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除了介绍一些具体的猜想之外，第四部分还将解释物理学家如何处理理论模型的建立以及那些指导性原则的有效性。这些原则包括“与美相伴的真理”（truth through beauty），以及“自上而下”（top-down）、“自下而上”（bottom-up）两种研究方法。它解释了大型强子对撞机正在寻找什么，以及物理学家们希望它找到什么。第四部分还将描述科学家如何试图把大型强子对撞机中看似抽象的实验数据联系在一起，并建立一些深刻、基础的理念以供人们审视。
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随着对物质本质的深入研究，在第五部分我们将极目远眺。此时，大型强子对撞机在探索物质的最小尺度，而人造卫星和望远镜在探索宇宙的最大尺度，以研究宇宙的加速膨胀率以及大爆炸残余辐射的细节。这个时代也许会成为令人震惊的宇宙学进展的见证者，而宇宙学正是研究宇宙演化过程的科学。在这一部分，我们将在更大尺度上探寻宇宙的奥秘，讨论粒子物理学与宇宙学的联系，讨论神秘的暗物质以及与之相关的实验探究。
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作为全书尾声的第六部分是一个综述，着眼于创造力以及创造性思维中那些丰富而多变的元素。它回顾了我们如何从源于日常所见的平凡事物出发，试图回答一些大问题。我们将以一些终极思考作为全书的尾声，包括当今科学与科学思维如此重要的原因以及科学与技术的共生关系——众所周知，它们彻底改变了现代世界。
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我时常反思，试图使非科学工作者领会对其而言非常陌生的现代科学的精要，是多么棘手。这个挑战的困难性在我遇到一个班的大学生时彰显无遗。当时我正在做一个有关物理学与额外维度的公开演讲，当获悉听众们都急切地想要提问时，我本以为他们是对空间额外维度的概念有一些困惑，不料他们却只想知道我的年龄。大众对科学缺少兴趣并非唯一的困难——那些学生确实在八卦之后转向关心严肃的科学问题了。然而，基础科学往往过于抽象、难于理解，这是无可辩驳的事实。在一个阐述基础科学重要性的国会听证会上，我曾经因为这一点与他人产生了交流障碍。当时与我一同参会的人有：美国能源部高能物理所主任丹尼斯·科瓦（Dennis Kovar）、费米国家加速器实验室（FNAL）主任皮耶·奥登（Pier Oddone）、托马斯·杰斐逊国家加速器实验室（Jefferson Lab）主任休·蒙哥马利（Hugh Montgomery）。自我多年之前在高中时代作为西屋科学竞赛（WSC）决赛的选手，被国会议员本杰明·罗森塔尔（Benjamin Rosenthal）带到这里周游一圈以来，这还是我成年后第一次走进政府大楼。罗森塔尔当时为我提供了高于其他入围者的礼遇——他们只收到了照片。
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这次故地重游，我再次有幸参观了制定国家政策的那些政府办公室。众议院科学技术委员会的办公区域位于雷伯恩众议院大厦内。议员们坐在办公区后，我们面向他们而坐以“见证”他们的办公过程。有一些写有励志名言的牌匾悬挂在议员们的头顶，其中第一块写着：
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没有异象，民就放肆；唯遵守律法的，便为有福。
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WHEN THERE IS NO VISION THE PEOPLE PERISH.PROVERBS 29：18.
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看来，美国政府哪怕在负责科学与技术事务的国会办公区中也需要《圣经》。虽然如此，这句引文确实表达了一种高贵而精确的情感，我们都喜欢如此引经据典。
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第二个不朽名言更常被人们引用，它是伟大诗人阿尔弗雷德·丁尼生（Alfred Tennyson）的：
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我曾沉入到世人的目光所不能及的未来，看到了世界的幻象以及所有将实而仍虚的奇迹。
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FOR I DIPPED INTO THE FUTURE, FAR AS MY EYES COULD SEE/SAW THE VISION OF THE WORLD AND ALL THE WONDER THAT WOULD BE.
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这确实也是描写我们的研究目标时，一句应该永铭于脑海的箴言。
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然而颇具讽刺意味的是，我们在一个被如此布置的房间中，作为已经广为承认这些思想的科学世界“见证者”，还要面对这些光辉名句，即便我们的日常工作中无所不在地渗透着这些理念。另一方面，那些议员并不真正理解这些名句的真正含义，因为这些意义于他们的日常体验而言，只是无源之水。国会议员利平斯基在他的开场词中讲道，科学发展鼓舞了更多问题的提出以及形而上学的追问——这说明他曾经注意过那些名人名句，然而现在已显然把它们忘记了。“很少有人会看到那个高度”，他被人提醒道，他对此点头表示感谢。
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处理完这些杂事，我们投入到了本职工作中——解释是什么造就了这个属于粒子物理学和宇宙学、前所未有、令人激动的时代。尽管这些议员时而提出一些多疑而尖锐的问题，我还是感受到了他们平日里受到的阻力。这些阻力来源于他们需要向选民解释，为何缩减科学研究资金是不明智之举——即便当经济形势不好时也是如此。这些问题涉及的范围广泛而细致，从具体的科学实验的目的到有关科学所扮演角色的更广泛的主题，还有对科学将把我们导向何处的追问。
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由于议员们需要定期去投票，会时而缺席，所以我们对此断断续续地给出了一些支持基础科学并获益的例子。即使是着力于基础科学的研究也经常会产生意想不到的影响其他领域的硕果。我们讨论了蒂姆·伯纳斯-李（Tim Berners-Lee）对万维网的贡献，这使得来自不同国家的物理学家可以在大型强子对撞机上进行的联合实验项目中，更加便捷地进行合作；讨论了物理理论的医学应用，比如PET扫描，即正电子成像术，这是一种以电子的反粒子来探测人体内部结构的方法；还讨论了超导磁铁的工业化生产所扮演的角色，这些本为对撞机而设计的磁铁，现在也可以用于核磁共振成像（MRI），以及广义相对论在精确测量方面的卓越应用，包括我们已经广泛应用于汽车导航之中的全球定位系统。
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当然，有重大意义的科学发现并不一定能在可预期的时间内产生短期的利益。即使它最终可以产生效益，我们也往往不能在最初发现的时候便得知这一点。当本杰明·富兰克林意识到天上的闪电即凡间之电时，他并没有意识到电力将迅速改变整个世界的面貌；而爱因斯坦在提出广义相对论时，也并没有预期它可以应用于任何实际项目。
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所以，我们今日首要关注的并非科学具体的实际应用，而是至关重要的纯粹科学。即使在美国科学研究的现状摇摇欲坠，很多人还是认识到了其长期价值。大众对宇宙与时空的观念被爱因斯坦改变了，正如我在《弯曲的旅行》一书中引用的《随时光流逝》（As Times Goes By ）[2] 的歌词所显示的那样[3] ，人类特有的语言与思维，随着人们对物质世界理解的变化以及思维方式的进步而变迁。科学家们今日正在研究的课题以及我们对它们的理解，不论是我们对世界的理解，还是对这个体力与脑力相结合的社会本身的理解，都极为重要。
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随着之前一些尖端研究计划的提出，我们当下生活在一个不论于物理学而言还是宇宙学而言，都令人极其激动的时代。通过对大量科学发现的介绍，《叩响天堂之门》一书将会拓展我们理解世界的不同方式，不论是从艺术、宗教还是科学的角度出发，最终都会聚焦于现代物理学的目标及方法。最后我要说的是，我们对极小尺度上事物的探索，对于回答“我们是谁”“我们从哪里来”这些终极问题而言，非常必要。我们希望了解更多的大尺度结构，它们将会揭示关于宇宙的一切，包括宇宙的起源及其终将面对的命运。本书将讲述我们希望找到什么以及如何找到它们。
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这将是一次迷人的历险——欢迎来到科学的世界！
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叩响天堂之门：宇宙探索的历程 [:1700950053]
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叩响天堂之门：宇宙探索的历程
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