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2015年9月14日 ， 一波来自宇宙深处的时空涟漪抵达了地球 ， 这是由一对巨大的黑洞在距离地球13亿光年的地方碰撞而产生的 。 这种时空涟漪被称为引力波 ， 而早在100年前 ， 广义相对论的发明者阿尔伯特·爱因斯坦就曾预言它的存在 。 物理学家们一直努力寻找引力波的踪迹 ， 以验证爱因斯坦的广义相对论 ， 但在整个20世纪科学家们都没有检测到 。 在进入21世纪之后的第15年 ， LIGO引力波探测器终于获得了引力波的直接观测证据 。 这个重大发现是人类聪明才智和技术实力所创造的壮举 ， 那些最初提出设计建造引力波探测器想法的有远见的物理学家也将被载入科学史册 。
将时间再倒推4年 ， 2012年 ， 发生了一个同样被物理学家们期待已久并轰动科学界的事件——希格斯玻色子被发现了 。 自1960年代中期以来 ， 物理学家一直认为应该存在一种粒子物理学标准模型中缺失的基本粒子 ， 即希格斯玻色子 ， 如果能找到它 ， 物理学家们将能够完整描绘出通往亚原子世界的路线图 。 希格斯粒子将能解释轻子——另一种基本粒子 ， 为何有质量 。 为此 ， 一台耗资数十亿美元的大型强子对撞机（LHC）在瑞士日内瓦附近被精心组装 ， LHC没有让物理学家们失望 ， 他们最终发现了希格斯玻色子存在的令人信服的证据 。
这些重大发现似乎都在昭示着一个美好的前景 ， 即我们完全可以认为 ， 我们的基础物理学正在向前发展而不是停步不前 。 那些上个世纪提出的基础理论与我们现在从实验中看到的数据完全一致 ， 物理学家使用21世纪最昂贵的、最尖端的设备得到的精确测量结果 ， 并没有抛出任何新的或意想不到的东西 ， 所有结果或多或少都证实了20世纪那些伟大的物理学家提出的预测和假设 。
但是 ， 当一切都进展顺利时 ， 我们真的能诚实地说基础物理学在进步而不是止步或倒退了吗？时至今日 ， 物理学家们一直正在忙于验证上个世纪的物理学家提出的一些想法 ， 但我们在弄清楚“这个世纪基础物理学该怎么做”这方面 ， 几乎没有取得任何进展 。 事实上 ， 我们现在完全不知道如何解释一些关于我们宇宙运转的最基本的、令人困惑的观测结果 。 在我们所知道的物理学理论与一些我们观察到但根本无法解释的现象之间 ， 还存在着巨大的、甚至可以说是宇宙鸿沟 ， 而物理学家们尚不知道如何弥合这一鸿沟 。
现在 ， 科学家们正在按部就班地建造越来越昂贵的实验室和天文台 ， 希望能够弥合物理理论与宇宙现实之间的巨大鸿沟 。 摆在当代科学家们面前的 ， 还有三个重大谜题——宇宙是如何开始的？暗物质是什么？暗能量由什么组成的？尽管通过建设更大更好的基础实验和观测设施能够发挥巨大的作用 ， 但这确实迫使我们不得不面对急剧上升的成本 ， 当成本越来越高时 ， 这可能永远持续下去吗？
答案是否定的 ， 科学家们将不得不面对一些悲观的现实 。 例如 ， 我们可以观察到的整个天空中的星系的数量以及我们可以回顾的时间有多远都是有限的 ， 因为我们做不到超光速 ， 这就意味着我们能够了解多少关于宇宙的知识也是有限的 。 同样 ， 我们可以建造的粒子加速器有多大也是有限制的 。 为了达到期望中的更高的能量 ， 我们需要建造更大的隧道 ， 但很显然 ， 我们生活在一个体积有限的星球上 ， 所以这些隧道的长度必定是有限的 。
【物理学家正忙于验证上世纪的理论，基础物理学是进步还是倒退了？】现在 ， 或许我们人类社会正在面临一个真正的风险——即使花费了这么多时间和金钱 ， 我们也不会真正了解宇宙 。 即使有了所有那些加强的天文台和加速器 ， 也许我们仍然不能解释暗物质是什么 ， 暗能量是什么 ， 或者宇宙是如何开始的 。 当爱因斯坦提出的广义相对论颠覆了牛顿的引力理论时 ， 爱因斯坦或许从没有想过 ， 在他之后 ， 已无人能超越他——21世纪的基础物理学已经止步不前了 。
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