物理学还会有划时代意义的突破吗?
坦白说，答案是肯定的，而且我个人认为，这种突破不仅可能，而且正在悄然孕育。只不过，它或许不像我们想象中的那种“嘭”的一声巨响，而是更像地壳深处岩浆的涌动，在积蓄足够的力量后，以一种颠覆性的方式喷薄而出。
要理解这一点，我们首先要回顾一下过去那些“划时代”的突破。
牛顿力学，建立在清晰的数学框架上，用简单的定律解释了从苹果落地到行星运行的宏大现象。它统一了天上的力和地上的力，为机械工程、天文学等领域打开了新的大门，为工业革命奠定了理论基础。这是一种“宏观”的统一，一种对日常世界直观理解的深刻升华。
然后是爱因斯坦的相对论。狭义相对论打破了牛顿的绝对时空观，揭示了时间和空间并非独立存在，而是相互关联，并且与物质和能量紧密结合。它解释了高速运动物体的行为，并预言了光速不变、时间膨胀等反直观但被实验验证的现象。广义相对论则进一步将引力描述为时空的弯曲，解释了水星近日点的进动，预言了引力波的存在，甚至为黑洞的存在提供了理论基础。这是对“时空”这一根本概念的革命性重塑。
而量子力学，则将我们带入了一个微观世界的奇特领域。它揭示了粒子既是波又是粒子的二象性，存在概率性、叠加态、量子纠缠等我们宏观直觉难以理解的现象。量子力学不仅解释了原子的结构、光的性质、半导体的导电原理，更直接催生了信息技术、激光、核能等现代科技的飞跃。这是一种对“实在”本质的颠覆，将我们对世界的认知推向了前所未有的微观深度。
那么，为什么有人会怀疑未来还会有这样的突破？
原因有几个：
1. 基础理论的“完美”感： 相对于牛顿力学，相对论和量子力学似乎已经非常完备。它们在各自的领域内解释了绝大多数观测到的现象，并且在数学上相当严谨。这让人觉得，我们可能已经触及了物理学最根本的框架，未来只是在细节上进行修补和完善。
2. 实验的难度激增： 早期物理学的突破往往伴随着相对容易实现的实验。但现在，要探测宇宙中最微弱的信号（如引力波），或者在原子级别进行精确操控，都需要极其复杂、昂贵且耗时巨大的实验装置。这使得“偶然的”重大发现变得更加困难。
3. 理论间的“不协调”： 这是目前物理学面临的最大挑战，也是我最看好未来突破的地方。我们拥有两大支柱理论：描述宏观宇宙的广义相对论，和描述微观世界的量子力学。它们在各自的领域都无比成功，但却在根本上无法统一。例如，在黑洞中心或宇宙大爆炸的奇点处，这两个理论都失效了。物理学家普遍认为，要解决这些极端情况，我们需要一个更深层次、更统一的理论——一个“万有理论”（Theory of Everything）。
我为什么坚信未来会有划时代的突破？
正是因为上述的“不协调”，以及一些正在涌现的“异常”信号。
1. 统一的呼唤： 物理学家的终极目标之一就是找到一个能够统一描述所有基本力（引力、电磁力、强核力、弱核力）和所有基本粒子的理论。弦理论、圈量子引力等理论都在探索这条道路。尽管它们尚未完全被实验证实，但它们提供了解决现有理论矛盾的可能途径。一旦其中一个理论被证实，那将是划时代的。想象一下，如果能用一套简洁的数学语言描述从宇宙膨胀到夸克相互作用的一切，这将是何等壮丽的成就。
2. 暗物质与暗能量的谜团： 我们目前所理解的物质和能量，只占宇宙总质能的不到5%。剩下的95%被我们称作“暗物质”和“暗能量”。我们知道它们的存在是因为它们对可见物质产生了引力效应（暗物质）或驱动了宇宙加速膨胀（暗能量），但我们不知道它们到底是什么。这就像是人类只看到了一个房间里的家具，却不知道构成房间墙壁和天花板的材料是什么，也不知道房间里隐藏着更广阔的空间。暗物质和暗能量的存在，强烈暗示了我们对宇宙基本构成要素的认识是严重不完整的。揭示它们的本质，很可能需要全新的物理学原理。
3. 量子纠缠的深远影响： 量子纠缠，那个爱因斯坦称之为“幽灵般的超距作用”的现象，在近年来的研究中展现出越来越惊人的潜力。它不仅仅是一种量子世界的奇特性质，更是量子计算、量子通信等颠覆性技术的基础。我们对量子纠缠的理解越深入，越有可能发现其背后隐藏着我们尚未触及的物理规律。比如，某些理论认为，时空结构本身可能就是由量子纠缠“编织”而成的。如果这是真的，那将是对我们时空观的又一次颠覆。
4. 宇宙学的新观测： 随着詹姆斯·韦伯空间望远镜等观测设备的出现，我们能够以前所未有的清晰度和深度观测宇宙。更早期的宇宙，更遥远的星系，以及宇宙的精细结构，都在不断地被揭示。这些新观测可能会带来我们现有理论无法解释的“异常”，这些异常往往是孕育新理论的温床。例如，早期宇宙可能存在我们未知的基本粒子，或者宇宙膨胀的规律与我们预期的有所不同。
5. 技术的反哺： 物理学的发展与技术进步是相辅相成的。曾经无法想象的实验（如大型强子对撞机）如今成为可能，正是因为工程技术的飞速发展。未来，新的探测器、新的计算能力、甚至我们尚不能想象的新技术，都可能为我们提供窥探未知世界的“钥匙”。例如，对引力波的更精确探测，或者对宇宙背景辐射的更精细测量，都可能带来意想不到的发现。
什么样的突破才算“划时代”？
我认为，未来的划时代突破，可能体现在以下几个方面：
一个统一的框架： 能够将引力与量子力学和谐统一，描述宇宙从最微观到最宏观的一切。
对暗物质/暗能量本质的揭示： 找到它们，并解释它们在宇宙中的作用，这可能需要引入全新的粒子或能量形式。
对时空更深层次的理解： 认识到时空不是连续的，而是由更基本的单元构成；或者发现时空的某些特性是我们目前完全无法想象的。
对生命与宇宙关系的哲学性解答： 也许，未来的物理学突破会触及到宇宙的“目的性”或“意识”等哲学层面，虽然这听起来很遥远，但科学的边界总是在不断拓展。
当然，我们不能排除另一种可能性，即物理学的“大发现”阶段已经告一段落，未来更多的是在现有理论框架内的精细测量、数值模拟和技术应用。但回顾历史，每一次看似“集大成”的理论，都为新一轮的革命埋下了伏笔。
我认为，与其去预测下一个“爱因斯坦”何时出现，不如关注当下那些令人着迷的未解之谜和科学前沿。正是这些“无知”，驱动着物理学家们不断探索。我们正站在巨人的肩膀上，同时也面临着前所未有的未知领域。
所以，是的，我认为物理学还会有划时代意义的突破。它可能与我们现在所理解的“力”、“粒子”、“时空”有着截然不同的面貌，它可能需要我们颠覆许多根深蒂固的认知。但只要人类对宇宙的好奇心不灭，对真理的追求不止，那么，下一次的“划时代”，终将到来。它或许就藏在我们今天刚刚开始触及的暗物质海洋里，或者在量子纠缠的深邃逻辑中，等待着有心人去发掘。
网友意见
看到有人说：“十九世纪末，物理学大厦可能要建成了，但头顶还有两朵乌云。现在满脑袋都是乌云~~~”
这正是现在物理学的真实写照，一方面我们看到了人类在宇宙中的巨大机遇，另一方面却受制于理论和技术的瓶颈。
我们的未来，是星辰大海，还是蜗居地球、坐以待毙？在相当程度上依赖于未来物理学上划时代意义的突破了。限于自己知识水平，说几个自己略知一二的，等待大神评点。
一、材料基因组计划（Materials Genome Initiative, MGI）
要走向星辰大海，必须研发适应各种极端物理条件的材料。就是改造我们的生活，材料学也是与之息息相关，没见这几年MOFs如此火爆吗？（我打赌明年诺贝尔奖必有MOFs）
与人类基因组计划类似，材料基因组计划旨在改变从之前的碰运气的研究方式，而要进化到成体系、更有效率、更有成本优势的设计、制造和部署新材料。
这项计划最早由华人物理学家刘梓葵教授于2002年提出的他在美国宾夕法尼亚州注册了一家名为“Materials Genome, Inc.”（材料基因组）的公司，并于2004年3月5日申请了商标保护。2011年6月，美国国家科学技术委员会“材料基因组计划”在刘梓葵教授公司的同意下使用了“材料基因组”这个名称。
在此之后，美帝已经开始朝着这个目标迈进了：
刘梓葵教授在2014年发表文章《材料基因组透视》，分别以英文和中文发表。
2016年5月，由Sorelle a . Friedler、Joshua Schrier和Alexander J. Norquist领导的一个小组声称已经成功发明了第一个机器学习辅助材料，这是人类通过“材料基因组计划”提出的数据驱动方法成功设计材料的第一个成功案例。
二、量子计算
这个大家应该都了解一二，量子计算机堪称未来科技的引擎。以下是最新的消息：
2019年1月8日，IBM在展示了世界首款商业化量子计算机IBM Q System One，但其基本只有实验研究价值，没有超越传统计算机。
2019年10月，谷歌制造的一台“西克莫（Sycamore）”量子计算机声称超越了传统计算机，并要实现量子霸权。没几天IBM就跳出来打脸了，他们说谷歌的量子计算机只是宣传性哗众取宠产品，运作方式依然没有超出目前量子科技范围，传统计算机只要更换算法就能达到同样效果，成本还更低、正确率更高。这被科技期刊称为“量子门”争议事件。
德州大学奥斯汀分校理论计算机科学家斯科特·阿伦森（Scott Aaronson）则保守中立：“但假设它（谷歌成果）是成立的，那么科学象征成就是巨大的。”因为这意味着量子计算机取代传统计算机有其可能。
谷歌首席执行长 Sundar Pichai 则承认这次实验没有实用性，但堪比莱特兄弟第一架飞机的意义。
三、可控核聚变
在可预见的将来，可控核聚变意味着无限清洁的能源！
虽然核聚变的原理已经非常清晰，然而工程上的难题让可控核聚变“永远还有50年成功”。以下是最新的一些进展：
2017年7月3日，我国的全超导托卡马克核聚变实验装置（中文名为东方超环，简称EAST）在全球首次实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了新的世界纪录！
2018年11月12日，EAST首次实现等离子体中心温度1亿度，达到了一个新的里程碑。
截至2019年，欧洲联合环形加速器(JET)仍然是聚变输出的记录保持者，其输出功率为16mw，而输入加热功率为24mw，仍未达到盈亏平衡点。
“永远还有50年成功”定律依然成立！
四、高温超导
高温超导的技术成熟，将引发一场前所未有的技术革命！
超导输电、电池散热问题、磁悬浮列车将不再是梦，就连前两者“量子计算”、“可控核聚变”在得到高温超导的助力之后，也将变得容易一大步！
2015年，物理学家发现硫化氢在极高压的环境下(至少150GPa)，约于温度203K （-70 °C）时就会发生超导相变。
2018年，德国化学家发现氢化镧（LaH10）在压力170GPa，温度250K（-23℃） 下有超导性出现，是目前已知最高温度的超导体。
“石墨烯驾驭者”曹原发现，当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度，就会产生神奇的超导效应。曹原因此入选《自然》杂志“2018年度科学人物”并位列榜首。
五、标准模型的若干问题
如果说前面几个都和工程、技术联系更紧密，那么接下来我们将谈谈几个关于前沿理论的。
从上世纪50年代，杨振宁和罗伯特·米尔斯划时代提出了杨-米尔斯理论之后，基于该理论发展起来的标准模型经受了各种实验的历次考验，越发让人觉得牢不可破。然而标准模型毕竟还存在一些瑕疵，解决了这些问题，炸药奖是少不了的。
1，标准模型的自一致性还没有得到数学上的证明。与之相关的一个问题是“杨-米尔斯存在性与质量间隙”，2000年，该问题被克雷数学研究所列为数学七大千禧年难题之一。如果这一问题得到解决，炸药奖、土地奖双料奖项是少不了的。
2，中微子质量问题
1998年，日本超级神冈中微子探测器发表有关中微子振荡的结果，显示中微子拥有非零质量。标准模型经过简单修正，引入非零质量的中微子，暂时可以解释这个实验结果。但是中微子质量的细节仍然不清楚。而且，为了解释中微子质量，需要额外的7或8个常数，让原本简洁的标准模型变得“不美”。
3，质子衰变
许多标准模型的扩展都预言了质子衰变，但观测的结果显示，如果质子会衰变，半衰期至少长达 10^34 年，比宇宙年龄还长多少倍。因此可以这么说：所有试图观察质子衰变的实验无一成功。
对这一问题的研究还将解释：“为什么我们的宇宙少有反物质”这一重大命题。
4，标准模型不能解释万有引力，尽管引入了引力子，但它并没有从量子场论的角度一贯地解释万有引力的规范理论——广义相对论。因此它并不是我们期待的“万有理论”（TOE），可能仍然是更加基本理论的一个方面。
未来的量子引力理论将是如何一番景象，这是物理学界期待已久的。
六、凝聚态物理
Haldane猜想，这个我不太懂。这个链接解释的很好
七、宇宙学若干问题
1，暗物质存在吗？几种候选物质能否得到验证？还是修改万有引力理论大尺度结构的适用性？
2，驱动宇宙加速膨胀的暗能量究竟是什么？
3，宇宙的将来？坍缩？平直？还是继续加速膨胀？
写到这里突然发现自己的学识实在微不足道，也许我们就将处于一个伟大时代的黎明。说不定第二天揉开惺忪的睡眼，我们就将进入一个全新的时代！
为了美好的未来，我们都要努力学习哦！
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