“如果说20世纪五六十年代是杨振宁先生和李政道先生的时代,那70年代就是荷兰物理学家特·豪夫特的时代,到了80年代,则是美国物理学家爱德华·威滕的时代。”蔡荣根回忆,自己年轻求学时,和很多从事理论物理研究的同学一样,都将威滕——这位公认的“全世界最聪明的头脑”视为偶像,“威滕是提出M理论的大师。他当时做什么研究,我们就会跟着做什么研究。”
然而,在威滕之后,40多年的时间里,能够被全民普遍知晓的名字好像就没有了。大师的缺席在不少人看来,似乎意味着理论物理学的发展无法找到新的突破方向,趋于停滞。
物理研究向纵深发展
——任何科学本身有其发展客观规律
近些年,大众越来越关注这一问题,有人发出“物理学没有突破”的感慨。事实果真如此吗?
“现在理论物理研究正在既有成果基础上,不断向前推进,只是类似量子力学、相对论这样彻底改变人们世界观的突破,确实是没有的。”蔡荣根解释,尽管从人类历史的发展演进角度看,科技在过去100到200年间呈加速度持续发展,但并不能因此要求理论物理的发展也与之同步。“任何科学本身有其发展客观规律”。
“最近二三十年,从诺贝尔奖的颁发就可以看出,物理学取得了一些长足的进步。比如,百年前爱因斯坦在广义相对论中的某些预言,要到2016年引力波的发现才得以印证。类似的例子都体现出物理学仍然阔步向前。”在中国人民大学科技哲学专业副教授马建波看来,“物理学根本性的理论变革往往涉及人类对宇宙的认识方式,本来就是比较困难的事情,不可能一直快速发展。”
对于基础科学来说,理论上的突破如何取得呢?积累是必须的。“当旧的理论无法解释新的实验结果,新的理论就会提出来。”蔡荣根说。
19世纪末20世纪初,当时很多物理学家觉得以伽利略、牛顿为代表的经典物理学大厦已经完美地建构起来,只不过天空中还飘着“两朵乌云”——黑体辐射问题与迈克尔逊-莫雷实验问题无法得到经典物理学的解释。后来,其中一朵发展成为相对论,另一朵发展成为量子力学,进而动摇了经典物理学的根基。
与百年前遇到的情形类似,当下的物理学界也面临着旧理论无法解释某些新现象的问题。马建波认为,不管是相对论还是量子力学,从理论本身来讲,内部还有不少地方需要完善。
蔡荣根举例:“比如我们常说的‘暗物质’‘暗能量’,就被称为‘笼罩在21世纪物理学上空的两朵乌云’。如果在这两个问题上取得突破的话,那么就会对我们之于客观世界的认识,以及物理学规律的认识产生巨大影响,就会形成基础物理学新的突破。”