第1章
看不见的足球

除了原子和真空是实际存在的，其他一切都只在意念之中。

——阿布德拉的德谟克利特

宇宙的最开始是一片虚空——一个奇特的真空世界——没有空间，没有时间，没有物质，没有光，没有声音。但是在自然法则的作用下，这个神奇的真空世界中潜在的能量正等待释放，就像高耸的悬崖边上摇摇欲坠的巨石一般。

等一等。

在“巨石”落下之前，我要解释一下，其实我真的不明白我在谈论什么。从逻辑上说，一个故事应该从开始讲起。但这是一个关于宇宙的故事，很遗憾，我们没有任何证据表明什么是最开始。没有，一无所有。我们了解的只是已经到达成熟期的宇宙，而对于最初千千万万亿分之一秒的时间，也就是在“大爆炸”后非常短的一段时间内的情况我们一无所知。如果你读到或听说了关于宇宙创生时的一些事情，那肯定是虚构的。这一领域属于哲学的范畴。只有上帝才知道宇宙创生时发生了什么（但是他从来没透露过一点）。

好，我们讲到哪儿了？哦，对了——

就像高耸的悬崖边上摇摇欲坠的巨石一样，虚空中的平衡是非常敏感的，只要一点点冲动就会发生变化，而这种变化就产生了宇宙。事实上也确实这样发生了，那一片虚空爆炸了，时间和空间就在爆炸之初的炙热中创生。

物质则从这些能量中脱颖而出：一堆密集的粒子在辐射中消失了，重新归于物质（现在我们至少是在基于一些事实和理论推理来进行研究）。粒子的碰撞产生了新的粒子。在黑洞形成与解体的同时，时间和空间搅在一起翻滚沸腾着。这是多么奇妙的景象啊！

随着宇宙的膨胀、冷却、变得稀薄，粒子开始结合，不同的力也开始出现。质子和中子产生了，接着出现了原子核和原子。然后就是至今仍在膨胀的巨大的尘埃云，它们在某些地方聚集起来，形成了恒星、星系和行星。在一个标准星系的旋臂上，一颗最为普通的行星在围绕着一颗普通的恒星运行。在这个星球上，绵延的大陆和澎湃的海洋经历着自组织的过程，海洋里冒出的一些有机分子开始发生反应，并产生了蛋白质，生命就这样开始了。植物和动物从简单的有机体中进化出来，并最终产生了人类。

人类与其他生物的不同之处，主要在于他们是对自己的周围环境极富好奇心的唯一物种。随着物种变异的出现，一小撮与众不同的人开始在大陆上活动。他们非常傲慢。他们并不满足于欣赏宇宙的灿烂，而总是在问“怎样”：宇宙是怎样产生的；那些宇宙“原料”怎样造就了我们这个令人难以置信的多样的世界——恒星、行星、水獭、海洋、珊瑚、阳光以及人类的大脑。这些异类也提出过一个人类可以回答的问题，但只有经历从老师到学生，数百代人几千年的努力和献身后才有可能找到问题的答案。在找到正确答案之前，这个问题也产生了许多错误百出、令人为难的答案。幸运的是，这些异类天生不知道什么是为难。他们的名字叫物理学家。

现在，在审视过这一探讨了2000多年——这段时间只相当于宇宙时间长河中微不足道的一滴水珠——的问题以后，我们开始瞥见宇宙创生的整个过程了。在望远镜和显微镜中，在天文台和实验室里，甚至在便笺簿上，我们开始觉察到在宇宙产生的第一时刻起支配作用的原始的对称和美的轮廓。我们几乎能够看到这些了。但是这些图景还不是很清晰，而且我们也感觉到有什么东西在使我们的视野变得更为模糊——有一种黑暗的势力在使宇宙固有的简单本质变得模糊、隐秘和令人困惑。

宇宙是怎样运行的？

这本书致力于探讨一个从古代就困扰着科学发展的问题：物质的终极组成基元是什么？希腊哲学家德谟克利特把物质的最小组成单位称为“原子”（意为“不可分割”）。这个“原子”并不是你在高中科学课上学的那种原子，像氢、氦、锂，一直到铀以及超铀元素。按今天的标准来看（其实也就是按德谟克利特的标准看），那些都是大型的、不完整的和复杂的实体。对于一个物理学家，甚至是化学家来说，这些原子是装着更小的粒子——电子、质子和中子——的真正的废物箱，而质子和中子中又装着更小的粒子。我们需要知道最基本的粒子有哪些，我们需要明白控制这些粒子之间相互作用的力是什么。因此，德谟克利特所说的“原子”，而不是化学老师所说的原子，才是构成物质的关键。

我们今天所看到的周围的物质都是非常复杂的。一共有100多种化学原子，这些原子的有用的组合数是可以计算的，但非常庞大，以亿亿计。自然界就是利用这些组合即分子来构成行星、恒星、病菌、高山、支票、安定药片、经纪人以及其他有用的事物。但事情也并非一直这样。在大爆炸宇宙创生之后的最初一段时间里，并没有像今天我们所知的这样复杂的物质。没有原子核，没有原子，除了最基本的粒子以外就没有其他东西了。这是因为在宇宙创生之初的极高温度下，是无法形成任何复合物体的。假如经过短暂的碰撞形成了这种物体，它也马上就会分解成最原始的状态。此时可能只有一种粒子和一种力——甚至是一种粒子与力的统一体——以及相应的物理定律。在这些原始的实体里蕴藏着复杂世界的种子，人类就是在这个复杂世界中进化出来的，他们可能主要就是为了思考这些问题而生的。你可能会觉得原始宇宙很无趣，可是对于粒子物理学家来说，这才是最美的景致。它是如此简单、如此美丽，只是在我们的思考中有些模糊。

科学的起源

在我们的主角德谟克利特出场之前，就有希腊哲学家试图对世界进行解释了。他们运用理性的论证，严格地排除迷信、神话以及上帝的干预。在适应一个充满恐怖且从表面上看又反复无常的世界时，这些都是十分宝贵的经验。但是，诸如昼夜交替、四季轮回、风云水火等自然界的规律性也给希腊人留下了深刻的印象。到公元前650年，在地中海地区出现了许多令人惊叹的新技术。那里的人们懂得如何测量土地和通过恒星来导航；他们掌握了复杂的冶炼技术，以及有关恒星和行星位置的详尽知识，可以用来制定历法并进行各种预报；他们制造了精密的工具、漂亮的纺织品和精巧的装饰瓷器。在希腊帝国的一个位于现在土耳其西海岸的熙熙攘攘的殖民城市米利都，有一种公认的观点认为，这个看起来复杂的世界实质上非常简单，而且这种“简单”可以通过逻辑推理来发现。在大约200年后，阿布德拉的德谟克利特提出“原子”是解开简单宇宙的一把钥匙，研究也就随之展开。

物理学是源于天文学的，因为最早的哲学家总是满怀敬畏地仰望夜空，寻找能够解释恒星位置、行星运动以及太阳升落等天文现象的逻辑模型。后来，科学家把他们的目光投向了地面，开始研究地球表面发生的现象，如苹果落地，箭矢飞行，钟摆、风雨和潮汐的有规律运动等，从而建立起一套“物理定律”。物理学在文艺复兴时期开始繁荣起来，并在1500年左右成为一门独立的学科。随着时间的推移，以及显微镜、望远镜、真空泵、钟表等仪器的发明，我们的观察能力得到了大大加强，有越来越多的现象被揭示。我们可以通过在笔记本上记录数字，绘制表格和图表，然后成功地用统一的数学语言记录下来那些现象，从而对其进行详尽的描述。

到20世纪初，原子已经成为物理学的前沿。20世纪40年代，原子核也已成为研究的中心。渐渐地，越来越多的领域成为观测的对象。随着观测仪器的日益改进，我们可以更加精细地观察越来越细微的东西，随之而来的便是对我们的观察和测量结果的分析、综合和总结。伴随每一次重大进步的是研究领域的进一步细分：一些科学家沿着“还原论者”的道路去探索原子核以及亚核领域；而另一些科学家则致力于对原子（原子物理学）、分子（分子物理学和化学）和核物理学等领域的更深层次的理解。

利昂陷进去了

我还是少年的时候就与分子结了缘。在高中和大学低年级阶段，我非常喜欢化学，但是后来我逐渐转向了物理学，因为它似乎比较干净——实际上是没有气味。那些学物理学的小伙子不仅更加有趣，而且篮球也打得非常棒，他们深深地感染了我。我们中的巨人是哈尔彭（Isaac Halpern），他现在是华盛顿大学的物理学教授。他声称每次去看张贴出来的考试成绩时，只是想确认一下自己的那个A是“平头还是尖头”。很自然，我们大家都很喜欢他。他跳远的成绩也比我们任何人都要好。

我对物理学问题感兴趣是因为它们有清晰的逻辑和明确的实验结果。在大学四年级的时候，我高中以来最好的朋友克莱因（Martin Klein）——现在是耶鲁大学著名的爱因斯坦研究专家——有一次和我喝着啤酒彻夜长谈，他高谈阔论地给我讲起了物理学的灿烂辉煌。这确实起了作用。加入美国军队前，我拿的是化学学士的学位，可是我决定如果能在日常训练和第二次世界大战中活着回来的话，就去做一个物理学家。我是在1948年才最终进入物理学领域的，这一年我利用当时世界上最强大的粒子加速器——哥伦比亚大学的同步回旋加速器——开始做我的博士学位研究课题。哥伦比亚大学校长艾森豪威尔是在1950年6月为这台加速器剪的彩。由于帮助艾克[1]赢得了战争，哥伦比亚大学校方显然非常乐于接受我，他们付给我一年4000美元左右的报酬，只是一星期需要工作90个小时。那真是一个令人疯狂的时代！20世纪50年代，同步回旋加速器和其他强大的新设备一起开创了粒子物理学的新格局。

对外行来说，粒子物理学最显著的特征也许就是仪器和设备。我正是在粒子加速器时代来临时加入这个领域的。在随后的40多年里，这些加速器统治着物理学领域，而且今后仍将如此。最早的“原子粉碎器”的直径只有几英寸。今天，世界上最强大的加速器坐落在伊利诺伊州巴达维亚的费米国家加速器实验室，这一机器被称为太瓦质子加速器，其周长约有4英里，能以前所未有的能量粉碎质子和反质子。到2000年左右，太瓦质子加速器的能量之冠地位被打破。所有加速器之母——超导超级对撞机（SSC）——目前正在得克萨斯建设，[2]其周长约有54英里。

有时我们会问自己：我们是否已在什么地方走错了路？我们是否已被机器迷惑住了？粒子物理学是不是某种神秘的“计算科学”，花费巨大的人力、使用庞大的机器研究如此深奥的现象，当粒子在高能作用下发生碰撞时，甚至连上帝也无法确定会发生什么。当然，把这一过程当作一条历史之路——这条路可能始于公元前650年的希腊殖民地米利都——的延续，我们可以获得信心和鼓舞。这条路的终点是一座无所不知的自由之城，在那里，就连环卫工人甚至市长都明白宇宙是怎样运行的。许许多多的科学家都走过这条路：德谟克利特、阿基米德、哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿、法拉第，一直到爱因斯坦、费米，以及与我同时代的人。

这条路时宽时窄：有时它经过很长的一段空白（就像穿越内布拉斯加州的80号公路），有时又会穿过有很多美景的弯道。在这条道路两旁有许多标着“电力工程”“化学”“无线通信”或者“凝聚态物质”的诱人的支路。选择支路的那些人已经改变了这个星球上人类的生活方式；而那些还在这条路上行进的人则会发现，一路上遇到的都是相同的标牌，上面清晰地写着：“宇宙是如何运行的？”就是在这条路上，我们可以找到20世纪90年代的加速器。

我是在纽约的百老汇大街和120号大街踏上这条科学道路的。那个时候，所有的科学问题看起来都非常清晰和重要，这些问题都涉及所谓的强核力和一些理论上预言的粒子——π介子的特性。哥伦比亚大学的加速器就是专门用质子轰击目标靶来产生介子的。当时，这台仪器的原理非常简单，就连研究生也能够理解。

20世纪50年代的哥伦比亚大学是物理学的温床。汤斯不久就发现了激光并获得了诺贝尔奖，雷恩沃特（Leo Rainwater）凭借他的原子核模型获得了诺贝尔奖，兰姆（Willis Lamb）则是因为测量了氢光谱中的微小位移而获得诺贝尔奖的。曾经给我们巨大鼓舞的诺贝尔奖获得者拉比（I. I. Rabi）带领了一个小组，其中的拉姆齐（Norman F. Ramsey）和库什（Polykarp Kusch）都在适当的时候获得了诺贝尔奖。李政道则因为宇称不守恒理论分享了诺贝尔奖。有如此之多的教授受到过瑞典圣水的洗礼，真是一件令人既高兴又沮丧的事：作为年轻的一代，我们的西服扣上都印着“仍未获奖”。我的专业认识的“大爆炸”出现在1959—1962年，当时我和哥伦比亚大学的两位同事正在进行前所未有的高能中微子碰撞的测量工作。中微子是我喜欢的粒子。中微子几乎没有任何性质：没有质量（或者极小），没有电荷，没有半径，甚至也没有强力作用于它。如果文雅一点描述中微子，可以用“难以捉摸”这个词。这就是仅有的一点儿事实，而且它能够穿过几百万英里的固体铅，只有很低的概率会发生可以测量出来的碰撞。

我们1961年的实验为20世纪70年代逐渐为人所知的粒子物理学“标准模型”奠定了基础。1988年，这个实验被瑞典皇家科学院授予了诺贝尔奖。（每个人都会问，他们为什么要等27年的时间？我真的不知道。我常对家人开玩笑说，瑞典皇家科学院把时间拖后是因为他们不能确定应该奖励我的哪一项伟大成果。）获得诺贝尔奖当然令人非常激动，但这种激动实在不能与我们意识到实验成功那一刻那种难以名状的激动相比。

物理学家今天的感觉和几个世纪前的科学家是一样的。他们的生活充满渴望、痛楚、困苦、紧张、绝望、沮丧和气馁，但是中间也偶尔穿插着喜悦、兴奋、笑声和得意。这些感情都是在不经意间产生的，缘由往往只是对由其他人揭示出来的新鲜的、重要的或者美丽的事物的顿悟。如果你是一个凡人，就像我所认识的大多数科学家一样，当你自己发现了宇宙中的一些新奥秘时，以为美好的时刻就会到来。令人惊奇的是，这个时刻经常发生在凌晨3点，此时你往往独自在实验室里，发现了某种意义深远的事情，而且你意识到地球上的其他50亿人都不知道你现在发现的东西。或者你希望如此。当然，你也会急着想告诉那些不知道的人，这就是“发表”。

本书串接了过去2500年间科学家们经历的无穷的幸福时刻。这些幸福时刻加在一起，便构成了目前我们关于宇宙及其运行机制的知识。痛苦和失望也是故事的一部分。常常是固执、保守甚至仅仅是性情问题阻碍了这些“尤里卡时刻”[3]的出现。

然而，科学家并不能依赖这些“尤里卡时刻”来充实自己的生活。在日常的活动中还应该有一些乐趣。对于我来说，乐趣就是设计和制造能教我们认识特别抽象之问题的仪器设备。当我还是哥伦比亚大学的一名感情丰富的研究生时，我就帮助一位来自罗马的举世闻名的教授制作了一台粒子计数器。当时我是这方面的新手，而他是一位老手。我们一起在车床上加工黄铜管（那时已经是下午5点以后，机械师们都回家了），然后在试管两端焊上带玻璃尾端的端盖，并且在穿过玻璃的绝缘金属短杆中间拉了一条金线。我们往计数器内充入特殊气体，一充就是几个小时，同时把金线连在一个示波器上，使用1000伏电源供电，并且用一个特殊的电容进行保护。我的教授朋友——我们可以称他为吉尔贝托，因为这是他的名字——一边仔细地盯着示波器上的绿色波形，一边用十分蹩脚的英语给我讲解粒子计数器的历史和发展。突然吉尔贝托停了下来，并语无伦次地大喊起来：“Mamma mia！Regardo incredibilo！Primo secourso！”（或者类似的话。）他指着示波器大声嚷着，并把我举到了空中——尽管我比他高6英寸，重50磅——还拉着我满屋子跳舞。

“发生什么事情了？”我结结巴巴地问。

“Mufileto！”他回答道，“Izza计数，Izza计数！”

他可能有意为我装出这很重要的样子，但通过我们自己的双手、眼睛和大脑，我们改进了一种仪器，能够检测到宇宙线粒子的通过，并通过示波器的扫描尖峰将其记录下来，这确实让他非常激动。虽然他可能数千次地观察到这种现象，但他依然激动不已。这种宇宙线可能是从一个遥远的星系发出来的，经过数光年的旅途到达了百老汇大街和120号大街的一间位于10层的房间里，这只是他兴奋的一部分原因。吉尔贝托似乎从不衰竭的热情是极富感染力的。

物质图书馆

在解释基本粒子的物理学时，我经常会引用（还会修饰一番）古罗马诗人和哲学家卢克莱修的一个可爱的比喻。假设我们的任务是寻找一座图书馆的最基本的组成单元，那该怎么办呢？首先，我们会想到按不同主题分类的图书：历史、科学或是传记。或者，我们可能会依照尺寸分类：厚的、薄的、高的、矮的。在考虑过这样一些分法后，我们会发现图书是很容易就可以进一步细分的复杂对象。所以我们要往深处看。章节、段落和句子等这些粗糙而又复杂的成分可以很快被排除。那就是单词！想想在图书馆入口处桌子上放着的那本厚厚的所有单词的分类目录——词典。我们可以通过遵循特定的规则，也就是语法，用词典里的单词组合出图书馆里所有的图书。相同的单词可以被一次又一次地重复使用，按照不同的方式组合起来。

但是单词的数目也太多了！进一步的思考会使我们想到字母，因为单词也是“可分的”。现在我们终于找到了！26个字母可以组成成千上万的单词，这些单词又可以组成数以百万（抑或亿万？）计的图书。现在我们必须引入一组限制字母组合的拼写法则。如果不是非常年轻的批评家的干扰，我们可能就会发表这个不成熟的发现了。年轻的批评家们毫无疑问会扬扬自得地说：“你根本就不需要26个字母，老爷爷。你所需要的只是1和0。”今天的孩子们都是玩着数字纸牌长大的，他们更为熟悉把0和1转换成字母的计算机算法。如果你已经老得对这些不太熟悉的话，那你可能还记得由“点”和“画”组成的莫尔斯电码。无论怎样，现在我们已经可以通过适当的编码使用0和1（或者点和画）组成的序列来构成26个字母，并且可以拼写出词典里的所有单词；这些单词按照一定的语法又可以构成句子、段落、章节，最后是图书；而图书则构成了图书馆。

现在，如果0和1已经不能再拆分了，那么我们就已经发现了图书馆的最基本的“原子”构成。打个不太恰当的比喻，宇宙就是这座图书馆，自然界的作用力就是语法、拼写规则和算法，0和1就是我们所说的夸克和轻子，这些是目前最接近德谟克利特所说的“原子”的粒子。当然，所有这些粒子都是看不见的。

夸克和教宗

听众中的那位女士很顽固。“你看到过原子吗？”她总是这样问。对一个早已接受原子的客观存在性的科学家来说，这是一个恼人的问题，但也是可以理解的。我可以把原子的内部结构形象化。我可以说出一个想象中的图像：电子围绕着微小的原子核，“形成”了一片有些模糊的云状结构，而原子核则对薄雾状的电子云有吸附作用。由于大家都是根据方程来构建模型的，所以对于不同的科学家来说，这种想象中的图像不可能完全相同。这种书面描述虽然满足了科学家们希望有一幅形象的图像的需要，但它还算不上用户友好。可是我们能够“看见”原子和质子——对了，还有夸克。

我在回答这个棘手的问题时，总是先归纳一下“看见”这个词的含义。如果你戴着眼镜，是否“看见”了这页纸？如果你看的是这本书的微缩胶卷版呢？如果你看的是影印版呢？（这样你就侵犯了我的版权）如果你读的是计算机屏幕上的文字呢？最后，我绝望地问：“你见到过教宗吗？”

“嗯，当然。”这是常见的回答，“我在电视上看到过他。”唔，是这样吗？她看到的不过是电子束打到涂在玻璃屏幕内侧的磷上发出的光。我对于原子和夸克的证据也是如此。

证据是什么呢？就是粒子在气泡室中的轨迹。在费米实验室的加速器里，一台三层楼高、价值6000万美元的探测器采用电子方式检测到了质子和反质子的碰撞“碎片”。这里的“证据”——“视觉”，就是这些传感器，当一个粒子经过时就会发出一次电脉冲。所有这些电脉冲通过成千上万根导线输送到电子数据处理器上，最后用0和1编码，记录在磁带上。磁带记录的是质子和反质子的热碰撞，1次碰撞可以产生多达70个粒子，它们分别飞进探测器的不同部分。

科学，尤其是粒子物理学，需要通过重复实验才能得出可信的结论，也就是说，在加利福尼亚做的实验应该可以被日内瓦的不同类型的加速器验证出来。此外，还要通过在每次实验过程中设置测试和验证点，以确保仪器按照设计的方式运行。这是一个长期而复杂的过程，是数十年实验的结果。

但是，许多人对粒子物理学还是感到很神秘。那位固执的女士并不是被那些整天寻找微小的不可见粒子的科学家弄糊涂的唯一听众。那么，就让我们换个说法……

看不见的足球

让我们想象一下从“特维洛”行星来的某种智能物种。他们看起来和我们很像，也像我们一样交谈，能像人类一样做任何事情，只有一件事情例外——他们的视觉器官比较特殊，这样就无法看到黑白对比鲜明的物体，比如斑马、橄榄球裁判的衬衫或者足球。顺便说一下，这并不是什么稀奇古怪的现象。地球人还有更奇怪的地方。如在我们视野的中间有两个盲点，我们之所以察觉不到它们的存在，是因为大脑会通过视野中其他地方的信息进行推断，来猜测盲点处的信息应该是什么，然后反馈给我们。尽管人们看到的部分信息充其量不过是很好的猜测，但他们还是能在高速公路上以时速100英里行驶，能操作脑外科手术，或者玩火把戏法。

一组“特维洛”使者肩负友好的使命来到了地球。为了让他们感受一下我们的文化，我们就带他们去看这个星球上最受欢迎的文化盛事之一：世界杯足球赛。当然，我们并不知道他们看不见那个黑白相间的足球。所以，他们虽然很有礼貌地坐在那里观看比赛，但是脸上的表情却很困惑。他们看到的不过是一群穿着短裤的人在场地上跑来跑去，在空中毫无目的地踢腿，相互撞在一起，人仰马翻。有时一位官员会吹一声哨，一个运动员就跑到边线上，在其他运动员的注视下将双手举过头顶。有时守门员会莫名其妙地倒在地上，观众中就爆发出一阵欢呼，而另一方就会加上一分。

特维洛人大概在前15分钟都是非常困惑的。随着时间的推移，他们开始尝试着去理解这种游戏。有些人采用了分类技术。部分是由于服装的缘故，他们推断出是两个队在互相争斗。他们还根据场上队员的跑动绘制出图表，发现每个运动员看起来都或多或少在场地的某一区域活动。这样，特维洛人为了阐明他们所发现的世界杯足球赛的含义，就像地球人一样，给场上每个运动员的位置都起了名字。他们还对这些位置进行了分类、比较和对照，并把每个位置的优点和缺点都标在一幅巨型图表上。当特维洛人发现了足球比赛中存在的对称性时，他们就取得了一个重大突破。也就是对于A队中的任何一个位置，在B队中也有相应的位置。

离比赛结束还有两分钟，特维洛人已经画了几十张图表，绘制或总结出数百个表格和公式，还有许多足球比赛的复杂规则。虽然这些规则在一定程度上可能都是正确的，但是没有一条真正把握住了这种比赛的实质。这时，一个一直保持沉默的不起眼的年轻特维洛人说出了他的想法。“我们可以假设，”他有点战战兢兢，“有一个看不见的球。”

“你说什么？”年长的特维洛人问道。

当那些年长者还在检查什么才有可能是这场比赛的核心，想弄清是各个运动员的来来往往还是场地的划分时，那个不起眼的小人物却擦亮了眼睛，去注意那些很少出现的事件。而他确实发现了一点。就在裁判宣布得分之前的一瞬间，以及人群开始沸腾之前那一刻，这位年轻的特维洛人注意到球网后面在一刹那间凸起了一块。足球是一种低比分的比赛，所以只能观察到很少几次凸起，而且每次持续的时间都很短。即使这样，也有足够的事例能使那位小人物注意到那个凸起的形状是半圆形。所以他就得出了一个疯狂的结论，认为足球比赛需要有一个看不见的球（至少对于特维洛人是看不见的）。

使团中的其他特维洛人听了这个理论，经过激烈的争论，他们认为，尽管经验证据不足，但这个年轻人说的还是有点道理。其中一位年长的政治家——他其实是一位物理学家——指出，为数不多的稀有事件有时会比那些出现了上千次的寻常事件有意义得多。而这种比赛的一个无可辩驳的结论就是肯定有一个球这一简单的事实。假设确实有一个球存在，虽然由于某种原因特维洛人看不到这个球，但所有的问题一下子都迎刃而解。这场游戏是合乎情理的。不仅如此，他们在那个下午得出的所有理论、图表和公式仍然是正确的，而球则解释了这些规则的合理性。

这个故事对于许多物理学难题都有启发，尤其是与粒子物理学密切相关。要是不知道对象（球），也没有一套合乎逻辑的规律可以遵循，我们就不可能理解规则（自然规律），也无法推断出所有粒子的存在。

科学的金字塔

我们现在是在讨论科学和物理学，所以在继续进行之前，需要先定义一些术语。物理学家是怎样的一类人？物理学在科学那宏大的框架中处于怎样的位置？

自然科学是有明显层次之分的，虽然它不是社会价值甚至智力水平那样的层次之分。得克萨斯大学人文学家弗雷德里克·特纳（Frederick Turner）的说法更为深刻。他指出，存在一座科学的金字塔。这座金字塔的基础是数学，这倒不是因为数学更加抽象或者更为绝妙，而是因为数学不依赖或需要任何其他学科；处于金字塔上一层的物理学则要依赖数学。处在物理学上层的是化学，因为化学需要物理学知识，而在这种公认的简单分类中，物理学是与化学定律无关的。比如说，化学家关心的是原子是怎样构成分子的，以及在近距离情况下分子是如何起作用的。原子之间的作用力非常复杂，但归根结底它们要遵循带电粒子之间的吸引与排斥定律，换句话说就是物理学定律。接下来的一层就是建立在物理学和化学基础上的生物学。金字塔再往上的层次就越来越模糊也不大容易确定了：当谈到生理学、医学和心理学时，原来的层次就已经很不清晰了。在层与层的接口之间是一些边缘学科：数学物理学、物理化学、生物物理学，等等。当然，我会把天文学塞到物理学里，不过对于地球物理学和神经生理学，我就不知道该怎么办了。

这座金字塔可以用一句古老的谚语不太礼貌地总结出来：物理学家只听数学家的，而数学家只听上帝的（尽管你很难找到一名那样谦虚的数学家）。

理论家和实验家：农夫、猪和块菌

粒子物理学领域有理论家和实验家之分。我属于后一类人。物理学总体上就是在这两类人的相互影响下发展起来的，但两者却永无休止地陷入一种“爱恨”交织的纠葛之中，因为人们总在计算两者的高下：有多少重要的实验发现是理论预言过的？有多少完全属于意外？例如，反电子（正电子）就被理论预言过，介子、反质子和中微子也是如此；而μ子、τ子和Υ介子则是意外发现的。一项比较粗略的研究表明，在这场愚蠢的争论中两种情况出现的次数大致相等。可是究竟谁统计过呢？

实验意味着观察和测量，它需要构建一些特殊条件，以便使观察和测量最富有成效。古希腊人和现代天文学家都面临着一个共同的问题，那就是他们从来没有操纵过他们所观察的对象。古希腊人不能或不愿进行实验，他们仅仅满足于观察。那些现代天文学家倒是满心想让两颗恒星相撞——要是星系就更好了——不过他们还不具备这个能力，也就只能满足于提高观测水平了。但是在西班牙，我们已经掌握了1003种研究粒子性质的方法。

利用加速器我们可以设计发现新粒子的实验。我们可以有目的地用粒子轰击原子核，然后采用迈锡尼学者阅读B类线形文字[4]的方式——如果我们能够破译那些代码的话——读出粒子发生偏转的详情。我们可以制造一些粒子出来，然后对其进行“观察”，看它们能存在多长时间。

当一位富有洞察力的理论家综合现有的数据，觉得需要存在一种新粒子的话，他就会预言存在一种新粒子。可是更多的情况是这种粒子并不存在，这一理论自然就会受到质疑。这样，理论能否继续生存下去就完全取决于理论家的决心了。对于该理论是否成立的关键则在于进行两种实验：专门验证一种理论的实验和开拓一个新领域的实验。当然，推翻一个理论常常更有意思。像赫胥黎所说，“科学的悲剧就在于一个漂亮的假说被一个难看的事实推翻了”。好的理论不仅可以解释已有的实验，也能预言新的实验结果。实验和理论的相互作用是粒子物理学的乐趣之一。

历史上有些著名的实验家——包括伽利略、基尔霍夫、法拉第、安培、赫兹、汤姆逊父子（J.J.汤姆逊和G.P.汤姆逊）和卢瑟福——同时也是相当有才华的理论家。但这种理论暨实验物理学家是一个正在消失的种群（在我们这个时代，费米是一个突出的例外）。拉比曾以欧洲的实验家不会在图表上增加一个栏目，而理论家不会系自己的鞋带的评论，来表达他对“理论”与“实验”之间逐渐加宽的鸿沟的关注。今天有两类物理学家，虽然他们有着探索宇宙的共同目标，但在文化视野、技巧和工作习惯上有着很大的不同。理论家总是很晚才去工作，在希腊的海岛或瑞士的山峰上参加令人精疲力竭的讨论会，出去休很长的假期，在家里时会极为频繁地倒垃圾。他们经常担心会失眠。据说有一个理论家心事重重地到实验室的医生那里抱怨说：“医生，你一定要帮我！我晚上睡得很好，早上起来也没有不舒服，可是整个下午都辗转反侧、坐立不安。”这种举止经过人们添油加醋地模仿，就铸成了凡勃伦（Thorstein Veblen）的畅销书《有闲阶级论》（The Leisure of the Theory Class）所表露出来的不公正的形象特质。

实验家从来不迟到——他们可能就没有回家。当实验室工作紧张的时候，外面的世界对于他们来说已经不存在了，他们的精力完全投入了工作之中。睡觉嘛，也仅仅是在加速器的地板上眯上一个小时。理论物理学家可能一辈子也碰不到实验工作中存在的智力挑战，也经历不到其中的激动和危险——高悬在头顶的重达10吨的起重机、醒目的头盖骨和交叉腿骨图案，以及“危险，有放射性”的标牌。理论家面临的唯一风险是当他们在查找计算错误时用铅笔戳到自己的头。我对他们的态度是既羡慕又畏惧，既尊敬又关心。理论家写了几乎所有的科普图书，如帕格尔斯（Heinz R. Pagels）、维尔切克（Frank Wilczek）、霍金、费曼等人都是这样。为什么不呢？他们有那么多空闲时间。不过理论家总有些骄傲自大。在我掌管费米实验室的时候，就曾跟理论组的人郑重地谈过要防止傲慢自大的问题。其中至少有一个人非常认真地接受了我的意见。我永远也忘不了偶然听到的从他的办公室里传出的祈祷声：“亲爱的上帝，原谅我傲慢的过失吧，上帝呀，我说的所谓傲慢，是指……”

理论家像其他许多科学家一样，有着非常强烈，有时甚至是荒谬的竞争意识。不过有些理论家却非常平静，可以超然于只有凡人才会参与的斗争之外。费米就是一个典型。至少从表面上看，这位伟大的意大利物理学家从未认同过“竞争”这个概念。尽管普通物理学家常常会说“某个发现是我们首先发现的”，但费米却只想知道细节。然而，有一年夏天，在长岛的布鲁克黑文实验室附近的海滩上，当我向费米演示怎样用潮湿的沙子堆出栩栩如生的建筑时，他立刻提议我们比试一下，看谁能堆出最好的侧身裸体沙雕。（我拒绝透露那场比赛的结果，那取决于你是喜欢裸体雕刻的地中海流派还是培勒姆湾流派。）

在一次会议期间，我发现自己午餐时坐在费米旁边。我充满敬畏地坐在伟人面前，问他关于刚刚在会议上听到的一种被称为K-0-2粒子的相关证据的看法。他盯着我看了一会儿，然后说道：“年轻人，如果我能够记得这些粒子的名字，我就是植物学家了。”此后，我作为一个给人深刻印象的年轻人与这件事情的经过一起成了许多物理学家口中的故事。

理论家可能是实验家（我们只不过是水管工和电工）乐于请教和学习的热心人。我荣幸地同这个时代的一些著名理论家进行过长谈——已过世的费曼，他在加州理工学院的同事盖尔曼，狡黠的得克萨斯人温伯格，与我一样爱讲笑话的格拉肖。还有比约肯（James Bjorken）、韦尔特曼、盖拉德（Mary Gaillard）和李政道也是我乐于共事、学习和交往的伟人。我的实验中有很大一部分是参考这些专家的论文或者与他们讨论的结果。不过，有些理论家却不那么令人愉快，他们的光辉由于某种古怪的不安全感而显得黯淡，这可能会让人想起电影《阿马多伊斯》（Amadeus）中萨列里对年轻的莫扎特的看法：“上帝啊，为什么你为如此天才的作曲家赋予了一个卑鄙的皮囊？”

理论家一般会在年纪轻轻时就达到其研究水平的顶峰；创造力总是很早就会出现，并且在15岁以后便开始枯竭，或者看上去是这样。他们只用知道那一点就够了，在年轻的时候他们还没有背上无用的智力包袱。

当然，理论家经常会得到一些并非恰如其分的荣誉。理论家、实验家和科学发现的关系有时也会被比作农夫、猪和块菌的关系。农夫把猪带到可能有块菌的地方，猪就开始努力地寻找块菌。最后，猪找到了一块，可正当它要吃掉块菌时，农夫却把块菌拿走了。

“夜猫子”

在接下来的章节中，我要从发现者——主要是实验家——的角度讨论物质的历史和未来。我希望这样做不会失之偏颇。想想伽利略，他爬上比萨斜塔的顶端，往木台子上扔下两个不同重量的铁球，以便能够听到一声或两声撞击。想想费米和他的同事们，他们在芝加哥大学橄榄球馆下面实现了第一个持续链式反应。

当我谈到科学家一生的痛苦和艰难时，我说的可不是一般的焦虑。伽利略的工作受到教会的责难；居里夫人则由于辐射患上白血病，付出了生命的代价。我们中有太多的人患有白内障，而且全都缺少足够的睡眠。我们所了解的关于宇宙的大多数知识都是那些“夜猫子”先生（和女士）赐予我们的。

“原子”的故事当然也有理论家的身影，是他们帮助我们度过了温伯格所说的“实验突破之间的黑暗时期”，带领我们“不知不觉地走出了误区”。温伯格的著作《最初三分钟》尽管现在有些过时，但仍不失为通俗地介绍宇宙起源的最好作品（我总是认为这本书之所以卖得好是因为人们以为它是一本性知识手册）。我谈论的重点将是我们在原子内部进行的关键的测量。但是不涉及理论你就无法解释数据。所有这些测量数据都是什么意思呢？

哦，数学

我们将不得不谈论一下数学。即使是实验家也不能一辈子避免与方程和数字打交道。完全避免数学，其后果就好像人类学家不去考察他所研究的文化的语言，或者莎士比亚学者不去学习英语一样。数学是科学——尤其是物理学——之网中最复杂的部分，排斥数学也就意味着失去了许多美丽的东西、恰当的表示方法和有关问题的神圣外衣。在实际工作中，数学使得我们更加容易解释思想是如何形成的、仪器是如何工作的以及事物是如何结合成一个整体的。你在这里发现了一个数据，在那里又发现一个相同的数据——也许它们就是相关的。

请打起精神来。我并不准备进行计算，而且最后也不会有任何数学。我在芝加哥大学曾给非科学专业的学生上过一门课（叫“给诗人的量子力学”），课堂上我在介绍这一问题时对于数学只是点到为止，并没有进行实际的演算。因为在全班学生面前，连上帝也会禁止我这样做的。即便如此，我还是发现黑板上那些抽象的符号会让教室里的观众眼神呆滞。比如，如果我写下x＝vt（读作：x等于v乘以t），大厅里就会响起一片叹息。并不是这些父母每年要为他们支付20000美元学费的优秀孩子不会计算x＝vt。如果给他们x和t的值，让他们求v，48％的人能给出正确答案，15％的人根据律师的建议拒绝回答，5％的人会要求演示（是的，我知道这些数加起来不等于100％，但我是一个实验家，不是理论家。何况愚蠢的错误还能让我的学生们增强信心）。学生们逃避问题的原因是他们知道我后面就要谈到这一问题。对他们来说谈论数学是一件很不习惯的事，会带来很严重的焦虑感。

为了重新获得学生们的尊重和好感，我马上换了一个更加熟悉、更为合适的话题。请检验图1.1：

如果一个火星人盯着这幅图看，试图去理解其含义，那么泪水肯定会从其肚脐眼里流出来的。但是那些高中都不能毕业的橄榄球迷会大喊起来：“这不是华盛顿红皮肤队的达线得分吗？！”这种后卫阻挡路线的表示比x＝vt要简单吗？实际上，它是一样的抽象，当然也显得更加神秘。方程x＝vt在宇宙的各个地方都可使用。红皮肤队的短码战术可以在底特律或布法罗持球触地得分，但是永远也不可能到大熊星座上得分。

所以我们可以认为方程具有实际意义，就像橄榄球比赛中的战术图——尽管过于复杂和粗糙——对于球场一样有实际意义。事实上，重要的不是使用方程x＝vt，而是要理解，将其理解为对我们生活于其中的宇宙的一种描述。理解了x＝vt，你就拥有了力量，你就能预测未来并了解过去，包括灵应牌和罗塞塔石碑。那么这个公式到底是什么意思呢？

x表示物体的位置。这个物体可以是驾驶着保时捷汽车沿着州际高速公路兜风的哈里，也可以是呼啸着冲出加速器的电子。如果x＝16个单位，则表示哈里或者电子距离定义为0的位置有16个单位。v表示哈里或者电子移动得有多快——比如哈里以80英里/时的车速行驶或者电子以100万米/秒的速度运动。t表示在某一个人喊了一声“开始”之后流逝的时间。现在我们可以预言物体在任意时刻的位置，无论t等于3秒或者16小时或者100000年。我们还可以说出物体在哪里，无论t等于-7秒（在t＝0之前7秒）还是t＝-100万年。换句话说，如果哈里从你所在的车道出发，以80英里/时的速度向东行驶，那么“出发”1小时后他显然会在你的车道以东80英里的地方。相反，假定他的速度一直是v，并且v是已知的，那你就可以计算出哈里1小时之前（-1小时）在哪里。当然，假定的前提条件是必不可少的，因为如果哈里是一个酒鬼的话，他在1小时前可能会待在乔氏酒吧里。

费曼从另一个角度解释了这个方程的微妙之处。在他的版本中，一个警察拦住了一位驾驶小旅行车的女士，侧身冲着她的车窗咆哮道：“你知道你的速度已经达到每小时80英里了吗？”

“别开玩笑了，”女士回答道，“我离开家只有15分钟。”费曼认为他发明了一种很轻松的微分学方法，但当他讲的这个故事被指责有性别歧视时，他感到非常震惊。所以我在这里就不讲了。

我们在数学王国里的这一短暂旅程的关键就是方程有解，这些解可以被比作现实世界中的测量和观察结果。如果结果和解吻合得很好，人们对于原定律的信心就会增强。可是，我们有时会发现方程的解和测量观察结果并非总是一致的，在这种情况下，经过检验和再检验，解所体现出来的“规律”就会被扔进历史的垃圾箱。有时，方程的解所揭示的自然规律完全出人预料而且会非常古怪，这样就会带来尚未证实的新理论。如果以后的一系列观测结果也都证明它是正确的，那就值得庆祝了。不管结果如何，我们知道宇宙的基本原理和电子振荡电路的功能、建筑钢梁的振动一样，都可以用数学的语言描述出来。

以秒计算的宇宙年龄（1018秒）

关于数字还有一件事情。我们的主题会经常从极为细小的微观世界转到巨大的宏观世界，因此，处理的数据可能非常非常大，也可能非常非常小。所以，在大多数情况下，我会使用科学记数法。例如，我会把1000000写成106，意思是10的6次方，表示1后面有6个0。如果有这么多美元，可以维持美国政府运转20秒钟。如果不是以1开头的大数，也可以用科学记数法表示，例如5500000可以写成5.5×106。如果是小数，则只需加上一个负号：一百万分之一（1/1000000）可以写成10-6，意思是1在小数点右边的第六个位置，即0.000001。

但关键是要掌握这些数字的量级。科学记数法的一个缺点就是它隐藏了数字真正的大小。科学上与时间相关的数字，其跨度是令人难以置信的：10-1秒就是一眨眼的工夫；10-6秒是μ子的寿命；10-23秒就是光子——光的粒子——穿过原子核的时间。请记住：数字以10的幂次增长是极其迅速的。所以107秒就相当于4个月多一点，109秒就是30年。而1018秒就粗略地等于宇宙的寿命，也就是从大爆炸开始宇宙所经历的时间。物理学家是用秒来衡量时间的，尽管数字很大。

时间并不是范围从无穷小一直到无穷大的唯一的量。今天所能测量的最短距离约为10-17厘米，相当于一种被称为Z0的粒子在其一生中所经过的距离。而理论家有时会遇到更小的空间概念。例如，当他们谈及超弦理论——一种非常时髦却非常抽象的假想粒子理论时，他们会说一个超弦的大小是10-35厘米，真的非常非常小。在另一个极端，最大的距离是可观测宇宙的半径，大约为1028厘米。

两个粒子和终极T恤的故事

我在10岁的时候由于出麻疹而卧床不起，为了给我鼓气，爸爸给我买了一本大字版的《相对论的故事》，是由爱因斯坦和英菲尔德（Leopold Infeld）合作撰写的。我永远也忘不了爱因斯坦和英菲尔德写的这本书的开头。书里讲的是侦探故事，每一个故事中都包括一个谜案、几条线索和一个侦探。侦探通过线索来解决这一谜案。

在本书接下来的故事里主要有两个谜案需要去解决。这两个谜案都是有关粒子的。第一个就是人们苦苦追寻的由德谟克利特最早提出的不可见也不可分的物质粒子——“原子”。“原子”位于整个粒子物理学讨论的基础问题的核心。

我们已经为解决这个谜案奋斗了2500年，也有了数千条线索，每一条都是经过千辛万苦才得来的。在本书的前几章中，我们将会看到前辈们是如何将这一难题理顺的。你会吃惊地发现，有许多“现代”的思想早在16世纪和17世纪，甚至在基督教产生之前的几个世纪就已经出现了。最后，我们会回到现在，来追寻第二个，也许是更大的一个谜案，其主角是我认为在指挥着宇宙交响曲的粒子。在这本书中你可以看到两位不同时代的科学家之间存在的天然血缘关系。其中一位是16世纪的数学家，他从比萨斜塔上将两个重物抛了下来；另一位是当代的粒子物理学家，他坐在寒风扫过的伊利诺伊平原上的一间临时营房里，冻僵了手指，还在检查从埋在封冻的地下、价值5亿美元的加速器里流出来的数据。他们问了相同的问题：什么是物质的基本结构，宇宙是怎样运行的？

我是在布朗克斯长大的，那时我经常一连几个小时地看我哥哥摆弄化学药品。他是一个神童。我情愿做所有的家务活，以便他允许我看他做实验。现在他在做一些新奇商品的买卖，出售的东西包括发声软垫、升降机牌照或者印有流行字眼的T恤等。这些T恤能够让人们用一句长度不超过胸宽的话总结出他们的世界观。科学家的目标也不过如此。我的目标就是活到能看到所有的物理学定律都被还原为一个简洁优美的公式，可以非常轻松地印到一件T恤的胸前。

在寻找这样一件终极T恤的过程中，人们经过几个世纪的努力，已经取得了重大进展。例如，牛顿发现了引力——一种可以解释好多看起来毫不相关的现象的力，如潮汐、苹果下落、行星轨道和星系的形成等。牛顿的T恤上写着F＝ma。再往后，法拉第和麦克斯韦揭开了电磁波谱的秘密。他们发现，电、磁、阳光、无线电波和X射线都是同一种力的表现。任何一间不错的校园书店都会卖给你印有麦克斯韦方程组的T恤。

今天，经过研究多种粒子，我们建立了标准模型，可以把现实中的一切归结为大约12种粒子和4种力。这个标准模型代表了自比萨斜塔实验以来从所有的加速器中得出的所有数据。它把被称为夸克和轻子的粒子——每类6种——归结到一个优美的表格型阵列中。整个标准模型也可以印在T恤上，虽然这有些繁杂。这种简洁的模型是经过许多在同一条道路上行进的物理学家的努力才得到的。然而，标准模型T恤并不可信。12种粒子和4种力，确实非常精确，可是还不完备，实际上，连其内部也还有相互矛盾的情况。为了在T恤上对这些不完备的地方进行简洁的解释，我们需要一个超大号的T恤，不过上面的空间还是不够。

那么，究竟是什么，或者到底是谁在阻碍我们找到那件完美的T恤呢？这就要回到我们的第二宗谜案。在完成那件由古希腊人肇始的任务之前，我们必须考虑到这种可能性，也就是我们苦苦追寻的东西是基于一些迷惑我们的错误线索。所以，实验家必须像勒卡雷小说中的侦探一样，设置一个陷阱。他必须迫使犯罪分子自己暴露行踪。

神秘的希格斯先生

粒子物理学家当前确实设置了这样一个陷阱。我们正在建设一个周长为54英里的管道，里面装着超导超级对撞机的双束射管，希望借此抓住那个大坏蛋。

这是多么可恶的一个大坏蛋呀！可以说是有史以来最大的一个坏蛋！我们相信，宇宙中有一个无所不在的幽灵一样的大坏蛋，正在阻止我们理解物质的真正本质。就好像有某种东西或某个人，想阻止我们获得终极的知识。

这个看不见的、阻止我们了解真相的障碍叫希格斯场。它那阴冷的触角伸向宇宙的各个角落，而它的科学和哲学意义让物理学家起了一身鸡皮疙瘩。希格斯场通过一种粒子（还有其他的吗？）来施展它的邪恶魔力。这种粒子的名字就叫希格斯玻色子。寻找希格斯玻色子就是建造超级对撞机的主要原因之一。我们认为，只有超导超级对撞机才拥有这样的能量来产生和检测希格斯玻色子。由于这种玻色子对于今天的物理学如此重要，对于我们最终理解物质的结构是如此必不可少，但又如此令人难以捉摸，因此我给它取了一个绰号：上帝粒子。为什么叫它上帝粒子呢？这有两个原因：一是出版商不允许我们叫它“该死的粒子”，尽管考虑到它那“恶毒”的本性，再加上花在它身上的巨额资金，我认为这个名字可能更加合适；二是这个名称和另一本书有着各种各样的联系，一本更为古老的书……

巴别塔和加速器

那时，天下人的口音、言语都是一样。他们往东边迁移的时候，在示拿地遇见一片平原，就住在那里。他们彼此商量说：来吧！我们要做砖，把砖烧透了。他们就拿砖当石头，又拿石漆当灰泥。他们说：来吧！我们要建造一座城和一座塔，塔顶通天，为要传扬我们的名，免得我们分散在全地上。耶和华降临，要看看世人所建造的城和塔。耶和华说：看哪，他们成为一样的人民，都是一样的言语，如今既做起这事来，以后他们所要做的事就没有不成就的了。我们下去，在那里变乱他们的口音，使他们的言语彼此不通。于是耶和华使他们从那里分散在全地上；他们就停工，不造那城了。因为耶和华在那里变乱天下人的言语，使众人分散在全地上，所以那城名叫“巴别”（就是“变乱”的意思）。

——《创世记》11:1—9

在许多许多万年前的某一时刻，也就是上面那几段话存在以前很久，自然界中只有一种语言。各处的物质都完全相同——存在于一个美妙炙热的对称体中。但是，在经过数不清的年代以后，这些物质又以不同的存在形式散播到宇宙的各个地方，使得我们这些生活在绕着一颗普通恒星旋转的普通行星上的人类迷惑不解。

在某些时期，人类为理性地理解世界所进行的探寻过程进展得非常迅速，许多重大突破纷纷涌现，科学家们也充满了乐观情绪。但是在有些时期，巨大的困惑又困扰着人们。不过，通常来说，最为混乱的时期，也就是出现智力危机和完全不可理解的现象的时期，本身就是重大突破出现的先兆。

在过去的几十年里，粒子物理学一直处于一个与巴别塔故事非常相像的求知欲非常旺盛的时期。粒子物理学家一直在使用巨大的加速器来分析宇宙的组成及其演化过程。这些探寻在最近一些年又得到了天文学家和天体物理学家的帮助，他们使用巨大的天文望远镜搜寻天空，去寻找大爆炸后残余的光线和尘埃。他们认为这场大爆炸就发生在150亿年前。

粒子物理学家和天文学家都在朝着一个方向迈进，即构建一种简单、紧凑、可以解释一切现象的无所不包的模型，比如解释在各种环境下物质和能量的结构以及各种力的作用形式，既包括宇宙形成最初一刻有着极高温度和压力的极端环境，也包括我们今天所知道的相对比较寒冷空旷的宇宙。当我们偶然发现宇宙中存在一种令人困惑的似乎具有对抗性的力时，我们在非常谨慎地前进着，也许是太过谨慎了。有些东西看起来是从我们这个充满行星、恒星和星系的空间中突然出现的。有一些东西我们还无法检测得到，有人可能会说，这些东西就是为了考验和迷惑我们的。是我们离终点太近了吗？真的有通往那个什么地方的向导吗？

关键是物理学家是否会被这些困惑所打乱，还是与不幸的古巴比伦人相反，继续建造那个通天的高塔，就像爱因斯坦所说的，“了解上帝的思想”。

那时，宇宙人的口音、言语是多种多样的。

他们往东边迁移的时候，在沃克西哈奇地遇见一片平原，就住在那里。他们彼此商量说：来吧！我们要建造一座巨型对撞机，其碰撞可以通往时间的起点。于是他们就拿超导磁体当弯轨，又拿质子当碰撞物。

耶和华降临，要看看世人所建造的加速器。耶和华说：看哪，他们正在把我变乱的东西变得统一。耶和华叹息着说：我们下去，给他们上帝粒子，使他们看到我所创造的宇宙是多么美丽。

——《最新新约全书》11:1[5]