物理學是否已經窮盡了人類探索的極限？亦或是才剛剛開始？普林斯頓高等研究所主任戴克赫拉夫給出了他的看法。

本文作者戴克赫拉夫是一名理論物理學家（攝影：Gabi Porter）物理學的目標是用精確的數學語言去描述宇宙中所有的物質和能量，而我們目前只踏出了這千里之行的第一步。說物理學走向了盡頭，就相當於說數學只需要引入自然數和算術法則，或是化學只用列出元素週期表，就大功告成了一樣。知道下棋的規則，並不代表你成為了棋藝高手。事實上，為了尋找物理學的基本定律，我們並不一定非得研究基本粒子。有些物質由多種成分組成，每個部分都有不同的性質，這些性質作用在一起，就有可能會產生令人意想不到的規律。最簡單的例子是聲波，這是一種由物質中分子的震盪引起的現象。不過，根據量子力學，這種現象也可以描述為一種粒子。這些“聲子”，便是聲波的波包，或者說，是聲音的“單元”。這就跟虛構的閔希豪森男爵一（本是德國貴族，退役後因杜撰其從軍生涯而小有名氣。這些故事被作家魯道爾夫·埃裡希·拉斯伯得知，而後被他改編成小說）扯著自己的頭髮把自己拉出沼澤一樣。物理學也常常是“自己靠自己”——這門學科會運用已有的知識來發展新的基本概念。不過，隨後還是需要用數學的方法對其進行嚴格處理。目前已知的這部分宇宙，可以衍生出無窮無盡的物理系統，我們必須得換個角度看問題。與其從一條一條的現象中歸納出本質，我們不如先自己設計一條法則，然後看看這條法則意味著什麼樣的現象。比方說，今天的物理已經遠遠不是高中所學的固，液，氣態能描述的了。量子力學中有不少怪異的結論，允許一些神奇的態存在，理論已經把這些態挨個歸類，這樣，我們就可以設計特殊材料，放到實驗裡去檢驗這些態是否真的存在。以上的所有，反映了科學的一種轉向：從“是什麼”到“能用來實現什麼”。20世紀的科學家找到了構成世界的磚瓦：分子，原子以及最基本的粒子等，它們是物質的原材料；細胞，蛋白質，基因讓生命成為可能；位元，演算法和網路是資訊與智慧的基礎（既是對機器而言，也是對人類而言）。而本世紀，我們就可以試試用這些磚瓦能蓋起怎樣的宏偉建築。縱使經歷了宇宙140億，地球45億年的歷史，自然界展現出來的表象還遠沒有窮盡所有的可能。正如生物學家理查德·道金斯所指出的：我們人類以及從古至今所有有生命的有機物，都是中了宇宙級彩票的幸運兒。基因的排列組合完全是個天文數字，而我們這些生物隨機選擇的遺傳程式碼卻恰好構成了生命的原型。我們身邊的其他物質也與此相似。自然的程序，在地球以及宇宙的其他地方表現出來的，只是分子和物質形式的龐大“選單”中，一份小小的樣品。相應的，也只能體現出這份樣品的物理定律。不過這一切現在都迎來改變。自然的變遷確實慢的令人捉急，但這些本來需要萬、億年的宇宙學及生物學過程都在實驗室中被大大加快了。這樣看起來，或許人為因素顯得太多了。但是我們也應該認識到，從基因層面被設計出來的細菌，跟野外的細菌一樣“真實”，或者說，它們對於研究有同樣的價值。人造的一維、二維材料也是這個道理（它們背後的量子性質反而賦予了這些新物質更豐富的研究價值）。這些新技術將量子力學從原子和分子的範疇中“解放”出來，使其更貼近宏觀世界和日常生活。總有一天，我們會有能力隨心所欲地在宇宙的“選單”上點菜。原文連結：https://www.quantamagazine.org/the-end-of-physics-20201124/