人类历史上最大的神奇事件（人类有了超出科学理解的重大发现）
人类历史上最大的神奇事件（人类有了超出科学理解的重大发现）“标准模型”是目前粒子物理学中最好的理论模型。“标准模型”不再标准？如果这个发现进一步确认，意味着人类发现了一种超出目前知识理解范围之外的新现象。不仅物理学的经典理论构架会被颠覆，我们看待物质世界乃至整个宇宙的方式都将经历一场剧变，重要性怎么说都不为过。不过问题来了，这次的实验结果和“标准模型”之间有什么关系呢？
不得了，过去的一个月，全球科学界都因为一项实验沸腾了！
4月8日，美国费米国家实验室公布了缪子（μ子）反常磁矩的测量结果：实验与理论预测之间存在4.2个标准差的偏差。
缪子g-2实验装置中的磁铁。来源：Fermilab
虽然距离宣称“发现新物理”的5个标准差仍有一步之遥，但这起码可以说明旧有的“标准模型”已经遭遇到了前所未有的挑战。
如果这个发现进一步确认，意味着人类发现了一种超出目前知识理解范围之外的新现象。
不仅物理学的经典理论构架会被颠覆，我们看待物质世界乃至整个宇宙的方式都将经历一场剧变，重要性怎么说都不为过。
不过问题来了，这次的实验结果和“标准模型”之间有什么关系呢？
“标准模型”不再标准？
“标准模型”是目前粒子物理学中最好的理论模型。
在过去的半个世纪内不断完善，它描述了所有已知的基本粒子，和除万有引力之外的其他三种基本相互作用力：强力、弱力、电磁力。
标准模型。来源：Wikipedia
它是由温伯格、格拉肖等物理学家在70年代提出的，还因此获得了诺贝尔物理学奖。
我们知道，构成物质的最小单位从上往下依次拆分，可以分为：分子—原子—原子核—核外电子，原子核又可以进一步拆分为质子和中子。
在目前最高精度的物理学研究中，质子和中子又可以拆分为更小的夸克。而对于原子核外的电子，科学家们目前还没能找到比它更小的组成。
因此，我们将诸如夸克、电子等粒子称为“基本粒子”。
但是，除此之外，还有一种没法继续拆分的基本粒子，那就是缪子（μ子）。
缪子（μ子）和电子很像，但质量是电子的约200倍，可以被视为电子的“大哥”。
轻子家族 | 来源：我是科学家
可惜缪子体量虽大，寿数却并不长。他的平均寿命只有2.2微秒（1微秒等于百万分之一秒），缪子如此转瞬即逝，难以摸清它的踪迹。也因为如此，更多的真相等待被发掘。
这次的“大新闻”，问题就出在这个缪子身上。
今年的实验，就是给缪子在外部加上一个磁场，然后观察它在磁场里的进动。
所谓“进动”就是类似陀螺，当我们抽打陀螺的时候，陀螺除了自身的转动之外，它的中心轴还会绕着重力的方向转动。
缪子在磁场的转动好比螺旋旋转 | Wikimedia Commons Lucas Vieira / public domain
既然缪子有磁场，自己还带电，它的磁场就会跟自己的电荷作用，就会产生作用能，在缪子周围产生各种各样的其他粒子，这些粒子都会影响缪子在磁场中的进动情况。
至于具体产生什么粒子、产生多少、能量有多少……都可以用已经非常成熟的“标准模型”里的公式给计算出来，算完之后就去做实验测量，按理说，也不会有太大出入。
但问题偏偏就出在这里。
其实早在20多年前，物理学家做实验的时候就发现，从公式计算出来的数据和实验得出的数据不太一样，只不过这个偏差很小，大约是2.7个标准差。
但是，一个完全颠覆现有物理理论的结果，需要相差足足5个以上的标准差。
所以在当时，这个偏差被认为是实验允许的误差，谁都没有太在意。
只不过，随着时间的推移，过去十多年时间里，理论值的精确度已经提高了一倍，而且在2018年美国费米实验室已经尝试把这项实验的测量精度提高了4倍。
实验结果和理论测算数据之间的偏差不仅没有缩小，反而越来越大，已经到了4.2个标准差，这个趋势说明：或许真的有一种超越了现今的“标准模型”的粒子或“第五种力”的存在。
“第五种力”正在拓展人类想象的边界
事实上，这次的实验结果之所以会震惊全球科学界，一个重要原因就在于媒体在报道中高频引用了这样一个概念——“我们发现了第五种力”。
啥概念？
在《不可思议的物理》一书中，美国著名的物理学家、超弦理论创始人之一的加来道雄是这样说的：
在过去的2000年中，物理学的最高成就之一便是分离并鉴别了主宰宇宙的四种力。
它们是：
引力。它能使我们的双脚站在地面上、防止地球与恒星解体，并且将太阳系和银河系维系在一起。
电磁力。它是点亮我们城市的力。激光、无线电、电视机、现代电子学、计算机、互联网、电学和磁学都是受电磁力的影响而产生的。
弱核力 强核力。弱核力是放射性衰变的力。它是加热地球中心的力，具有放射性。它是火山、地震和大陆漂移背后的力量。强核力是将原子核维系在一起的力。太阳与星体们的能量始自核力，核力担负着点亮宇宙的职责。
如今，人类仅仅只掌握了这四种力，似乎就有了毁天灭地的能力，如果真的发现了第五种力，那么人类未来也就真的可以超凡入圣，将科幻电影变成现实了。
那么这第五种力都可以干些啥呢？
看过《星际迷航》没有？
柯克船长经常向船员们发出的指令就是：“打开防护罩！”用物理学的术语来说就是：升起力场。
在《星际迷航》中，力场极为重要，以至战斗的走向可以用力场的支撑情况来衡量。每当力场中的能量被抽走，企业号的船体就会承受越来越多的破坏性重击，直到最终不可避免地投降。
力场是什么？在科幻小说里，它就是：一层薄薄的、隐形的却无法穿透的屏障，能使激光和火箭之类的东西改变攻击方向。
乍一看，力场非常简单，它作为一种战场上的屏障被创造出来似乎是近在眼前的事，但事实远比这复杂得多，因为它并不符合已知的物理定律，被认为是最难以在实验室里被创造出来的装置之一。
但加来道雄说，如果我们能发现并掌握“第五种力”，那么这一切就可以轻松解决。
军队可以利用力场使自身变得固若金汤，创造一种能够抵抗敌人飞弹和子弹的、无法穿透的盾牌。
理论上，只按一下按钮，桥梁、高速公路和道路就可以被建造起来。整个城市可以立即在沙漠中破土而出，拥有完全用力场建造的摩天大楼。
笼罩住整个城市的力场可以让其中的居民任意减少天气带来的影响，这些天气包括强风、暴雪和龙卷风。
在力场的安全罩的保护下，城市可以被建造在海洋底下，玻璃、钢铁和灰浆可以被完全替代。
“不可能”永远是相对的
让我们再把目光拉回到现实，近日，美国阿贡国家实验室加速器控制工程师洪然在一篇文章中说，就目前的这个实验数据而言，想要取得“革命性的突破”还需要更多的积累。
但这并不是说，未来科幻电影中的情节不会实现。
加来道雄在《不可思议的物理》中说：作为一名物理学家，我认识到“不可能”往往是一个相对的概念。
加来道雄
科学在20 世纪取得了长足的发展，特别是诞生了量子理论与广义相对论，现在我们已经可以大致估计这些梦幻般的科技将在何时可能被实现。
现在，随着更为先进的理论（比如弦理论）的产生，连一些属于科幻范畴的概念（如时间旅行和平行宇宙）也正在被物理学家们重新评估。
回想150 年以前那些被当时的科学家们宣布为“不可能”的科技成果，如今已经成为我们日常生活的一部分。
儒勒·凡尔纳在1863 年写完了一部小说—— 《 20世纪的巴黎》。这部小说被尘封起来，并且被遗忘了一个多世纪，直到凡尔纳的重孙发现它，并且在1994 年将其首次出版。
儒勒·凡尔纳
在书中，凡尔纳预言了巴黎在1960 年可能会呈现的面貌。他的小说中充满了在19 世纪看来显然不可能的科技，包括传真机、一个世界性的通信网络、玻璃建造的摩天大楼、燃气动力汽车和高速高架火车。
令人遗憾的是，19 世纪一些最伟大的科学家持相反的立场，并且宣布许多科技是不可能实现的，毫无指望。
开尔文勋爵或许是维多利亚女王时代最杰出的物理学家（他葬于威斯敏斯特教堂，在艾萨克·牛顿的身边），他宣称像飞机那样“比空气更重的”装置是不可能实现的，他认为X 光是无聊的把戏，无线电没有未来。
发现了原子核的科学家卢瑟福爵士对制造原子弹的可能性不屑一顾，认为那是妄想。
离现在更近一些的时候，黑洞曾被认为是科学幻想。爱因斯坦本人在1939 年写过一篇论文，“证明”黑洞永远不可能形成。
如果缺少前沿物理学方面的坚实基础，那么人类将永远对着未来科技苦思冥想，而不明白它们究竟是否可行。
回顾整个人类的科学发展史，你会发现这更是史诗级的接力赛。
一次又一次，我们看到，对不可能的事物的研究打开了全新的视野，拓展了人类足迹的疆界，并且迫使科学家们重新对自己所说的“不可能”下定义。
正如威廉·奥斯勒爵士所言：
一个时代的信仰在下一个时代成为谬误，过去的荒唐愚蠢却成为明日的睿智。
