正如你現在所知道的,我們整個可見宇宙是一個半徑為一百三十八光年的球體。在這麼巨大的尺度上,我們所注意到的第一個圖景是沐浴在氣體與暗物質,以及更本質的各種量子場之中的巨大纖維狀星系群。在那麼遠的地方我們無法直接看到它們,但它們能被感受到。它們是構成我們可見宇宙的物質。它們是希格斯場,希格斯場讓所有能夠擁有質量的東西擁有了質量。它們是暴脹場或者說暗能量,抵消了引力的作用,讓宇宙膨脹發生得越來越快。
還有引力本身,將所有一切都拉得與其他一切更近。
你就在外面,看著這一切,現在你開始放大。
現在你已經能夠看到星系,以及它們所包含的幾千億顆恆星。在它們的中心,質量巨大的黑洞噴射出你所能看到的最高能量的光線與質量。你看到了暗物質的存在。你看到這些暗物質防止了星系因自身的轉動而將自己撕得四分五裂。
繼續放大。
現在你已到達了恆星的尺度,那些巨大的火球包含著熾熱的等離子體,發射出光芒,我們人類就是依靠這種光芒來探索遙遠的宇宙。
接下來看到的是行星,這些球狀世界體積過於渺小,無法成為恆星。
比行星更小的是小行星、彗星以及我們星球上一百公里厚的大氣層之下所存在的各種生命。
然後是微生物、細胞、分子、原子、電子與光子、質子與中子、夸克與膠子。
再放大。
你已回到了量子場的世界。
在這裡,引力已被各種量子作用力所蓋過。
你接著放大,然後停了下來。
你還記得量子場的問題出在哪裡嗎?你還記得重正化——那個被量子理論物理學家用來消除糾纏他們的無窮大的戲法嗎?你還記得以看待量子場的方式看待引力所帶來的完全失敗嗎(因為那個在量子場的例子裡大獲成功的手法在這裡無論如何都無法消除無窮大,因此令時空在任何一點都發生崩塌)?我們現在需要找出一種方法來消除這個無窮大。在這一幕的背後,你將看到我在上一章結尾處提起的那扇通往一個巨大全新現實的窗戶。你現在很快就要穿過這扇窗戶了。但首先我們需要去除這些討厭的無窮大。
我們應該如何完成這個任務呢?讓我們來看看,對於時空我們到底瞭解些什麼。我們知道二十一世紀初對它的描述有著自己的極限。在非常大的世界裡,這個極限發生在大爆炸之前的某處,在暴脹期之外,宇宙處於普朗克時期的地方。就空間和時間來說,這個極限位於我們現在所在的一百三十八億光年之外。
在非常微小的世界裡面,同樣的極限依舊存在。發生在所有地方。
對著任何東西不停放大,或早或晚,你會到達普朗克尺度。
除非有什麼東西阻止你到達那裡。
因為霍金對於黑洞的研究,我們已經知道就算引力也無法逃脫量子效應,這種量子引力的確存在,雖然我們尚未了解在它統治的世界裡這到底意味著什麼。
在非常巨大的尺度與非常微小的尺度上,都存在著我們探索的極限,這個極限來自普朗克尺度。