迈进了引力量子化的“门槛”，他的“左脚”代表了引力波物理学；他的“右脚”代表了物理学的大统一理论。爱因斯坦是一位科学史上最有传奇色彩的科学家，大大超越了他生活的那个时代，但是，我们不能要求他无限地超越自己的时代。尽管弦理论和圈量子理论等量子引力理论没有彻底地解决引力量子化的问题，但是，公正和客观地说来，这些量子引力理论不仅丰富，而且超越了爱因斯坦对引力本质的认识。在量子引力的研究领域，一个爱因斯坦不够，需要科学家集体的智慧和力量，在过去的几十年中，已经有几十位、几百位科学家做出了显著的贡献，随着中国科学家加入到搜索引力波和原初引力波的行列，中国科学家的名字一定会出现在物理科学的史册上。

除了将物理学统一理论划分为“狭义统一论”和“广义统一论”之外，本作者发现物理学“统一理论”和引力波理论有一个不同的地方，在引力波理论的情形中，先是有爱因斯坦对引力波的预言，后是有一百年之后对引力波预言的证实，LIGO国际合作团队对引力波的发现只是初步的，彻底地检测引力波的存在还需要时间，也许中国科学家对引力波的多波段搜索能够彻底地检验引力波，哪怕否定了LIGO团队的结论也是一项了不起的成果。在物理学统一理论的情形中，天文学家早已发现了黑洞的存在，初步证实了理论预言的引力波，天文观测和物理实验指出了“狭义统一论”、“广义统一论”的现实性，但是，理论物理学家和数学家在相对论和量子论“统一化”的解释中遇到了前所未有的困难，牛顿和爱因斯坦对时空和物质结构的认识和量子物理学家产生了难以克服的尖锐矛盾，爱因斯坦的时空观和物质观不同于牛顿的经典理论，但是，与量子物理学的时空和物质观相比，他的这些观点代表了牛顿的经典解释。虽然不能从观测和实验中检验量子引力理论，比如：物理学家没有找到能够验证圈量子引力和弦理论的实验手段，但是，理论物理学家和数学家目前和未来所面临的首要问题仍然是探索狭义和广义“统一论”的可能性，找到理论模型和数学方程式的描述。为什么说黑洞和引力波提供了“狭义和广义统一论”的现实性昵？这是因为在引力波发现的情形中，广义相对论预言了引力波，量子物理的“物质波”理论刻画了引力波；而在黑洞观测和发现的情形中，黑洞的物理属性适合于广义相对论和量子力学的两种描述。

对牛顿引力和对爱因斯坦引力进行“量子化”的描述不会仅仅产生一种、或两种量子引力理论，也许存在多种多样的“量子化”方法，圈量子理论和弦理论只是其中的两种，这两种主要的量子引力理论可以划分许多的分支，各自形成庞大的理论体系，可以在两种理论中找到共同点，发现“等效原理”的解释，也可以找到不同点，发现“非等效原理”的解释，因此，在圈量子理论和弦理论之间存在局部“等效原理”的可能。没有唯一的量子化方法，就像没有唯一的描述粒子量子行为的数学工具一样，由于数学家既用波函数的数学工具描述粒子的量子行为，也用矩阵的数学工具描述粒子的量子行为，因此，本作者发现，在对粒子行为的数学方程描述中，波函数的数学工具和矩阵的数学工具之间存在“等效原理”，并且属于完全的、比较强的等效关系，反过来说，本作者在哲学层面给出的“等效原理”也可以从波函数和矩阵数学的两种同等有效的描述中找到数学和物理意义的依据，为一切哲学原理寻找自然科学的依据也是本作者理论追求的目标，从自然科学中找到推动哲学发展的动力能够给我们的世界观和价值观带来新的变化，很多的思想发现需要用文字记录下来，否则，这些有意思的思想发现就会“一闪而过”，消失得无影无踪。没有得到检验的圈量子理论和弦理论能够解释一些广义相对论不能解释的现象，比如：圈量子理论解释了普朗克尺度的时空概念，解释了黑洞“熵”的面积定律，弦理论解释了对称性和所有基本力和能量的统一性，但是，由于圈量子理论和弦理论得不到观测和实验的检验，一些科学家认为这两种理论走进了“死胡同”，不值得为两种理论“买单”，建造大型的物理实验装置，比如：建造另一座更高能量级别的大型强子对撞机。

当然，绝大多数的学子应当选择“工程物理学”专业，工程物理学可以“当饭吃”，像核物理、医学物理、生物物理、化学物理、建筑物理等都是如此，“当饭吃”的含义指的是它们与国民经济有紧密的联系，物理学专业的学生能够适应绝大多数的国民经济行业和部门的需求，只有量子引力领域的物理学家不能在国民经济领域找到相应的位置，但是，引力波物理学也许能够衍生出新的经济行业，从而变成工程物理学的一部分，就像电磁波变成通讯工程的一部分一样。我们知道，普朗克提出量子理论和爱因斯坦提出广义相对论已经有一百多年的时间，量子论的提出甚至比广义相对论更早，有趣的是普朗克提出量子论的背景是电磁辐射理论，而爱因斯坦提出广义相对论的背景是引力理论，当时的经典电磁理论和牛顿的经典引力理论遇到了危机，经典电磁辐射理论的危机是在冶金实践领域发现的，而牛顿经典引力的危机是爱因斯坦独自发现的，属于“形而上学”的思辨产物。将相对论和量子论统一起来，也就意味着将普朗克对电磁辐射的解释和爱因斯坦对广义相对论的解释融合在一个体系中，晚年的爱因斯坦在“大统一理论”的建构中首先尝试将电磁理论和引力理论结合起来，从中找到一个形式一致的数学表达式，也许他首先尝试的是将广义相对论的引力理论和麦克斯韦的电磁理论结合起来，而不是和普朗克的电磁辐射理论融合起来，“狭义统一理论”、或者量子引力理论则不是将电磁理论和引力理论统一成一个整体，而是应用量子论的方法，将广义相对论的引力理论进行量子化处理，得到“量子引力”的结果。

爱因斯坦的“广义统一论”和量子引力物理学家的“狭义统一论”都没有建立起来，这是现在和未来物理学需要解决的最大难题，属于物理学中的“第一科学”。爱因斯坦建立广义相对论的物理大厦，普朗克、波尔、薛定谔、海森堡等一大批物理学家建立了量子物理的大厦，“双子塔”的大厦缺少一个相互连接的桥梁，量子引力理论就是这样的一座“彩虹之桥”，尽管爱因斯坦和普朗克、波尔等物理学家的观点存在尖锐的对立，但是，在爱因斯坦和普朗克、波尔的理论之间存在“等效解释”的可能，准确地说来存在可转换性的可能，这种以“转换原理”为基础的变化就是量子化的含义。量子引力理论的研究在目前似乎处于停滞状态，成为“冷门”，一些物理学家转向了其它研究领域，工程物理学则始终是“热门”。理论物理学家将量子引力理论看成是二十世纪和二十一世纪物理学晴朗上空中的“一朵乌云”，就像经典的电磁理论不能解释电磁辐射能量，经典的牛顿理论不能解释光的传播一样，这两种经典的物理理论变成了十九世纪末物理学晴朗上空的“两朵乌云”，化解十九世纪末物理学天空的“两朵乌云”产生了量子论和广义相对论，而化解二十一世纪物理学天空的“一朵乌云”能够产生量子引力理论，甚至能够填补爱因斯坦物理学“最后的拼图”——“广义统一论”。

（邓如山2017-2-22邮箱：[email protected]&160;）

(Outlookingontheunityofthetheoryofretivityandthetheoryofquantumfromphilosophical“equivalenceprinciple”)

♂狂♂人♂小♂说♂网*♂www.du♂shu.k♂r♂丝♂路♂文♂学♂网*♂www.su♂ns♂il♂u.c♂om