物理學終結了嗎？ 21世紀通常被稱為生物學和人工智慧時代。這使物理學回到上個世紀——相對論和量子力學的革命震驚世界的黃金時代，基本粒子的發現導致了一系列諾貝爾獎。如今，人們擔心的是「沙漠場景」出現，即有的話，在未來的幾十年裡，不會發現新的顆粒。
我認為這種觀點至少在三個方面存在錯誤。首先，對於一個已經超越了學科基礎的學科來說，本世紀的前二十年對於物理學來說是相當成功的。我們在2012年發現了希格斯粒子，在2015年發現了引力波（2016年宣布），並在2019年發現了黑洞事件視界的第一張圖像。所有這三個事件都是地球上的罕見科學大事件，登上了報紙頭版，吸引了全世界的想像力。
但是，也許有人會說，導致這些發現的種子全都是在過去的美好時光裡種下的。黑洞和引力波是1915年阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）發現的方程式的直接結果。也許物理學已經走到了盡頭？
這就把我們帶到第二個論點。宇宙學的最新進展使我們能夠相當肯定地指出，95%的宇宙是缺失的。這些缺失的部分由暗物質和暗能量組成，這兩種物質都是同樣神秘的新物理學形式。只要這些謎團依然存在——還有其他的奧秘——物理學的工作就不完整了。（我還可能補充一點，理解5%的學科本身就是一個了不起的成就。）
關於物理學終結的報告被大大誇大的第三個原因來自一個更根本和絕對的錯誤：在發現新粒子或力量方面定義進展是物理學的短視觀點。它忽略了該學科的很大一部分，並且大大低估了我們仍然可以實現的目標。實際上，我相信我們目前所知道的只是物理學中微不足道的一部分。
物理學的目的是以精確，數學的方式理解宇宙中所有物質和能量的表現，而我們才剛剛開始探索這種無限可能性。聲稱物理學已經終結，類似於認為數學在引入自然數和基本算術之後就結束了，或者化學隨著周期表的出現而結束了。學習西洋棋規則並不能使您成為大師。
事實是，最小的粒子並不是唯一可以找到物理基本定律的地方。它們還可以從許多候選的集體行為中「浮現」出來。一個簡單的例子是聲波，即物質分子的同步振蕩。通過使用量子理論的規則，這些波本身可以用粒子來描述。這些「聲子」是聲音的基本包或「量子」，它們的行為類似於光子（光的量子）的行為。因此，就像虛構的男爵蒙克豪森（Munchausen）通過拉自己的頭髮使自己擺脫沼澤一樣，物理學是自我維持的——它可以利用自身產生新的基本見解，然後再將其應用於嚴格的數學中。
面對無窮無盡的物理系統，我們可以從當前已知的基礎宇宙中製造出各種各樣的物理系統，我開始想像一下物理學的顛倒觀點。與其研究自然現象並隨後發現自然法則，不如先設計一條新法則，然後對實際顯示該法則描述的現象的系統進行反向工程。例如，物理學已經遠遠超出了高中課程的簡單階段——固體、液體、氣體。量子力學的奇異後果使得許多潛在的「奇異」階段成為可能，已經在理論探索中得到了分類，現在我們可以開始使用特殊設計的材料在實驗室中實現這些可能性。
所有這些都是科學領域從研究什麼到可能發生的更大轉變的一部分。在20世紀，科學家們尋找了現實的基石：所有物質都是由分子、原子和基本粒子構成的；使生命成為可能的細胞、蛋白質和基因；位、算法和網絡，構成了人為和人為的信息和情報的基礎。取而代之的是，本世紀，我們將開始探索使用這些構建塊完成的所有工作。
即使在140億年的膨脹宇宙和地球上將近40億年的生命中，自然界僅探索了所有可能設計中最微小的部分。正如生物學家理察·道金斯（Richard Dawkins）所指出的那樣，我們人類以及所有其他曾經生活過的生物都是宇宙彩票的幸運獲獎者。從令人難以置信的可能的遺傳藍圖中，我們偶然選擇了我們的代碼，使其成為有生命的原型。我們周圍的所有形式的事物也是如此。地球和宇宙中的自然過程僅產生了分子和物質形式的全部菜單的一小部分，因此，它們必須遵守的相應物理定律。
但是所有這些現在都在改變。在數百萬億年的時間尺度上，宇宙和生物進化驅動著大自然令人痛苦的緩慢發現過程，並在實驗室中以驚人的速度加速發展。起初，這類工作可能感覺像「人造」科學。但是，經過基因設計的細菌絕不會比在野外發現的細菌更真實或值得研究。新穎的一維和二維材料也沒有顯示出量子理論的好奇心。相反，這些新技術有效地從原子和分子的限制中「解放」了量子力學，並將其帶入了日常生活的宏觀範圍。在某個時候，我們將能夠訂購現實菜單上的每個項目。
科學涉及所有現象，包括在我們的實驗室和我們的頭腦中創造的現象。一旦我們充分認識到這個宏偉的範圍，研究企業就出現了一種不同的形象。現在，科學之船終於離開大自然雕刻的安全內陸水道，駛向開闊的海洋，用"人造"材料、生物體、大腦，甚至更好的自我版本探索一個勇敢的新世界。
因此，我對物理學的樂觀看法對於科學的所有其他分支同樣適用：冒險才剛剛開始。