自2012年发现希格斯玻色子以来，粒子物理学因未发现新物理陷入危机。尽管面临人才流失与经费挑战，科学家仍寄希望于AI与下一代对撞机来揭开宇宙余下的秘密。
2012年7月，欧洲大型强子对撞机的物理学家们欢呼雀跃，他们终于找到了希格斯玻色子。这颗粒子被视为亚原子世界的关键拼图，正是它赋予了其他基本粒子质量，让物质得以汇聚成形。然而，当时刚刚加入 Quanta Magazine 的记者 Natalie Wolchover 并没有想到，这场胜利竟然成了一个时代的转折点。
希格斯玻色子是标准模型的最后一块拼图。这套统治了半个世纪的理论虽然强大，却无法解释暗物质的来源，也说不清为什么宇宙中物质远多于反物质，更无法兼容量子引力。为了寻找标准模型之外的“新物理”，人类耗资数十亿欧元建造了27公里长的超级对撞机。物理学家本希望通过高能碰撞产生比希格斯玻色子稍重的新粒子，从而解决困扰已久的层级问题，但结果令人失望。
当质子在隧道中以接近光速对撞时，除了那25种已知的标准模型粒子，什么也没有出现。这种真空状态引发了领域内的深刻危机。理论物理学家 Mikhail Shifman 曾坦言，物理学家不是神，也不是先知，如果没有实验数据的引导，很难猜出大自然的真相。另一位物理学家 Adam Falkowski 甚至在十几年前就悲观地预言，粒子物理学将进入缓慢的衰亡，相关职位会不断减少。
如今13年过去了，Natalie Wolchover 重新审视了这个领域。粒子物理学死了吗？还是说它只是变得太难了？
虽然大型强子对撞机仍在运行，但寻找新物理的方式已经变了。在过去的几年里，科学家们开始深度利用人工智能来处理数据。相比传统算法，人工智能能更精准地分类碰撞事件，测量粒子相互作用的概率。哈佛大学的 Matt Strassler 认为，新物理的踪迹可能隐藏在数据的低能谷底。虽然追求高能发现的猎人们感到沮丧，但他认为低能领域依然充满了自然界留下的线索。
为了突破困局，科学界正试图发起更大规模的豪赌。欧洲核子研究中心计划建造全长91公里的未来环形对撞机，预计在本世纪末投入运行。而加州理工学院的物理学教授 Maria Spiropulu 则在推动美国的缪子对撞机项目。她表示，这需要100亿到200亿美元的联邦资金。虽然这些巨型机器能达到前所未有的能量高度，但目前并没有任何理论能保证它们一定会有新发现。相比之下，中国选择了一条更务实的道路，决定建设造价较低的超级陶粲装置，专注于特定粒子的精密研究。
然而，比经费更严峻的是人才的流失。曾跟随顶级理论家 Nima Arkani-Hamed 研究物理的杰出青年 Jared Kaplan 在2019年离开了。他参与创立了人工智能公司 Anthropic。在他看来，人工智能的发展速度远超历史上任何学科，甚至预言在两三年内，人工智能就能写出和 Nima Arkani-Hamed 或 Ed Witten 同样水平的论文。
但并非所有人都向技术低头。欧洲核子研究中心的博士后 Cari Cesarotti 担心，聊天机器人正在让学生变笨，削弱了人类深入思考的能力。尽管有人劝她放弃，称这个领域已经走到了尽头，但她依然坚守。
大型强子对撞机的发现证明，人类在过去125年里运气太好，总是能轻易发现一个接一个的物理规律。现在，那个幸运的世纪可能已经结束。正如 Natalie Wolchover 所感叹的，宇宙或许打算保留它余下的所有秘密，而人类目前所掌握的实验线索，可能已经到了尽头。
本文译自 Quanta Magazine，由 BALI 编辑发布。
