前言
我站在布鲁塞尔大都会酒店宏伟的大堂，看着三位诺贝尔奖获得者挤进了电梯。
这个电梯可不好操控，它像一个开放的网状笼子，绞盘系统像伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔（Isambard Kingdom Brunel）时代的产物。三天前，我次进入电梯时，我感到自己似乎穿越到了过去。幸运的是，至少，我让它运行了起来。
我为科学家们的处境感到尴尬。远远望了一会儿，周围宏伟的建筑分散了我的注意力。大都会酒店建于19世纪末，几乎华丽得荒谬。墙壁上镶嵌着巨大的大理石板，天花板上装饰着精细而美丽的金色和鼠尾草绿色几何图案。闪闪发亮的水晶吊灯散发着温暖的光，让我想蜷缩于灯光下睡觉。事实上，酒店内到处散发着令人舒适的灯光。酒店外，德布鲁凯尔广场，寒风吹拂着从城市穿过。我欣赏着酒店旋转门外12月的萧索景色，感觉自己能永远站在那里。
几位诺贝尔奖获得者仍在电梯里苦苦挣扎，似乎没人注意到他们的困境。我想，是否需要走过大厅并给他们提供帮助。当我花时间关注电梯门时，发现电梯关门违背了逻辑乘客认为电梯门关闭时会被自动锁住，但它并未被锁住且需要你后再拉一下。我突然意识到，那些获得诺贝尔奖的学者们应能自行解决这个问题。
我偏向于认为，科学家是重要的人，因为他们能解释我们生活的世界，掌控宇宙运行的规律。但也许这只是一种令人欣慰的妄想。离开电梯闹剧后，我会坐进一辆出租车，身后留下的是我参加过的引人入胜的会议。引人入胜，不是因为会议上的人们有了新的科学见解。恰恰相反，没有任何新见解，没有任何前进方向，这反而使讨论变得有趣。在科学的发展进程中，完全没有进展并不一定是坏事，这通常意味着革命即将来临。
会议讨论的话题集中在弦理论，即一种将量子理论与爱因斯坦相对论联系起来的理论尝试。量子理论与相对论是不相容的，我们需要重新修订它们才能正确描述宇宙。弦理论可能是我们好的选择；当然，也可能不是。在过去的3天，我一直在倾听一些当今伟大的科学家讨论，如何将相对论和量子理论结合起来。会议讨论的结论是，直至弦理论诞生30多年后，我们仍不知道从哪里开始着手。
这就是索尔维物理学会议，一个历史内涵非常丰富的会议。在1911年举行的次索尔维会议上（即世界次物理学会议），代表们就新发现的放射性现象进行了辩论。就在这个酒店，玛丽·居里（Marie Curie）、亨德里克·洛伦兹（Hendrik Lorentz）和年轻的阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）就放射性物质如何明显地违反能源和动量守恒定律进行了辩论。放射性是一种异常现象，它显得非常不合理。量子理论的诞生终解决了这个问题。然而，量子理论由于自己的奇特本质也具有自身的问题在1927年的索尔维会议上，爱因斯坦和尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）、洛伦兹（Lorentz）、埃尔温·薛定谔（Erwin Schrdinger）、欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）、约翰·冯·诺伊曼（Johnvon Neumann）在对放射性现象感到同样困惑的情况下，坐下来讨论了新的物理学定律。
这是科学史上一个不平凡的时刻。量子理论包含了一种新颖的观点，即自然界中的某些事物是完全随机的，没有任何原因。这让爱因斯坦和玻尔感到郁闷，因为他们认为这毫无道理。因此，他们将更多的时间花在了正式讨论之外，争论这一切意味着什么。他们采用了完全不同的哲学方法处理这个谜团。对玻尔而言，这意味着某些事情可能超出了科学的范畴；对爱因斯坦来说，这意味着物理学理论出了问题，正是在这家酒店，爱因斯坦发表了他的名言，上帝不掷骰子。波尔的反应正视了科学家们面临的挫折，即他们不能制定规则。爱因斯坦，波尔说，请停止告诉上帝，他该怎么做。
他们都未能活着看到一个令人满意的解决方案出现的那天，事实上，这个问题至今也未能得到解决。如果一定要在第23届索尔维会议上找到代表们达成的共识，那就是他们认为波尔提出的科学有局限性的看法似乎具有正确性。现存的半数弦理论学家（他们也是世界上伟大的思想者）认为，我们永远不能完全理解宇宙。万物理论的其他探求者认为，我们一定能找到一些合理的解释。但是，这些探求者不知在哪里可以找到。是什么导致了这种非同寻常的情况？这又是一个异常现象。
1997年，一个异常现象被人们发现。通过对来自遥远超新星光线的分析，天文学家得出了一个令人吃惊的结论宇宙正在膨胀，且这种膨胀正变得越来越快。这一出乎意料的发现震惊了宇宙学家，没人知道这背后的原理。他们只能说，存在一些神秘的暗能量正在扩张宇宙。
这种异常，即一个看似简单的观察结果使弦理论陷入了困境。这个现象削弱了弦理论的支持者。简言之，他们无法解释这个现象，许多该理论的支持者认为，他们应停止尝试。有一个直截了当的答案摆在我们面前，他们说，我们的宇宙只是众多宇宙中的一个，每个宇宙都有自己不同的特征参数。他们认为，在我们的宇宙中试图找出其他宇宙为何具备自身特征的原因，完全是浪费时间。
但事实并非如此。在这个异常以及其他的异常中，都存在一些鼓舞人心的事情。托马斯·库恩（Thomas Kuhn）在20世纪60年代早期撰写《科学革命的结构》时，他想研究科学史，为科学发现提供线索。那些线索让他发明了一个术语（现在看来，已是陈词滥调）：范式转换。科学家们依据自己心中认为世界是如何运行的想法开展工作。无论实验性还是理论性，他们所做的一切都是在这一系列思想的基础上提出。事实上，一定会有一些证据与想法不符。起初，这些证据会遭到忽视或懈怠；然而，这些异常终会堆积如山，以至于不能再被忽视或被懈怠。那时，危机就爆发了。
库恩说，危机之后，很快就会出现范式转换，每人都会以全新的方式看待这个世界。因此，人们孕育出了像相对论、量子理论和板块构造理论那样的思想。
暗能量的发现是另一个危机。你可以看到，暗能量的存在令人沮丧，它暗示着科学的发展已陷入僵局。同时，它也能令人兴奋，鼓舞人心。现在，人们已拥有了一些发现，或许会在不久的将来取得突破。更令人兴奋的是，暗能量并非我们时代的异常现象，更非独特的。
暗能量并非宇宙学中的异常现象，另一异常现象是暗物质，在20世纪30年代被首次发现。几乎完全遵循库恩范式的模板，暗物质被忽略了将近40年。华盛顿特区卡内基研究所的天文学家维拉·鲁宾（Vera Rubin）明确指出了它的存在，并警示人们关注。20世纪70年代早期，鲁宾发现，星系的形状、大小和旋转提示星系间的吸引力存在问题，或者说空间中的物质比我们看到的要多得多。没人想去否定牛顿的万有引力定律，但我们确实对暗物质知之甚少。
科学正掌握着宇宙运行的规律，这的确令人欣慰，但事实却描述了一个不同的故事暗物质和暗能量，占据了我们宇宙96％的组成。两个异常的科学结果告诉我们，我们只能看到被我们称为宇宙的世界的一小部分。好消息是，宇宙学家现在或许已从库恩危机中走了出来，正在重塑我们的宇宙也许，他们某日能设法解决范式转换导致的问题。
其他的同样令人激动的异常现象，也等待着革命性变革的那一天，或许等着我们的注意力距离事实真相更近的那一天。（1）安慰剂效应是存在的：精心策划、严格控制的实验多次证明调整精神状态可以影响人体的生物化学反应，以消除疼痛并产生令人吃惊的医疗效果。如同人们对暗物质的理解，除上述现象之外，没人能确定安慰剂效应真的存在。（2）冷聚变实验，即在常温条件下金属原子发生了核反应，安全地释放出比输入更多的能量，该实验受到了将近20年的怀疑。近，美国能源部宣布，可信的实验证据表明，新一轮的冷聚变实验研究值得资助。问题是，冷聚变现象与所有现代物理学的认知格格不入人们还不能解释它为何会发生，甚至不能提供它发生的确切证据。但它仍然值得研究，我们的发现暗示，存在一种新的、更深层次的物理学理论，或许能对科学的许多方面产生巨大影响。（3）来自外太空智慧生命的信号，已过去了30年仍无法得到解释。（4）尽管存在相反的科学证据，但我们的自由意志是否存在仍然是谜。（5）被未知力量推离轨道的航天器。（5）我们用好的生物学理论解释性和死亡的起源时遇到了难题……问题列表还在继续。
哲学家卡尔·波普尔（Karl Popper）曾（或许是残忍地）说，科学可能被描述为系统的、过度简化的艺术。虽然科学本身是一个过度简化的产物，然而，人们在科学研究中仍需保持十分谦虚的态度。事实上，科学家们常常忽略这点。他们通常认为，似乎一切都在他们的能力范围之内。暗能量被认为是物理学中令人尴尬的问题，但事实并非如此，它也是物理学中的机会它让我们有理由去检验现存的过度简化的理论，尝试修正并将我们带入一种新的认知状态。科学的未来取决于认识那些看起来没有意义的事物，我们解释异常现象的尝试正是推动科学前进的动力。
16世纪，一系列天体运行的异常现象导致天文学家尼古拉斯·哥白尼（Nicolaus Copernicus）意识到，地球围绕太阳旋转而不是相反。18世纪70年代，化学家安东尼·拉瓦锡（Antoine Lavoisier）和约瑟夫·普利斯特里（Joseph Priestley）通过实验结果推断出氧气的存在。这些结果都违背了当时的所有理论。几十年来，很多人注意到南美洲东海岸和非洲西海岸之间的形状具有相似性。但直到1915年才有人指出，这或许不是巧合。阿尔弗雷德·魏格纳（Alfred Wegener）具有洞察力的观察形成了我们的板块构造和大陆漂移理论。这一个观察结果消除了地质科学研究拼凑的性质，并形成了一个统一的理论，开辟了人们对数10亿年地球历史的研究领域。查尔斯·达尔文（Charles Darwin）在生物学领域做了类似的壮举，建立了自然选择进化理论。人们以往只能对地球上各样的生命进行评论，而不能将它们联系在一起的日子突然结束了。这不仅是实验和观察的问题，这是一系列智力活动的飞跃。例如，两种理论的不协调导致阿尔伯特·爱因斯坦建立了相对论。这是一种革命性的理论，它永远地改变了我们对空间、时间和浩瀚宇宙的看法。
爱因斯坦并未因相对论获得诺贝尔奖，而是另一个异常现象，热辐射的奇怪本质给他带来了科学的终极荣誉。马克斯·普朗克（Max Planck）观察黑体辐射后提出，辐射可以被认为是以块状或量子形式存在的。对普朗克而言，这种量子理论只是一个简洁的数学技巧，但爱因斯坦用它证明了更多的现象。受普朗克研究的启发，爱因斯坦证明了光线是量子化的而且，实验揭示了光线的能量以量子状态释放。正是这一发现，说明了宇宙的基石是以量子化组成的，这一发现使爱因斯坦获得了1922年的诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖可不是一切问题的答案我在大都会酒店大厅的所见非常清晰地说明了这点。为什么这三个人，当代人中聪明的三个人，不能看到明显的电梯门解决方案？我开始畅想，爱因斯坦在这种情况下是否也是在电梯里挣扎。如果他也是这么做的，那么，即便他曾向的上帝挥舞拳头，此刻的他也只能呼救。
对科学家而言，承认被电梯门卡住并不容易。关上电梯门是迈向新的、令人兴奋的道路的步，然而，科学家们已失去了去认识它的习惯。相对的，一旦你做到了，并让你的同事帮助解决棘手的问题，而不是傲慢地忽略它，你将能继续自己的旅程。在科学研究中遇到障碍或许是你即将迈出一大步的重要标志。
在某种程度上，没有意义的事情或许是重要的事情。
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