提起愛因斯坦，大家的腦海裡總會浮現出這樣一張臉：滿頭飄逸的白髮，滄桑的皺紋，深邃的眼神……
其實，愛因斯坦發表狹義相對論時只有26歲，完成廣義相對論時也不過35歲。那時的愛因斯坦是這樣的小鮮肉：
1919年，光在太陽的引力場中彎曲的現象被觀測到，廣義相對論正式被實驗證實。當年40歲的愛因斯坦光速「出圈」，成為世界級學術明星。
然而，就在1919年4月，正在人生巔峰的愛因斯坦收到了一封改變命運的來信，從此走上了一條不歸路，為之奮鬥40年竟徒勞無功，最終變成了我們今天熟知的滄桑模樣：
寄信人是一個不為人知的年輕數學家：西奧多·卡魯扎。
在短短幾頁裡，他用純數學方法向愛因斯坦證明了：如果把廣義相對論的方程從四維（三維空間+一維時間）增加到五維，不僅可以由此推導出四維時空的相對論方程，還同時得到了描述電磁場的麥克斯韋方程組！
你不需要成為愛因斯坦，也能看出其中的玄機：相對論描述的是時空的彎曲，也就是引力場。如果從描述引力場的相對論方程可以推導出電磁場方程，那是不是意味著，看似毫無干係的引力和電磁力，其實是一種東西？
難道人類發現的所有物理規律，其實只是盲人摸象、各執一詞？
難道宇宙的所有規律，都蘊藏在一個方程式中？
難道我們所知的宇宙，其實只是一個更高維宇宙的冰山一角？
從那一天起，愛因斯坦看到了物理學的終點線上，那座閃閃發光的聖杯在向他召喚。
那是宇宙的終極藍圖。
萬物歸一的終極理論
20世紀初，物理學家開始意識到，也許所有的物理學都可以統一為一個方程。它被稱為「統一場論」、「萬有理論」、「終極理論」，是所有物理學家心目中的聖杯。
用一個方程解釋宇宙萬物的終極理論，真的存在嗎？
雖然卡魯扎早在100年前就發現了線索，但直到愛因斯坦逝世的40年間，這條道路竟毫無進展。
在人類已知的宇宙版圖內，共存在著四種力：引力、電磁力、強相互作用力、弱相互作用力。
引力是什麼，對於被地球牢牢地綁在地面上、每天盼望著天上能掉蘋果的我們，自然不必多說；電磁力在我們的生活中也很常見：帶靜電的兩個小紙片會同性相斥、異性相吸，手機能連上5G信號，包括摩擦力、阻力、壓力、表面張力等都是電磁力的作用；至於強力和弱力，只有到達原子核這樣的微觀尺度才能發現。
令科學家一直困惑不已的是，為什麼四種力之間的差別如此之大？
比如，在相同的距離上，電磁力比引力強1036倍，一枚小小的冰箱貼就能抵擋整個地球的引力。但是，一旦距離拉遠，電磁力就會迅速衰減，而引力從地球到太陽、到銀河系、乃至整個宇宙的尺度都能發揮作用。「弱力」聽上去很弱，但它也比引力大1025倍。四種力中最強的是名副其實的「強力」，比引力大1038倍，能克服電磁力的強大斥力，將質子和中子緊緊粘合為原子核。相信看過《三體》的同學，多年以後仍能回想起，地球艦隊被強相互作用材料製成的「水滴」撞得灰飛煙滅的恐懼。
卡魯扎雖然在更高的維度上把引力和電磁力合二為一，但他能做的也就到此為止。對於剩下的強力和弱力，就連愛因斯坦也束手無策。
愛因斯坦之後，卡魯扎-克萊因方程逐漸變成了一種既無法證實、也無法證偽的「玄學」。人們不禁開始懷疑，把宇宙四大力合為一體的「終極理論」，是否只是愛因斯坦的大夢一場。
然而就在這時，有人卻從另一個方向上取得了突破。
標準模型的誕生
統一所有四種力很難，強如愛因斯坦都搞不定——那如果嘗試另一種思路呢？
比如，把引力撇開放一邊，先試試剩下的三種力如何？
邁出第一步的，正是史蒂芬·溫伯格（Steven Weinberg）。
1967年，溫伯格成功完成了弱力和電磁力的統一，把弱力和電磁力變成了同一種力——電弱力的不同表現。這個模型還預言了一種當時尚未發現的輕子相互作用：中性流，並且於1973年被實驗證實，溫伯格也因此與格拉肖和薩拉姆分享了1979年度諾貝爾物理學獎。
從此，從量子力學的微觀小粒子出發，向最終完成四大基本作用力的統一之路，正式拉開了序幕。
在溫伯格發表電弱統一論文的當年，這個理論幾乎無人問津。從1967年到1971年的五年間，這篇具有劃時代意義的論文，其引用次數竟然為零（今天的引用次數超過1萬）。
不過短短幾年後，它就成了學術界備受關注的明星。越來越多的人看到了它的潛力，粒子物理學家們紛紛加入，在溫伯格模型的基礎上添磚加瓦，建成了今天高能物理的大廈：標準模型。
和愛因斯坦幾乎單槍匹馬創立相對論的奇蹟不同，標準模型是物理學家們群策群力的產物。溫伯格關鍵性的「弱電統一」，也是建立在此前楊振寧和米爾斯建立的「楊-米爾斯」規範場論的基礎上，更不用提和溫伯格分享諾獎的另外兩位了。
今天，普通人聽到「量子力學」，第一反應往往是「薛丁格的貓」、「雙縫幹涉」、「測不準原理」等等。甚至有不少人覺得，好像物理學發展到了愛因斯坦和薛丁格時代就停滯了——那是因為他們不知道標準模型。
「薛丁格的貓」只是100多年前量子力學初創時期的思辨，而溫伯格開創的標準模型，把量子力學變成了科學史上最成功、規模最大、也最燒錢的理論。一臺粒子對撞機，耗資動輒幾十億、甚至上百億美元，就是為了讓科學家驗證標準模型所預言的61種粒子！
粒子對撞機內部
我們對科學理論的最大幻想，無非是希望它既可以囊括一切、又可以預言一切，還能和現實完美匹配。以此衡量，標準模型的成功無出其右。
迄今為止，標準模型已經做到了：
統一四大基本作用力中的三種：電磁力、弱力、強力。
預言了61種基本粒子，已經全部被實驗證實。
根據標準模型的理論計算結果，和實驗數據驚人地吻合，誤差小到小數點後十幾位。
不過，標準模型真的無懈可擊嗎？
當然不是。1998年，第一個挑戰標準模型的實驗結果出爐：日本中微子探測器「超級神岡」發現，中微子存在靜止質量，而標準模型預言中微子靜止質量為零！
不過，經過不斷完善之後，標準模型仍然屹立不倒。就連幾十年來都沒找到的希格斯玻色子，也在2012年7月被歐核中心的大型強子對撞機所發現，從此標準模型預言清單上的61個基本粒子被劃掉了最後一條。
「上帝粒子」—— ATLAS 探測器模擬的希格斯粒子衰變藝術效果圖
楊振寧先生曾多次公開表示，不支持建造更大規模的粒子對撞機，因為高能物理「盛宴已過」，用類似實驗不太可能做出能挑戰、甚至顛覆標準模型的結果。標準模型就好比一位開了上帝視角的旅行家，在地圖上預先標好了所有景點的定位，我們這些吃瓜群眾能做的僅僅是打卡拍照、轉發朋友圈而已。
現在，61個景點已經打卡完畢，在朋友圈的一片點讚聲中，總有不知天高地厚的少年，不甘心地問：
「這就是終點了嗎？」
一步之遙
儘管標準模型空前成功，然而在科學家這群耿直boys當中，對它看不順眼的卻有很多。
據溫伯格自己回憶，當年他對某個同事講完標準模型之後，沒想到同事直言不諱說出了這樣的感想：「這不是對物理的解釋，只是描述！」
常被「純血」理論物理學家詬病的是：標準模型中的許多參數，比如粒子質量、相互作用強度，並非從理論本身推算而得，而是根據實驗結果反向「湊」出來的。也就是說，就連溫伯格自己，也沒法解釋模型參數為什麼恰好是這個值，只能說「因為這樣就可以和實驗吻合了呀！」
還有最致命的一點：標準模型始終沒能統一引力。
正如愛因斯坦當年至死也無法將引力和其它三種力統一，這似乎意味著，物理學大廈的兩大支柱——量子力學和廣義相對論之間，仍然存在著一道看似一步之遙、實則深不見底的鴻溝。
很多人意識到，要從根本上「融合」量子力學和相對論，也許不可能再靠對二者的修修補補，只能從頭開始建立更本質的新理論，比如超弦理論和量子引力。不過遺憾的是，它們在實驗上幾乎得不到支持，要想超越標準模型，還有很長的路要走。
會有新的理論來走完這最後一步嗎？
會有下一個溫伯格、下一個楊振寧、甚至下一個愛因斯坦嗎？
當那一天來臨，人類會開啟「上帝視角」，看到宇宙藍圖的全貌嗎？
讓我們拭目以待。
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