为何物理学近100年没有重大突破？是什么限制了人类文明的发展？

现代物理学大厦的两大基石是相对论和量子力学，而这两大理论已经诞生一百多年了，意味着在过去的一百年时间里，人类在基础物理学领域其实没有太大的突破。

虽然规范场论，粒子标准模型，甚至弦理论等也让人们眼前一亮，但并不像相对论对牛顿经典力学那么大的颠覆性，而量子力学对人们传统认知的颠覆性就更大了，彻底颠覆了我们的世界观和人生观。

这到底是为什么呢？今天我们就一起探讨一下这个问题。

谈到科学，我们首先要搞清楚科学理论是如何诞生的。其实这个问题是比较复杂的，不过很多学者认为科学是源于哲学思考的。

哲学，普遍以纯粹的思辨方式去思考问题，总让人感觉脱离实际。不过随着哲学的不断发展，开始越来越多地与实际相结合，只有走进实际，才能更好地为人类服务。

而地心说这个模型的诞生，就是最好的体现。

如今我们知道地心说是错误的，但即便是错误的，从某种程度上来讲，我们并不能否认地心说是科学理论，为什么？

很简单，因为地心说这个理论非常符合科学理论的范式。科学并不能与正确划等号。

一个合格的科学理论要为观测现象负责，长期以来，古代人们每天都看到日月星辰围绕地球东升西落，给人的感觉就是地球是宇宙的中心，从这点上来讲，古人提出的地心说并没有错，因为他们看到的就是如此。

虽然以如今我们的眼光来看，古人错了，但不要忘了，那是因为我们是站在“上帝视角” 去衡量古人的思维。如果把你学过的一切知识都剔除掉，然后把你扔到古代社会，相信你也一样会认为地球是宇宙的中心。

人们对世界的认知总是有局限性的，比如说我们的眼睛只能看到可见光，可见光只是电磁波谱中非常狭窄的一部分。这意味着人们看到的世界总是有限的，因此总结出来的科学理论必定是有局限性的，这种局限性在任何时代都无法突破。

就像是牛顿提出的力学定律，只适用于低速和低引力世界，其实也是有局限性的，在亚光速和强引力环境下，牛顿力学定律就失效了，说白了就是错的。但谁又会去苛求牛顿呢？

我们一辈子都很难接触到亚光速和强引力环境，而在地球这个狭小的范围内，牛顿力学体系已经足够精确了，人们只需要为自己的观测行为负责，牛顿时代只能观测到地球这范围内的物体运动规律，得出的理论当然也是科学理论。

后辈们当然很尊敬牛顿和他的力学体系，但对于任何理论，科学家们都是很苛刻的，总是想尽各种办法去试错，尤其是在各种极端环境下去试错。一旦发现与理论有任何出入的地方，他们就会提出新的理论，然后不断验证新理论。

谁不想成为下一个“牛顿”呢？

随着人类科技水平的不断提升，到了20世纪前后，观测水平有了质的提升，不仅能观测到微小的量子世界，还能观测到亚光速和强引力世界。

物理学家们发现，无论是在小尺度下的微观世界，还是亚光速世界，牛顿力学体系都出现了很大的偏差，于是我们就见证了相对论和量子力学的诞生，见证了伟大的爱因斯坦和其他无数同样伟大的物理学家们。

牛顿力学体系只是量子力学和相对论在低速低引力宏观世界的近似值，也可以说是特例。但这个近似值在地球上已经足够精确了，而我们一辈子都在地球上生活，因此统治我们生活的仍旧是牛顿力学。

那么，为何如今一百多年过去了，相对论和量子力学仍旧没有重大突破？毕竟我们都知道，相对论和量子力学不可能是终点。

有一个事实不容忽视。在几百年前的牛顿时代，要制造出一个不错的实验仪器，科学家一个人基本上就能完成了。

但是到了20世纪，尤其是现在这个时代，一个人单打独斗去研发出不错的实验仪器，早就不现实了，至少需要一个团队，甚至多个部门共同协作才能完成。

很多前沿的科学研究项目，尤其是基础科学理论的研究，动辄都需要成千上万人的共同协作才可能完成，而且还需要大量资金，周期也会很长。

比如说大型粒子对撞机，是研究微观世界最有效的装置，但建造一个粒子对撞机需要海量的资金，还有后期的维护也是相当大的成本，基本上就相当于一个无底洞。这也是为什么即便是美国这样财大气粗的国家，最终也放弃了建造对撞机。

毕竟对撞机这东西即便建成了，谁也不能保证一定会有什么重大发现。

当然，不仅仅是微观世界，在更大的尺度上，科学家们也非常渴望探索暗物质和暗能量这两个神秘领域，而这就需要发射大量精密的探测器到太空进行长时间观测，所需的人力物力也是惊人的。

总之，如今的科学发展早就不是某个科学家单枪匹马独闯天下的时代了，说白了，当今科学界很难再出现牛顿爱因斯坦这样“一统天下”的“集大成者”了。

尤其科学发展过程中，无论是微观还是宏观领域的观测成本太昂贵了，如果没有办法建造更高性能的精密仪器观测更加极端尺度下的物理现象，基础科学就很难有大的突破。

如今，包括我国在内的很多国家都加大了对基础科学的投入。但其实，明眼人都知道，对于基础科学的投入回报率是很低的，起码需要相当长时间的投入周期才可能有某些回报。

说白了，对于基础科学的投入更像是“费力不讨好”，短时间内根本看不到任何汇报，甚至直到最后也不会有任何汇报，这种可能性很大，因为谁也不知道基础科学的未来方向到底在哪里，可能一开始的探索方向就错了，这样的话就不会有任何结果。

因此，之所以基础科学在过去的一百年时间里没有大的突破，与人类智力无关，是人们的观测技术水平受到了限制，无法观测到更极端环境下的物质运行情况。而观测水平的提升需要更加精密的仪器，但是对科学仪器和实验的投入有时候就像是“无底洞”，不管投入多少，最终都可能连一朵水花都没有激起。