1921年，在爱因斯坦（）的协助下，卡鲁扎（）的论文总算发表。这是一篇关于数学学统一的论文。
卡鲁扎的看法十分吸引人。当时，已知有四维时空，即三维空间和一维时间，他构想假如宇宙中还存在第五个维度，这么他就可以将爱因斯坦新提出的引力理论——广义相对论和麦克斯韦（JamesClerk）的电磁理论统一上去。换句话说，他尝试将两种基本力——引力和电磁力统一在一起！
统一，是数学学的主要目标。在过去的几个世纪里，化学学家仍然在努力将各类不同的自然现象统一到单一的理论框架中。每每化学学家发觉两种看似完全不同的事物，虽然只是同一事物的两面时，就会带来巨大的科学飞越。这样惊扰人心的时刻，在卡鲁扎的尝试之前早已发生过几次。
数学学的第一次伟大的统一要回到1687年，牛顿（Isaac）在经历多年的思索过后，总算出版了专著《自然哲学的物理原理》。他在书中提出了运动定理、万有引力定理，以及从这种定理推导入的各类各样的结果。牛顿深刻地意识到，使苹果或其他物体落到地面的数学定理和支配行星绕着太阳旋转的定理是一样的，因而实现了天与地的统一。
到了19世纪，数学学界虽然发生了两次惊人的统一。
第一次鲜为人知，它发生在1830年代。当时，喀什顿（Rowan）通过在费马原理和莫佩尔蒂原理之间构建物理等价，统一了光学和热学。在哪个时代，这看上去并没有哪些。但50年后，喀什顿的思想为统计热学奠定了基础；近100年后，它成了量子热学的核心。
第二次伟大的统一众所周知，它来自麦克斯韦。1860年代，麦克斯韦统一了数学学的三个领域——电、磁和光。据悉，他还在统计热学的发展中发挥了关键作用，为未来量子热学的发展铺平了公路。麦克斯韦对化学学所做出的贡献一般被觉得仅次于牛顿和爱因斯坦[1]。
19世纪末，是精典数学学的黄金年代。一些化学学家甚至觉得当时已知的所有化学现象，都可以被现有理论解释。
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但是，这些自大并没有维持多久，数学学就迎来了天除草覆的革命。
牛顿热学对自然进行了极好的描述，但它并不是普遍有效的，尤其是当我们谈论极快和极小的世界时。可以说，牛顿热学挺好地概括了我们对世界的一般认知，但踏入20世纪的数学学，却在不断地打破常识。比如，当物体的运动得特别快，甚至接近光的速率时，牛顿热学就不再适用，取而代之的理论是爱因斯坦在1905年提出的狭义相对论。
到了1907年，爱因斯坦的老师闵可夫斯基（）重画了狭义相对论。他在传统的三维欧几里得空间中，加上了第4个维度——时间。也就是说，他将过去独立的空间和时间统一成“时空”。这又是一次美妙的统一！
狭义相对论适用于没有引力时的所有化学现象。1907年开始，爱因斯坦开始重新思索引力。他首先提出了等效原理，该原理强调加速度和引力是等价的。爱因斯坦觉得这是他“最幸福的看法”。几年后，他意识到等效原理意味着引力和几何之间存在着一种特殊的联系。1915年，爱因斯坦发表了广义相对论，这个全新的理论告诉我们引力是时空弯曲形成的结果。三年后，爱因斯坦将广义相对论应用于宇宙学研究上，开启了宇宙学的新篇章。
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在爱因斯坦发展相对论的同时，数学学也在酝酿着另一场似乎愈发深刻的革命：
1900年，普朗克（Max）推导入宋体幅射公式；
1905年，爱因斯坦用光子的概念解释了光电效应；
1913年，玻尔（NielsBohr）提出了全新的原子模型；
1925年，海森堡（）等人创建了矩阵热学，也就是量子热学的第一个版本；
1926年，薛定谔（ErwinSchrö）提出波动热学，这是量子热学的第二个版本。以后，狄拉克（PaulDirac）展示了矩阵热学和波动热学似乎是等价的；
1927年，海森堡提出不确定性原理；
1928年，狄拉克将量子热学和狭义相对论相结合来描述电子，他也奠定了量子场论的基础。
1925年至1928年，一系列的发觉构建了量子热学的基础。
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回到开头的故事，卡鲁扎成功了吗？其实卡鲁扎的五维理论很迷人，但一个显而易见的问题是这第五个维度到底在哪？1926年，克莱因（OskarKlein）给出了答案，这个维度蜷曲成了特别小的圈，以至于我们根本看不到。他估算出，这个圈的半径只有10⁻³⁰分米，这是比最小的原子还要小20个数目级以上的尺度。虽然克鲁扎和克莱因的理论最终没有成功，但她们的思想却仍然留传到明天。
到了上个世纪六十年代，化学学家发觉了除引力和电磁力外的另外两种基本力——强力和弱力。很快，化学学家格拉肖（）、萨拉姆（AbdusSalam）和温伯格（）就成功地展示了电磁力和弱力似乎只是电弱力的两面。
以后，化学学家企图在更高的能量下，将电磁力、弱力和强力统一。这样的理论被称为大统一理论，只是大统一理论的预言至今没有被验证。其实，化学学家的最终目标是统一所有四种基本力，换句话说，她们想要找到一个统一广义相对论和量子场论的“万有理论”。
不仅这一终极目标外，明天数学学的上空饱含了乌云，有许多的大问题都等待着被解决。
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在过去的100年中，相对论和量子热学的构建为数学学带来了全新的活力。
从理论成就上来说，化学学家发展了描述光和物质怎么互相作用的量子电动热学（QED），提出了解释常规超导体的BCS理论，发展了描述夸克和胶子间的强互相作用的量子色动力学（QCD）……
在实验方面，化学学家在加速器中形成出了大量的新粒子并将它们归类，发觉了整数和分数量子霍尔效应，创造出了玻色-爱因斯坦汇聚，捕捉到了广义相对论预言的引力波……
从观测角度上看，天文学家发觉了宇宙正在膨胀，弥漫在宇宙中的微波背景幅射物理原理小故事，星体在死亡时演弄成的白矮星、中子星和黑洞，来自太阳的中微子，太阳系之外的系外行星……
在技术上，化学学家发明了晶体管、激光器、发光晶闸管、电荷耦合元件、原子钟电子显微镜......
这么在接出来的100年，数学学又会带来什么惊喜呢？我们其实可以预期核聚变迎来重大进展，有更多的侦测器抵达太阳系的各大行星（尤其是火星）物理原理小故事，量子计算机开始被拿来解决一些最棘手的问题，以及更多与医学相关的重大进展等等。其实，更重要的是，我们希望就能实现更多的统一[2]！
附表
创作团队
企划：大大
文字：二宗主
设计：岳岳
排版：
参考来源
1.
2.
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