為什麼近些年物理學沒啥大突破了？不夠努力？其實是受到了限制

活泛怎樣造句

20世紀的科學界真的是百花齊放，各家爭鳴，出了很多物理學大咖，還真的是熱鬧非凡，可以和中國古時候的戰國時期和歐洲近代的文藝復興時期相媲美，毫不誇張的說你每天睡覺起來，可能就會聽到又有了新發現或者誰提出了新理論。

雖然20世紀前半葉是人類社會動盪的時代，但絲毫沒有阻礙科學的迅猛發展，但到了21世紀很多人就會感覺理論物理學怎麼好久都沒有啥重大突破了？例如題目所說近百年來，這著實有點誇張。那為什麼近幾十年來理論物理好像停滯不前了？這就要從一個成熟的科學理論的發展過程說起。

縱觀人類的科學史，我們不難發現，物理學的發展異常迅猛，科學理論的不斷提出和完善已經將人類科學推到了認知的前沿。也就是說現在你想憑藉一己之力，在目前的理論基礎上再往前推進已經十分困難了。這個道理很簡單，這就跟我們上學的時候，老師讓我們用一個詞語造句，你肯定會想趕緊叫我，因為越到後面越難，別人把容易的都說了。

而20世紀，或者是前幾個世紀，人類各行各業的科學都還是空白，屬於科學開荒的年代，也是為科學大廈築基的年代，很容易在當時利用現有的實驗和觀測條件提出一些容易掌握和被人理解的基礎科學理論，為以後的發展提供進步的臺階。

也就是說，科學不是一蹴而就的，它也跟我們上學一樣，先從英文字母和1+1開始的，而且科學理論的發展並不是我們通常認為的誰推翻誰的理論，而是一個在前人的基礎上不斷完善的過程。那麼一個新的理論誕生需要具備哪些條件呢？以下三個方面缺一不可：

一個新的科學論理論必須完美的容納和解釋，前一套科學理論所能解釋的所有已證實的現象。

一個新的科學理論還必須完美的解釋舊科學理論無法解決的問題。

一個新的科學理論在滿足以上兩個條件的同時，還必須提出新的預測，並且能被人們透過實驗和觀測手段進行證偽。

你看，人類近代科學的發展當從牛頓說起，萬有引力和三大定律的提出可謂是為人類撥開了眼前的迷霧，為人類首次開拓了一片科學的視野，牛頓理論的成功就滿足了以上的三個條件，萬有引力在容納和發展了開普勒的行星三大定律以後，就完美地解釋了太陽系中一切天體的運動，而牛頓引力的預測還為我們發現了天王星。

但是牛頓的這一套理論，在後來人類觀測水星進動的問題上栽了一個大跟頭，從此一病不起，而且他還無法解釋萬有引力在兩個質量源之間是如何起作用的。那麼在1916年廣義相對論的發表，不僅解釋了牛頓引力所能解釋的一切現象，還解決了水星進動的問題，也順帶提出了一個驚人的預測：星光在經過大質量天體時會發生彎曲。並在1916年得到的觀測的證實。

從以上的例子，我們就可以看出，科學是一個不斷完善，循序漸進的過程，前一個科學理論並不是不正確，而是它只適用於一定的範圍內，在超出這個範圍的領域就需要新的理論來解釋。這就是為什麼相對論取代了牛頓理論，而我們目前還在學習牛頓那一套的原因，畢竟在地球上完全夠用了。

而且我們還能看出，理論永遠都是超前於實驗的，一個完善的理論可以提出很多驚人的預測，畢竟人腦子很活泛可以想到任何亂七八糟的東西，只要能被實驗和觀測證偽就是正確的。相對論不僅僅是提出了那麼一個預測，那簡直是太多了，一個比一個聽起來玄乎，但是驗證起來異常的困難，在愛因斯坦去世以後的幾十年間，我們一直都在透過各種嚴苛的手段在驗證其理論的正確性，但這個理論真的不負我們的眾望。

那麼廣義相對論有什麼問題？相對論也不是一個可以囊括整個宇宙的理論，它也有自己的痛點。例如：把廣義相對論應用在大尺度結構上，無法解釋星系團的緊密結構和星系旋轉曲線異常的問題，於是我們就提出了暗物質理論，認為宇宙中還存在未知的大質量的冷粒子，這才能解釋以上的問題。

還有，以上的問題可能並不是引力的錯， 而只是標準模型的完善的問題，但我們目前所使用的引力理論和微觀層面的量子理論並不那麼融洽。你看，宇宙存在的四大基本力（強力、弱力、電磁力、弱力）中，除了引力以外的這些力，都被量化了，都存在相互介導的粒子和電荷。而引力我們不知道它是如何傳遞作用力的，於是我們認為引力可能也存在一個名為引力子的介導粒子，而且也存在質量電荷（質荷）。

但這些猜測目前都沒有得到驗證和證實，我們的宇宙貌似有兩套不相關的理論在掌控，這對於追求完美的物理學家來說，簡直無法容忍，所以科學的終極目標就是在尋找大統一理論。

除了廣義相對論的問題，量子力學的標準模型也不完善，除了上文說到的宇宙中存在標準模型的暗物質粒子外，可能還存在一些未被發現的粒子。例如中微子振盪的問題就是一個證據，標準模型預測中微子應該和光子一樣沒有質量，但我們在觀察太陽中微子時，發現比預測少了2/3的中微子，這就是著名的太陽中微子消失之謎。

最後我們才得知其實中微子在被創造出來以後，會在三種味道中轉換，也就是電子中微子，μ中微子和τ中微子，這種相互的轉換就是中微子振盪問題，說明中微子有質量，儘管很小，但說明還有未知的粒子可以賦予中微子質量。當然還有暗物質的消失之謎，超對稱粒子的問題，這些都於是這科學還要繼續往前發展。

下面的問題就是，目前科學上這麼多問題。

為何就突破不了呢？是什麼阻礙了科學的發展？

以前的科學發展，一張紙一杆筆就足以，我們很很簡單的花費就可以驗證你的理論。但現在不同了，什麼是科學的前沿？這其實也是更高能量和更多花費的前言。上文可以看出，所有的問題最後都集中在了粒子物理學上，而粒子物理學是一個需要頻繁實驗，頻繁的高能量撞擊去發現新粒子的過程。

你可能已經想到了，就是大型對撞機！這是人類物理學突破前沿的理想機器。既然我們之前的理論都是正確的，都經過了層層的驗證，那麼這些理論預言出來可能存在的粒子，在宇宙早期的高能量狀態下肯定都存在。但我們要想發現發現這些粒子，就必須創造出更高的能量，讓粒子相互碰撞以產生未知的粒子。

例如，歐洲的大型強子對撞機在2012年發現預測的希格斯玻色子以後，由於能量已達上限，再無任何建樹，這隻能說明在這個能量段內以無新粒子。要想突破物理學前言就要提高能量繼續撞，所說就一定能撞出東西，但只要能量夠高，肯定是會發現新物理的。

這就是我國前段時間為何在爭論對撞機的原因，這是個燒錢的無底洞，你能不能裝出東西還不好說，說不定你建造的對撞機在這個能量下就有粒子，說不定就沒有。所以楊振寧也說了，對撞機的風頭已過，在往上走可能花錢不討好。

所以目前處在科學前沿的理論物理學，阻礙其發展的是我們目前無法跟上的實驗裝置和觀測手段。總的來說，不管啥事，越往後越難。