為何物理學(xué)近100年沒有重大突破？是什么限制了人類文明的發(fā)展？

現(xiàn)代物理學(xué)大廈的兩大基石是相對論和量子力學(xué)，而這兩大理論已經(jīng)誕生一百多年了，意味著在過去的一百年時間里，人類在基礎(chǔ)物理學(xué)領(lǐng)域其實沒有太大的突破。

雖然規(guī)范場論，粒子標(biāo)準(zhǔn)模型，甚至弦理論等也讓人們眼前一亮，但并不像相對論對牛頓經(jīng)典力學(xué)那么大的顛覆性，而量子力學(xué)對人們傳統(tǒng)認(rèn)知的顛覆性就更大了，徹底顛覆了我們的世界觀和人生觀。

這到底是為什么呢？今天我們就一起探討一下這個問題。

談到科學(xué)，我們首先要搞清楚科學(xué)理論是如何誕生的。其實這個問題是比較復(fù)雜的，不過很多學(xué)者認(rèn)為科學(xué)是源于哲學(xué)思考的。

哲學(xué)，普遍以純粹的思辨方式去思考問題，總讓人感覺脫離實際。不過隨著哲學(xué)的不斷發(fā)展，開始越來越多地與實際相結(jié)合，只有走進(jìn)實際，才能更好地為人類服務(wù)。

而地心說這個模型的誕生，就是最好的體現(xiàn)。

如今我們知道地心說是錯誤的，但即便是錯誤的，從某種程度上來講，我們并不能否認(rèn)地心說是科學(xué)理論，為什么？

很簡單，因為地心說這個理論非常符合科學(xué)理論的范式。科學(xué)并不能與正確劃等號。

一個合格的科學(xué)理論要為觀測現(xiàn)象負(fù)責(zé)，長期以來，古代人們每天都看到日月星辰圍繞地球東升西落，給人的感覺就是地球是宇宙的中心，從這點上來講，古人提出的地心說并沒有錯，因為他們看到的就是如此。

雖然以如今我們的眼光來看，古人錯了，但不要忘了，那是因為我們是站在“上帝視角” 去衡量古人的思維。如果把你學(xué)過的一切知識都剔除掉，然后把你扔到古代社會，相信你也一樣會認(rèn)為地球是宇宙的中心。

人們對世界的認(rèn)知總是有局限性的，比如說我們的眼睛只能看到可見光，可見光只是電磁波譜中非常狹窄的一部分。這意味著人們看到的世界總是有限的，因此總結(jié)出來的科學(xué)理論必定是有局限性的，這種局限性在任何時代都無法突破。

就像是牛頓提出的力學(xué)定律，只適用于低速和低引力世界，其實也是有局限性的，在亞光速和強引力環(huán)境下，牛頓力學(xué)定律就失效了，說白了就是錯的。但誰又會去苛求牛頓呢？

我們一輩子都很難接觸到亞光速和強引力環(huán)境，而在地球這個狹小的范圍內(nèi)，牛頓力學(xué)體系已經(jīng)足夠精確了，人們只需要為自己的觀測行為負(fù)責(zé)，牛頓時代只能觀測到地球這范圍內(nèi)的物體運動規(guī)律，得出的理論當(dāng)然也是科學(xué)理論。

后輩們當(dāng)然很尊敬牛頓和他的力學(xué)體系，但對于任何理論，科學(xué)家們都是很苛刻的，總是想盡各種辦法去試錯，尤其是在各種極端環(huán)境下去試錯。一旦發(fā)現(xiàn)與理論有任何出入的地方，他們就會提出新的理論，然后不斷驗證新理論。

誰不想成為下一個“牛頓”呢？

隨著人類科技水平的不斷提升，到了20世紀(jì)前后，觀測水平有了質(zhì)的提升，不僅能觀測到微小的量子世界，還能觀測到亞光速和強引力世界。

物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，無論是在小尺度下的微觀世界，還是亞光速世界，牛頓力學(xué)體系都出現(xiàn)了很大的偏差，于是我們就見證了相對論和量子力學(xué)的誕生，見證了偉大的愛因斯坦和其他無數(shù)同樣偉大的物理學(xué)家們。

牛頓力學(xué)體系只是量子力學(xué)和相對論在低速低引力宏觀世界的近似值，也可以說是特例。但這個近似值在地球上已經(jīng)足夠精確了，而我們一輩子都在地球上生活，因此統(tǒng)治我們生活的仍舊是牛頓力學(xué)。

那么，為何如今一百多年過去了，相對論和量子力學(xué)仍舊沒有重大突破？畢竟我們都知道，相對論和量子力學(xué)不可能是終點。

有一個事實不容忽視。在幾百年前的牛頓時代，要制造出一個不錯的實驗儀器，科學(xué)家一個人基本上就能完成了。

但是到了20世紀(jì)，尤其是現(xiàn)在這個時代，一個人單打獨斗去研發(fā)出不錯的實驗儀器，早就不現(xiàn)實了，至少需要一個團隊，甚至多個部門共同協(xié)作才能完成。

很多前沿的科學(xué)研究項目，尤其是基礎(chǔ)科學(xué)理論的研究，動輒都需要成千上萬人的共同協(xié)作才可能完成，而且還需要大量資金，周期也會很長。

比如說大型粒子對撞機，是研究微觀世界最有效的裝置，但建造一個粒子對撞機需要海量的資金，還有后期的維護(hù)也是相當(dāng)大的成本，基本上就相當(dāng)于一個無底洞。這也是為什么即便是美國這樣財大氣粗的國家，最終也放棄了建造對撞機。

畢竟對撞機這東西即便建成了，誰也不能保證一定會有什么重大發(fā)現(xiàn)。

當(dāng)然，不僅僅是微觀世界，在更大的尺度上，科學(xué)家們也非常渴望探索暗物質(zhì)和暗能量這兩個神秘領(lǐng)域，而這就需要發(fā)射大量精密的探測器到太空進(jìn)行長時間觀測，所需的人力物力也是驚人的。

總之，如今的科學(xué)發(fā)展早就不是某個科學(xué)家單槍匹馬獨闖天下的時代了，說白了，當(dāng)今科學(xué)界很難再出現(xiàn)牛頓愛因斯坦這樣“一統(tǒng)天下”的“集大成者”了。

尤其科學(xué)發(fā)展過程中，無論是微觀還是宏觀領(lǐng)域的觀測成本太昂貴了，如果沒有辦法建造更高性能的精密儀器觀測更加極端尺度下的物理現(xiàn)象，基礎(chǔ)科學(xué)就很難有大的突破。

如今，包括我國在內(nèi)的很多國家都加大了對基礎(chǔ)科學(xué)的投入。但其實，明眼人都知道，對于基礎(chǔ)科學(xué)的投入回報率是很低的，起碼需要相當(dāng)長時間的投入周期才可能有某些回報。

說白了，對于基礎(chǔ)科學(xué)的投入更像是“費力不討好”，短時間內(nèi)根本看不到任何匯報，甚至直到最后也不會有任何匯報，這種可能性很大，因為誰也不知道基礎(chǔ)科學(xué)的未來方向到底在哪里，可能一開始的探索方向就錯了，這樣的話就不會有任何結(jié)果。

因此，之所以基礎(chǔ)科學(xué)在過去的一百年時間里沒有大的突破，與人類智力無關(guān)，是人們的觀測技術(shù)水平受到了限制，無法觀測到更極端環(huán)境下的物質(zhì)運行情況。而觀測水平的提升需要更加精密的儀器，但是對科學(xué)儀器和實驗的投入有時候就像是“無底洞”，不管投入多少，最終都可能連一朵水花都沒有激起。