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大型强子对撞机现在正在检验这些想法。不管大型强子对撞机探索到什么，它都将指导以及限制将来要构造的模型。当其高能实验的结果出来以后，我们可以把所有观测结果综合起来，进而决定哪一个理论是正确的。即使观测不能与任何一个具体的建议理论相符，我们也会从构造模型中得到启示，它可以帮助我们把最终可能正确的理论的范围缩小。
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建模帮助我们意识到各种可能性，指导实验的探索以及数据出来以后解释这些数据。我们可能足够幸运，恰好给出了正确的模型。建模还将启发我们应该寻找什么证据。即便没有哪一个特定模型的解释会完全正确，它们也能帮助我们导出新实验结果的含义。结果会将众多的想法区分开，断定哪一种（如果存在的话）特定的实现是真实世界的表述。也可能当前所有提议都无效，那么数据则责无旁贷地成为我们建立可能正确的新模型的依据。
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高能实验不仅仅搜寻新粒子，还寻找有更多解释力的基本物理定律的结构。在实验协助给出答案之前，我们只能提供各种猜想。目前我们应用美学标准来有意偏向某些模型。但是当实验达到一定的能标（及尺度）并且给出可以区分不同模型的必要统计之后，我们就可以了解得更多。实验结果将决定我们的猜想中哪些是正确的，从而帮助我们建立真实世界的基本理论。
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叩响天堂之门：宇宙探索的历程 [:1700950075]
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叩响天堂之门：宇宙探索的历程
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叩响天堂之门：宇宙探索的历程
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读小学时，有一天早上醒来后，我看到一则令人困惑的新闻，说我们的宇宙（至少以我当时的理解）突然变老了一倍。我被这个改变吓坏了。怎么可能有像宇宙年龄这么重大的事情会随便发生如此巨大的改变，却没有将我们所知道的一切都毁灭呢？
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现在，让我惊讶的事情发生了改变。我对人类能够精确测量宇宙及其历史的纵深程度感到惊讶。现在我们不仅比以往都更准确地知道了宇宙的年龄，还知道了宇宙如何随时间演化、核子如何产生、星系与星系团如何演化等。以前，我们只有关于这些演化的定性图像，但现在我们已经有了准确的科学图像。
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宇宙学已经进入了一个卓越时代，实验与理论的革命性进展已经取得了更广泛和更详细的解释，这对生活在哪怕只有20年前的任何人来说也是难以置信的。通过将革新的实验方法与扎根于广义相对论和粒子物理学的计算结合起来，物理学家已经建立了一个关于宇宙早期面貌以及它如何演变成今日之貌的具体图像。
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迄今为止本书主要关注于小尺度，在此之上我们研究物质的本质。到达了我们向物质内部探索的极限之后，现在我们继续第5章的内容，完成此次尺度上的旅行。我们将把注意力转向外部，考虑外部空间中物质的尺度。
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我们需要警惕本次旅行中的宇宙尺度与前文的巨大差别，因为我们不再仅仅根据尺度来划分宇宙的各种事物。观测不只记录今天的宇宙。因为光的传播速度有限，所以观测也回顾了过去的宇宙。我们今天所观测到的结构可能是早期宇宙所具有的结构，它所发出的光线通过几十亿年才传播到我们的望远镜中。当前急剧膨胀的宇宙围绕在早期宇宙的外面，是其规模的很多倍。
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然而，尺度在对当前宇宙及其历史观测的分类中起着至关重要的作用，本章将在这两个方面展开讨论。后文，我们将考虑整体的宇宙演化，从初始的小尺度到我们现在观测到的巨大尺度。但是首先我们将着眼于宇宙现在的样子，以此来熟悉一些能将周遭事物进行分类的尺度。然后我们将走向大尺度和远距离的物体——地球上的以及宇宙中的，来对外部空间中我们要探索的巨大类型的结构形成一个概念。这种大尺度旅行比我们前文在物质内部的旅行要简短。尽管宇宙结构非常丰富，绝大多数我们所看见的都可以被物理定律解释，而不涉及更基本、更新颖的定律。恒星与星系的形成依赖于已知的化学和电磁学定律，它们是我们已经讨论过的基于小尺度上的科学。然而，引力现在也起着至关重要的作用，最好的叙述依赖于它所作用的物体的速度和密度，因此也导致了理论表述的多样性。
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宇宙的冒险之旅
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《十的次方》（Power of Ten ）这本书与同名电影[1] ，是一次关于距离尺度的标志性旅行，它从有一对情侣坐着的芝加哥格兰特公园（Grant Park）出发，最后又回到该地，对于我们来说这也是一个很好的出发点。我们先将镜头在地面上停留片刻，看一看我们周边熟悉的长度和尺度。在短暂地回顾了人的尺度——大约两米左右之后，让我们离开这个舒适的位置，向更大的高度与尺度迈进（关于本章的尺度示例见图19-1）。
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图19-1 一个关于各种尺度的旅行，以及用来描述它们的长度单位。
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我曾见过的最吸引眼球的一次演出，是伊丽莎白·斯特布的舞蹈公司关于人体对高度的反应的表现。她的舞蹈演员（“行为工程师”）从一个横梁上跳下，腹部落地，而横梁上升得越来越高，直到最后一名舞蹈演员从9米高的地方跳下。那绝对超出了我们感受的舒适区，现场许多的观众都发出重重的惊讶声。因为人们往往不会从那么高的地方跳下，更不会面部朝下地跳下。
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虽然绝大多数高耸入云的建筑给人的感觉不比上述表演更加摄人心魄，但它们也给人带来了从敬畏到恐惧的强烈震撼感。建筑师所面对的一个挑战是，赋予比我们大得多的物体一种人性化的结构。建筑与结构在尺度和形状上的差异很大，但是我们对于它们的回应反映了我们对尺度的生理和心理态度。
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世界上最大的人造结构是位于迪拜的哈利法塔（Burj Khalifa Tower），它高828米。虽然它高得离奇，但是它的大部分都是空的。电影《碟中谍4》所赋予它的文化感可能并不如《金刚》赋予帝国大厦的文化感。虽然纽约这座高381米的标志性建筑比哈利法塔矮一半还要多，但是它的知名度却高很多。
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