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    如果這些額外的維確實存在，為什麽我們全然沒有覺察到它們呢？為何我們隻看到三個空間維和一個時間維呢？人們的看法是，其他的維被彎卷到非常小的尺度——大約為一百萬億億億分之一英寸的空間，人們根本無從覺察這麽小的尺度：我們隻能看到一個時間維和三個空間維，在這些維中時空是相當平坦的。這正如一根麥秸的表麵。如果你近看它，就會發現它是二維的（要用兩個數來描述麥秸上的點，一個是沿著麥秸的長度，另一個是圍繞著圓周方向的距離）。

    但是，當你遠看它時，你分辨不出它的粗細，而它就顯得是一維的（隻用沿麥秸的長度來指明點的位置）。對於時空亦是如此：在非常小的尺度下，時空是十維的，並且是高度彎曲的，但是在更大的尺度下，你看不見曲率或者額外的維。如果這個圖象是正確的，對於自願的空間旅行者來講可是個壞消息：額外的維實在是太小了，根本不允許航天飛船通過。

    然而，它引起了另一個重要問題。為何一些而非所有的維都被卷曲成一個小球？也許在宇宙的極早期，所有的維都曾經非常彎曲過。為何一維時間和三維空間被攤平開來，而且他維仍然緊緊地卷曲著？

    人存原理可能提供一個答案。二維空間似乎不足以允許像我們這樣複雜生命的發展。例如，在一維地球上生活的二維動物，為了相互通過，就必須一個爬到另一個之上。

    如果二維動物吃東西時不能將之完全消化，則它必須將其殘渣從吞下食物的同樣通道吐出來，因為如果有一個貫通全身的通道，它就將這生物分割成兩個分開的部分：我們的二維動物就解體了。類似地，在二維動物身上實現任何血液循環都是非常困難的。

    多於三個空間維也有問題。兩個物體之間的引力將隨距離衰減得比在三維空間中更快（在三維空間內，如果距離加倍，則引力減少到1/4。在四維空間減少到1/8，五維空間1/16，等等）。其意義在於使像地球這樣圍繞著太陽的行星的軌道變得不穩定：地球偏離圓周軌道的最小微擾（例如由於其他行星的引力吸引）都會使它以螺旋線的軌道向外離開或向內落到太陽上去。我們就會被凍死或者被燒死。事實上，在維數多於三維的空間中，引力隨距離變化的同樣行為意味著，太陽不可能存在於壓力和引力相平衡的穩定的狀態下，它要麽被四分五裂，要麽坍縮形成一個黑洞。在任一種情況下，對地球上的生命來說，它作為熱和光的來源都沒有多大用處。在小尺度下，原子裏使電子圍繞著原子核運動的電力行為正和引力一樣。這樣，電子要麽全部從原子逃逸出去，要麽沿螺旋的軌道落到原子核上去。

    在任一種情形下，都不存在我們知道的原子。

    看來很清楚，至少如我們所知，生命隻能存在於一維時間和三維空間沒被卷曲得很小的時空區域裏。這表明，隻要人們可以證明弦理論至少允許宇宙存在這樣的區域——似乎弦理論確實能做到這一點，則我們可以求助弱人存原理。同樣，也會存在宇宙的其他區域或其他宇宙（不管那是什麽含意），那裏所有的維都被卷曲得很小，或者多於四維幾乎是平坦的，但是在這樣的區域裏，不會有智慧生物去觀察這不同數目的有效維數。

    另一個問題是至少存在四種不同的弦理論（開弦和三種不同的閉弦理論），以及由弦理論預言的額外維的極其繁多的卷曲方式。為何自然隻挑選一種弦理論和一種卷曲方式？這問題一度似乎沒有答案，因而無法向前進展。後來，大約從1994年開始，人們開始發現所謂的對偶性：不同的弦理論以及額外維的不同卷曲方式會導致四維時空中的同樣結果。不僅如此，正如在空間中占據單獨一點的粒子，也像空間中線狀的弦，還存在另外稱作p膜的東西，它在空間中占據二維或更高維的體積。（粒子可認為是0膜，而弦為1膜，但是還存在p從2到9的p膜）。這似乎表明，在超引力、弦以及p膜理論中存在某種民主：它們似乎和平相處，沒有一種比另一種更基本。看起來，它們是對某種基本理論的不同近似，這些近似在不同的情形下成立。

    人們探索了這個基本理論，但是迄今毫無成就。正如哥德爾指出，不可能用單獨的一族公理係統來表述算術。

    我相信這裏的情形不可能比它更好，基本理論不可能存在單獨的表述。相反，它也許和地圖類似。你不可能隻用一張單獨的地圖去描述地球或者錨圈的表麵：在地球的情形下，你至少需要兩張地圖去覆蓋每一點，而在錨圈的情形下，則需要四張。每張地圖隻對一個有限的區域有效，但是不同的地圖有一個交疊的區域。整族地圖就為該表麵提供了完整的描述。類似地，在物理學中對不同的情形需要使用不同的表述，但是兩種不同表述在它們都適用的情形下要相互一致。整族不同的表述可以被認為是完備的統一理論，盡管它不是依照單獨的假設集合表達的理論。

    但是，確實存在一個這樣的統一理論嗎？或者我們也許僅僅是在追求海市蜃樓。似乎存在三種可能性：

    （1）確實存在一個完備的統一理論（或者一族交疊的表述），如果我們足夠聰明的話，總有一天會找到它。

    （2）並不存在宇宙的最終理論，僅僅存在一個越來越精確地描述宇宙的無限的理論序列。

    （3）並不存在宇宙的理論：不可能在一定程度之外預言事件，事件僅以一種隨機或任意的方式發生。

    有些人基於以下理由讚同第三種可能，如果存在一族完備的定律，這將侵犯上帝改變其主意並對世界進行幹涉的自由。這有點像那古老的二律背反：上帝能製造一個重到連自己都不能將其舉起的石塊嗎？但是上帝可能要改變主意的這一思想，正如聖·奧古斯丁指出的，是一個想像上帝存在在時間裏的虛妄的例子：時間隻是上帝創造的宇宙的一個性質。可以設想，當他創造宇宙時，他就知道了自己所有的企圖！

    隨著量子力學的發現，我們認識到，由於總存在一定程度的不確定性，因此，不可能完全精確地預言事件。如果有人願意，他可以將此隨意性歸結為上帝的幹涉。但這會是一種非常奇怪的幹涉：沒有任何證據表明它具有任何目的。

    的確，如果它有目的，則按定義就不是隨意的。現代由於我們重新定義科學的目標，所以已經有效地排除了上述的第三種可能性：我們的目的隻在於表述一族定律，這些定律能使我們在不確定性原理的極限之內預言事件。

    第二種可能性，也就是存在一無限的越來越精確的理論序列，是和迄今為止我們的經驗相符合的。在許多場合我們增加了測量的靈敏度，或者進行了新的類型的觀測，隻是為了發現還沒被現有理論預言的新現象，為了解釋這些，我們必須發展更高級的理論。這一代的大統一理論預言：在大約100吉電子伏的弱電統一能量和大約1000萬億吉電子伏的大統一能量之間，沒有什麽本質上新的現象發生。因此，如果這個預言是錯的話，人們並不會感到非常驚訝。我們的確可以預期發現一些新的比誇克和電子——這些我們目前以為是“基本”粒子——更基本的結構層次。

    然而，引力似乎可以為這個“盒子套盒子”的序列設下極限。如果人們有一個具有比1000億億吉電子伏（1後麵跟19個0）的所謂普朗克能量更高能量的粒子，它的質量就會集中到如此的程度，它就會脫離宇宙的其他部分，而形成一個小黑洞。這樣看來，當我們往越來越高的能量去的時候，越來越精密的理論序列確實應當有某一極限，所以必須有宇宙的終極理論。當然，普朗克能量離開大約100吉電子伏——目前在實驗室中所能產生的最大的能量——非常遠，我們不可能在可見的未來用粒子加速器填補其間的差距！然而，宇宙的極早期階段是這樣大的能量必定發生的舞台。我以為，早期宇宙的研究和數學協調性的要求，很有可能會導致當今我們周圍的某些人在有生之年獲得一個完備的統一理論。當然，這一切都是假定我們首先不使自身毀滅的前提下而言的。

    如果我們確實發現了宇宙的終極理論，這意味著什麽？

    正如在第一章中解釋的，因為理論不能被證明，我們將永遠不能肯定，我們是否確實找到了正確的理論。但是如果理論在數學上是協調的，並且總是給出與觀察一致的預言，我們便可以適度地相信它是正確的。它將給人類理解宇宙的智力鬥爭長期而光輝的曆史篇章打上一個休止符。但是，它還會變革常人對製約宇宙定律的理解。在牛頓時代，一個受教育的人至少可能在梗概上掌握整個人類知識。但從那以後，科學發展的節奏使之不再可能。因為理論總是被改變以解釋新的觀察結果，它們從未被消化或簡化到使常人能夠理解。你必須是一個專家，即使如此，你隻能有望正確地掌握科學理論的一小部分。另外，其發展的速度如此之快，在中學和大學所學的總是有點過時。隻有少數人可以跟得上知識快速進步的前沿，但他們必須貢獻畢生的精力，並局限在一個小的領域裏。其餘的人對於正在進行的發展或者它們產生的激動隻有很少的概念。70年前，如果愛丁頓的話是真的，那麽隻有兩個人理解廣義相對論。今天，成千上萬的大學研究生能理解，並且幾百萬人至少熟悉這個思想。如果發現了一套完備的統一理論，以同樣方法將其消化並簡化，以及在學校裏至少講授其梗概，這隻是時間的遲早問題。我們那時就都能夠對製約宇宙，並對我們的存在負責的定律有所理解。

    即使我們發現了一個完備的統一理論，由於兩個原因，這並不表明我們能夠一般地預言事件。第一是量子力學不確定性原理給我們的預言能力設立的限製。對此我們無法克服。然而，在實際上更為嚴厲的是第二個限製。它是由以下事實引起的，除了非常簡單的情形，我們不能準確解出這理論的方程。（在牛頓引力論中，我們甚至連三體運動問題都不能準確地解出，而且隨著物體的數目和理論複雜性的增加，困難愈來愈大。）除了在最極端條件下之外，我們已經知道規範物體在所有條件下的行為的定律。特別是，我們已經知道作為所有化學和生物基礎的基本定律。我們肯定還沒有將這些學科歸結為可解問題的狀態：到現在為止，我們在根據數學方程來預言人類行為上隻取得了很少的成功！所以，即使我們確實找到了基本定律的完備集合，在未來的歲月裏，我們仍麵臨著在智慧上挑戰性的任務，那就是發展更好的近似方法，使得在複雜而現實的情形下，能作出對可能結果的有用預言。一個完備的協調的統一理論隻是第一步：我們的目標是完全理解發生在我們周圍的事件以及我們自身的存在。