编者按：贯彻实施《全民科学素质纲要》，推进公众理解科学，带动科普工作跃上一个新台阶，是科协组织神圣的使命。在党的十七大隆重召开之际，本报与北京市科协共同启动 “贯彻《科学素质纲要》”栏目的子栏目“科学前沿”，搭建读者了望前沿科学平台，以期推动《科学素质纲要》实施。
“1957年，我们提出一个弱相互作用下部分完整的理论，与7个实验结果不相符合；然而，它非常优美，因而我们发表了它。事实上， 那些实验结果确实是错误的……” 1969年诺贝尔物理学奖获得者莫里?盖尔曼，10月13日在北京举行的“科学探索与人类福祉：提升科学精神与建设和谐社会”国际研讨会上做报告《自然同其自身保持一致》，揭示自然法则特征。
盖尔曼阐述说，基本粒子组成宇宙万物，它们的特性与自然界中4种相互作用联系在一起。这4种基本力是重力、电磁力、强作用力（将原子核聚在一起）与弱相互作用力（负责几种形式的放射能）。他说，尤为值得注意的是，在基础物理学中，一个优美的理论有可能是正确的。爱因斯坦毫不介意有人认为他的基本理论譬如相对论，也许会被实验证明是错误的。然而他坚信：一个真正优美的理论可以经受这样的挑战，任何相悖的实验结果都会被证明是错误的。结果证明爱因斯坦是对的。
为什么说优美或简约，是检验基础物理理论是否正确的一个有效标准；这里优美或简约指的是什么；如果其存在，人类及人类思维在此中发挥何种作用？
盖尔曼说，如果一个理论可以通过现有数学方式简明扼要地表达出来，那么它就是优美或简约的。他说，大自然有其内部法则，依据牛顿所说：“自然哲学的责任，就是把这些法则找出来。”而在牛顿生活的那个时代，自然哲学指的就是科学。
盖尔曼强调，基本法则采取的是所有基本力和基本粒子统一的量子理论形式。由于它是量子力学，因而它能够预测未来事件和给定的过去事件的概率（有些是近乎确定的）。他说，宇宙的历史，是由基本法则和难以想象的一长串意外事件共同决定的，因而基本法则不可能成为一个“万物理论”。
盖尔曼将物理学家探索自然奥秘不断逼近真理的过程，形象地比喻为一片一片地剥“洋葱皮”。他说，随着研究逐步深入，由此下一片“洋葱皮”即基本法则的象征，在某种程度上类似于上一片“洋葱皮”，此乃基本法则的一个特性。基本法则在不同级别上的表现，展现了其自身的相似性。牛顿称其为“自然同其自身保持一致”。结果，新遇到的现象都可以用相当简约因而相当优美的方式，借助数学进行描述。
盖尔曼举例说：牛顿提出有关两个物体之间引力的一个著名公式：引力同物体之间的距离的平方成反比；此后，库仑发现计算两个电荷之间电场力的公式；再到后来，麦克斯韦写出了统一电和磁的方程式。
盖尔曼介绍说，19世纪末，美国耶鲁大学J?威拉德?吉布斯和英国奥利弗?海维赛德提出矢量分析（一种新数学表达式），这个表达式使得麦克斯韦的关系式表达更加紧凑，因而更加优美。此后，爱因斯坦提出狭义相对论，使更加简约的公式表达成为可能。 这个公式可以更好地展示狭义相对论下系统的对称性，因而麦克斯韦的方程组被缩减为两个简短的方程式。盖尔曼说，50年前， 杨振宁和米尔斯提出了一组新的方程式。这些方程式是在高度对称性的基础上对麦克斯韦方程式的概括。接着，一些基本粒子理论家展示了如何进一步概括杨―米尔斯理论，由此如何更好地描述除电磁和引力以外的力――强力和弱力这一问题被提出。这让我们顿悟，为何“洋葱皮”有相似性，为何描述一片“洋葱皮”的方程式可以优美、简洁地描述另一片。这里关键的一点，是这些连续表现背后所展示的有关所有粒子和力的统一理论的相似性―― 一片“洋葱皮”的数学公式，同另一片“洋葱皮”的数学公式相同或密切相关。《大众科技报》图片说明我国著名发明家张开逊手持照相机，对盖尔曼说：“看着我，作思考宇宙状”。盖尔曼顺从地微笑，留下了这张影像。
记者 朱广菁 谢宏 来源：《大众科技报》
