这个故事已经被讲述了很多次。在20世纪初，物理学似乎基本已被解决。一两个令人困惑的现象，如光电效应以及对黑体辐射的担忧，让科学家们挠头，但普遍的观点是，解决这些问题只是锦上添花。
然而，这些看似微小的问题却需要对物理定律进行一场彻底的革命。而结果——量子理论和相对论——已成为现代科学的基石，并为我们21世纪的世界提供了思想基础。
这给那些寻求未来潜在革命的年轻研究人员提出了一个有趣的问题。对他们来说，问题是：当今科学中最有趣的未解之谜是什么？
现在他们有了答案，这要归功于德克萨斯农工大学学院站的苏西·利德斯特罗姆的工作，她汇编了地球上一些顶尖思想家对这个问题的回答。通过向这些研究人员——其中包括诺贝尔奖获得者和有抱负的年轻研究人员——询问是否会有新的物理学，她对物理学的“大问题”以及未来的机遇、挑战和潜在的失误提供了引人入胜的见解。
宇宙之谜
这篇论文以因激光冷却获得诺贝尔奖的威廉·菲利普斯（William Philips）的论点开始，他认为宇宙预示着大量新的物理学，因为只有大约5%的宇宙对我们可见。其余的，以暗物质和暗能量的形式存在，其性质完全未知，因此将为科学发现提供丰富的矿藏。
杰拉德·特·胡夫特（Gerrard t'Hooft）凭借其电弱相互作用的诺贝尔奖，接过了接力棒，探讨了物理学中拓扑现象这个棘手的问题及其未来发现的潜力。
星系、太阳系、地球及其上存在的一切的构成，都由宇宙中最剧烈的过程——超新星、中子星和黑洞之间的碰撞——中产生的元素决定。但科学家们对这些事件中物质的行为方式知之甚少，因此预测元素的丰度很困难。
正如德国达姆施塔特工业大学的理论核物理学家、FAIR（反质子和离子研究设施）建设的推动者之一卡尔海因茨·朗汉克（Karlheinz Langanke）所解释的，当FAIR实验于2027年上线时，这种情况将开始改变。
一个令人耳目一新的观点是吉姆·巴戈特（Jim Baggot）的非传统观点，他谴责现代物理学对弦理论和多元宇宙等主题的过度迷恋。他指出，关于这些主题的讨论在很大程度上是形而上学的，因为几乎没有实验证据来支持这些思考。他建议，科学最好是关注固态物理学或量子信息学，“新物理学一直都在发生”。
其他人则指出纠缠的性质，以及宇宙某一部分量子态的测量如何能瞬间影响宇宙遥远区域另一量子态的问题。没有人知道这是如何发生的。
当然，任何关于未解之谜的讨论，如果缺少对大脑如何运作以及何种方法有助于解开意识之谜的探讨，那将是不完整的。
这些确实是深刻的问题，需要与生物学家、语言学家、计算机科学家、神经科学家和其他人合作。物理学界是否为这种合作做好了充分准备，仍悬而未决。
信息的本质
一个引人入胜的推论是关于信息在生命本质中的作用的讨论。思考繁殖的一种方式是将其视为生物信息从一代传到下一代的传输。拉萨罗·卡斯塔涅多（Lazaro Castanedo）及其同事指出，在20世纪，由克劳德·香农（Claude Shannon）领导的工程师们开发了强大的模型来描述信息从一个位置传输到另一个位置。他们询问生物学中信息传输的具体问题是否能帮助进一步发展这种经典的通信理论。
诸如此类。这是一篇引人入胜的论文，以一种很大程度上避免冗长的方式阐述了物理学中的许多大问题，因此易于理解。
这篇论文完美地展示了另一个问题，但未能明确提及——物理学中的性别偏见。
快速浏览一下作者名单，这种偏见就显得一目了然，而图1中展示的许多作者在布拉格的一次会议上的照片，则是一群年迈的白人男性，令人尴尬。可耻的是，这可能公平地反映了现代物理学的现状。
如果这个群体真的有雄心去探究宇宙的所有奥秘，它将需要所有能获得的专业知识。这意味着不分性别、种族和民族。
参考文献：科学之声，一部多乐器和多声部的交响乐第二部分：arxiv.org/abs/2404.11724
