科学技术是第一生产力，这话一点也不假。
在茹毛饮血的原始社会，火的使用和工具发明，使人类一下子从动物群体中脱颖而出；
金属冶炼、陶瓷制作，人类的生存能力和生活水平获得跃升；
车轮、指南针的发明，以及航海技术、蒸汽技术的助力，人类的活动范围越来越广，世界联系越来越紧密；
而基于物理化学等对微观世界的认知，以及依托航天技术对外太空的探索，又让人类的视野范围实现几何式增长……
可以说，每一次理论基础的突破和应用技术的爆发，都使人类文明获得了巨大的发展。
在人类历史上，有这样一种特殊的年份。这一年中，一些新理论的提出，彻底颠覆了人类的常规认知，重新定义了这个世界的行事规则，推动开创了一些闻所未闻的全新学科。
而之后的几十上百年间，基于这些理论发展出来的新技术、新发明，又打破各项瓶颈束缚，使很多不可能变成可能，整个人类文明因此获得了质的飞跃，升级到了更高级阶段。
这样的年份，叫做“奇迹年”。
历史上这样的“奇迹年”有两个，而且分别都是由一位科学家开创。
这两个人，成功地以凡人之躯推动了整个人类文明向高级演化。没有他们的开创性理论，人类将永远在原地打转，在有限的认知范围内做着简单的加法。
历史是人民书写的，但历史能书写多久，人类文明能走多远，也许真的只系于一两个人……
01黑暗中的光第一个奇迹年，是公元年。
这一年，黑死病已经在英国伦敦肆虐了一年，距离伦敦不远的剑桥也人心惶惶。一个在剑桥大学三一学院就读的23岁小伙子，按照学校的遣散要求，回到了家乡林肯郡乌尔索普，打算等疫情过去后再复学。
乡下风光宜人，也没有城市的喧嚣，确实是个休息的好地方。但小伙子精力充沛，求知欲强，心思丝毫没有放在这乡间恬静之上，而是继续全身心投入学术研究中。
他乐于观测，经常拿着自制的三棱镜对着太阳光摆弄，惊奇地发现了光的色散现象——太阳光穿过三棱镜后分解成了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。两年之后，利用这一原理，他制作出了不受色散影响的反射望远镜，为现代大型光学天文望远镜的制作奠定了基础。
他善于创新，研究中为了获得精确计算结果，他自创了一种新的数学方法，取名为“流数”，成功地提高了计算效率，减小了误差。而这种计算方法，在今天有了一个更耳熟能详的名字——微积分。
他勤于思考，无论走在街上，坐在椅子上，还是躺在树下，他无时无刻不在思考，思维驰骋在这天地间，毫不受时空的约束。
有一天，他坐在树下思考，突然一颗苹果掉下来砸中了的他。这一碰，碰出了一道天才的灵感，碰出了一束耀眼的光——他发现了万有引力……
不过，这只是个故事，并非真实，但他确实在这一年中做了关于万有引力的开创性工作，意义实在太大了，最终以这样一个传奇故事的形式流芳百世，如今怕是能排到“中国人最熟悉的科学故事榜”第一位。而这个小伙子——艾萨克·牛顿，也成为妇孺皆知，家喻户晓的大科学家。
好了，在年这个奇迹的年份里，牛顿神奇般地完成了光分解实验、发明微积分和关于万有引力的各项工作，分别为光学、数学和力学三大学科奠定了坚实基础。
21年后，旷世神作《自然哲学的数学原理》出版，牛顿提出了绝对时空观，系统阐述了万有引力定律和力学三大定律，为经典力学构建了一整套基本概念，近代科学体系正式诞生！
《自然哲学的数学原理》科学，就是研究这个世界本质是什么，各种现象有什么规律，人类应该怎么做。牛顿以他神一般的思维给出了答案——“上至宇宙诸神，下至人间万物，都要按照我的规则行事，谁也不能例外！”
此后数百年间，科学家们高举牛顿旗帜前赴后继，各个领域的研究实现了突破性进展。尤其是以麦克斯韦为代表的一众科学家对电磁学的研究及电磁场理论的提出，使近代科学体系爆发出了无穷力量。从此，人类手握科学利剑，一路披荆斩棘，以从未有过的发展速度向着新世界奔跑前进。
最直接的成果就是两次工业革命的出现。
直流电交流电、无线通信技术及蒸汽机、发电机、汽车、电话、电灯等各项新技术、新发明喷涌而出，新能源被开采使用，上天下海成为可能，地理隔绝被打破，世界加速融合，人类逐渐脱离落后状态，掌握了利用这个星球资源的钥匙，真正成为了这个星球的主宰。
牛顿的经典力学成了万能的标志，成了统治物理学界几百年的真理。牛顿本人也走上神坛，直到新的挑战者出现……02两朵乌云“物理学的大厦已经建成，而且基础牢固，外观宏伟。后人已无需再兴建什么，只需要在上面修修补补就好了。
”年4月27日，世纪之交，在英国皇家学会的会场上，一个年迈的老人在讲台上缓缓发声。
这位老人是当时科学界的柱石，德高望重的威廉·汤姆生（开尔文男爵），温度单位开（K）就取自他的名字。
开尔文男爵他既骄傲又自信，因为站在牛顿的肩膀上，两百多年来科学家们不懈努力，以经典力学、经典电磁场理论和经典统计力学为三大支柱的物理学大厦已经建成，物理学发展到了相当完美，相当成熟的程度，似乎一切现象都能在现行的物理学框架内得到合理解释，这个世界在人类面前已没有秘密可言，人类已经完成了征服。
感谢牛顿创造的奇迹，感谢所有为全人类幸福而拼搏的科学家们，大家沉浸在前所未有的满足中。
“但是”，开尔文男爵又顿了顿，“有两朵乌云没有散去……”他接着又提出了两个目前还没能解释的、让人忧虑的诡异现象，它们给光辉的物理学蒙上了一层阴影。
两朵乌云，第一朵是黑体辐射理论出现的“紫外灾难”，第二朵是迈克尔逊-莫雷实验结果与以太漂移说相矛盾。
两个实验的结果都与理论预测相违背，用经典理论体系无法解释。
由于涉及过多专业知识，本文难以解释，就不再敷述。但正如开尔文男爵所意识到的那样，“两朵乌云”对经典物理体系的威胁是致命的：如果不解释清楚这两个现象，就不能说经典物理学是完美的，是万能的，牢固的大厦可能因此而发生动摇。
而随后发生的事情，令人咋舌。
大家小瞧了这“两朵乌云”，它们所蕴含的能量，直接掀起了两场大变革，催生了20世纪物理学界最伟大、最重要的两门新学科。
而大家引以为傲的经典物理学大厦，没有发生动摇，而是轰然倒塌了…
03新的变革者开尔文男爵发表演说5年之后的年，两朵乌云还是没有散去，整个物理学界笼罩在一股山雨欲来的紧张气氛中。
在瑞士伯尔尼专利局的一间小办公室里，一个26岁的小职员每天埋头苦干，领着微薄的薪水。
与牛顿一样，这位小伙子也对科学着迷，有强烈的求知欲。
但与牛顿在大学中接触最前沿知识、最先进技术不同，这个小职员没有机会聆听专业讲座、参加学术讨论、参与尖端研究，不过这还是没能阻挡他向科学巅峰冲刺。
他在这狭小的空间里，思考着“两朵乌云”等各类焦点问题，以自己的方式找寻着宇宙的终极。
一方天地，却积聚了撼动世界的能量。
谁也想不到，在这样一个平平无奇的年份中，在这样一间沉闷枯燥的办公室中，6篇改变世界的论文如狂轰滥炸般接连飞出，人类的命运之门，重重地被扣响了。
3月18日，第一篇论文《关于光的产生与转化的一个试探性观点》发表，他提出光量子假说，认为光是粒子，这与光是波（电磁波）的主流观点相违背，直接挑战了经典物理学大厦的支柱之一、被奉为真理的麦克斯韦电磁理论，让人不得不感叹后生可畏，甚至狂妄无知。
但是，他的“光的能量在空间中不是连续分布”的假设，解释了光电效应（光照在金属上，会从金属表面打出一些电子）的本质，尤其是可以完美解释第一朵乌云——黑体辐射中的“紫外灾难”，他的理论是对的。
经典物理学大厦的第一根柱子，倒塌。
更重要的是，吸收了他的光量子理论的一门新学科，此后逐渐走上舞台，在一众天才的簇拥下，逐步成为20世纪物理学界最伟大、最重要的两门学科之一——量子力学。
量子世界正当大家还在皱眉头的时候，新的轰炸到了。
4月30日和5月11日，短短半个月间，《分子大小的新测定法》《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》两篇论文发表，探讨了分子测量和分子运动。
今天的我们都知道有分子这种存在，当年的学界也有分子的概念，但由于技术水平限制无法直接观测，导致分子仍是一种假说。而爱因斯坦则给出了测量和观测分子的办法，这无疑是里程碑式的进步，真是人类的幸运。
来不及庆贺，轰炸继续。
6月30日，《论运动物体的电动力学》发表，论文提出的相对性原理和光速不变原理两条假设，当时还让人费解，但这个理论日后的名字让所有人颤抖——狭义相对论。
狭义相对论彻底否定了以太的存在，第二朵乌云也被驱散。
后来，包含狭义相对论和广义相对论的完整版相对论，又成为了20世纪物理学界最伟大、最重要的两门学科中的另一门。
而相对论对牛顿“绝对时空观”的否定、对牛顿力学体系的修正，以及对万有引力本质的科学解释，又让人们不得不接受一个残酷现实：牛顿也不是完美的、万能的，他的经典理论不对，至少是不完善的。
这好比告诉一群虔诚的基督徒们，上帝死了。
牛顿跌落神坛，经典物理学大厦的第二根柱子，出现了裂缝，最终导致大厦轰然倒塌。
相对论对引力的解释：时空弯曲还没等大家反应过来，更大的轰炸来袭。
9月27日，《物体的惯性同它所含的能量有关吗》一文发表，其中一个划时代的公式，如圣光一般，从黑夜中冉冉升起——
12月19日，第六篇，也是最后一篇，《关于布朗运动的理论》以探讨分子运动作结，结束了这场持续一年的狂轰滥炸。
看看这一年中发生了什么？三篇关于分子的论文，两篇关于相对论的论文，和一篇关于光电效应的论文，三个方向，值得三个诺贝尔奖，甚至可以说，诺贝尔奖已经不足以评价他的成就（最后是第一篇解释光电效应的论文，为他获得了诺贝尔物理学奖）。
他就是阿尔伯特·爱因斯坦，一个专利局的小职员，一个26岁的小伙子，一个以凡人之躯装载神之大脑的男人。
爱因斯坦的新理论，尤其是对量子力学和相对论的相关研究，开创了物理学的新纪元，构建了现代物理学体系，成为人类向更高级文明迈进的双引擎。
而这些成就是在一年中，由一个人独立完成，这不是奇迹，而是神迹。
04科技爆炸相对论和量子力学理论非常高深，本文难以解释，但它们的作用是显而易见的。
比如，相对论预言了黑洞、引力波的存在，解释了引力的本质，是宇宙大爆炸等一众理论的理论基础……
简而言之，它给了我们一个解释宇宙的宇宙学框架。
你觉得相对论离我们很遥远？不，它其实与我们的生活息息相关。
比如，平日里我们经常用的导航，就是相对论的成果。
按照牛顿的经典力学体系，放置在GPS卫星上的时钟与我们地球上的时钟，走时是一样的。但根据相对论，两者其实是不一样的。
受狭义相对论中速度时间膨胀效应（某物体相对观察者的运动速度越快，观察者看到的某物的时间流逝越慢）影响，卫星上的时钟一天之内所走的时间要比地球上慢7微秒；
而受广义相对论中引力时间膨胀效应（引力导致时空扭曲，不同势能区域的时间流逝速度不同）影响，这个时间又变成快45微秒。
因此，每天对时钟拨慢45-7=38微秒，才使我们获得了极其精准的定位信息，使精确导航变成可能——爱因斯坦成功消灭了一众路痴。
而量子力学，就更神奇了。
早年研究量子力学催生的二极管、三极管，是我们所有电子产品的基础。没有量子力学，就没有你现在手里的手机；
激光、电子显微镜、原子钟、核磁共振，以及时下大火的半导体，无不利用了量子力学的原理和效应；
目前物理学界最热门的凝聚态物理学（据说有80%的物理学家投身于此），也是以量子力学为理论基础……
人类科技发展最迅猛的时期是什么时候？是20世纪以来。这就是相对论和量子力学的力量。
05牛顿和爱因斯坦谁更伟大这个问题不应有答案，无论结果偏向于谁，都是对另一方的不敬——毕竟，他们都是为人类文明升级做出过最根本贡献的人，他们都是追求真理路上的引路人。
爱因斯坦的成功并不是基于对牛顿力学体系的完全否定，更应该说是对后者的修正和完善。
简单地说，牛顿的理论并不能完全说错，至少在我们生活的现实世界中没有错。
它其实是爱因斯坦理论中，低速、宏观状态下的一个特解，即适用于远低于光速的现实世界（误差可忽略不计）。
一旦达到高速，牛顿力学无法解释，相对论上场；
而在微观世界，牛顿力学无法解释，量子力学上场。
所以，牛顿是实现了从0到1的过程，而爱因斯坦是站在牛顿的肩膀上，使1变成了接近无穷大。
他们都伟大。
06当下的困境两个奇迹年，引领了人类文明的两次升级。但发展永无止境，还有更多的星辰大海需要人类去征服。
这既源于人类的探索精神，也来自于对未来的担忧——正如电影《流浪地球》所说，地球资源终将耗尽，环境会恶化到难以生存，到那时，我们的科技水平，能支持我们离开地球，离开太阳系吗？
我们悲观地发现：在可预见的未来，我们做不到。因为，我们的科技发展，正在陷入停滞。
举一个很简单的例子：芯片。
近期，围绕5G等高科技发展引发的中美争端，使华为、光刻机、芯片等一众名词频繁进入我们的视野，而关于芯片发展的“摩尔定律”也为更多人熟知。
摩尔定律指的是：当价格不变时，芯片上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
半个多世纪来，这条定律屡试不爽，俨然成了一条自然法。但是，先不说这是巧合还是真理，单是考虑下这个问题，就让人毛骨悚然——芯片的工艺制程已经从28nm提升到14nm，再到10nm，目前7nm已经量产，5nm也已突破，可是，接下来呢？永远这么缩小下去，到1nm，0.1nm，0.01nm？
不可能！
不单是工艺技术上做不到，理论上也不可行。
工艺达到20nm以内，就已经碰到量子效应问题，7nm/5nm时量子效应已可能产生异常影响，芯片制程不可能无限制缩小，我们终有一天要撞上墙壁（也许10年后，5年后，甚至就是明后年），那时怎么办，电子信息工业发展停滞吗？
再跳出来看整个科学体系。从年奇迹年以来，百余年间的科技发展一直在爱因斯坦的理论框架下进行，基础理论未曾有过新的突破。
我们现在的科学，更多的是应用科学，即将牛顿、爱因斯坦等先辈的理论转化为实际应用，比如前文提到的GPS、半导体、激光灯，以及接下来的AI、机器人；
以及验证科学，即验证爱因斯坦等先辈的理论，比如当年刷爆朋友圈的LIGO探测器成功发现引力波（为此诞生了一个诺贝尔物理学奖），以及黑洞照片的问世、上帝粒子的发现，均证明爱因斯坦的理论是正确的，科学研究仿佛变成了“爱因斯坦又正确了”的狂欢。
而最重要的基础科学，即类似牛顿、爱因斯坦对宇宙基本规律这样的研究，陷入了停滞。
基础科学，才是最关键的。
刘慈欣在《三体》一书中讲到，为了限制地球发展，三体文明利用智子干扰了地球环境，使基础科学实验无法得到正确结果，导致基础科学无法突破，相关应用更无从谈起，地球科技被彻底锁死，文明无法进步。
基础科学，是科学的基础，是宇宙的基础。
如果说科学是搭乐高积木，应用科学的作用是搭出各式各样的造型，那基础科学就是乐高积木本身——没有基础科学，你连搭乐高的机会都没有。
时至今日我们依然在运用牛顿、爱因斯坦的理论体系，沿着他们的基础科学道路前进，没有新的选择。
为什么？因为科技树越攀越高，科学体系越来越复杂，对科学家的要求也更高，需要的人力物力财力也更多，研究难度也更大。牛顿、爱因斯坦二十余岁颠覆世界的个人英雄式的神话，很难再出现。
终有一天人类会走到尽头，那时，没有新的关键发明可以发明，没有大的技术提升可以提升，整个人类文明发展只能停滞，遑论升级。
如果我们的控制力始终局限在地球范围内，如果我们拿不出比爱因斯坦的理论更高级的理论，去突破星际航行的限制，掌握利用宇宙资源的能力，找出宇宙运行的真谛，我们终将画地为牢。
有破局之道吗？
有的。等待下一个奇迹年。
07万有理论下一个奇迹年什么时候到来不得而知，但引发新一轮革命，推动人类文明第三次升级的理论体系，很有可能就是万有理论（TheoryofEverything，ToE）。
万有理论指“一种具有总括性、一致性的物理理论框架，能够解释宇宙的所有物理奥秘”。
具体来说，万有理论能够统一宇宙间的四大基本作用力——引力、电磁力、强力、弱力，使在高能量状态下，四种力统一为一种力，这样我们就能将一切现象串联起来，给予合理解释。
再通俗点来说，就是现行的几种理论，有互相矛盾之处，在各自作用领域，它们是正确的，但去解释对方领域时，行不通。所以我们需要一种新理论来统一解释所有现象。
这种“统一”，千百年来一直在进行，也是物理学进步的本质。
比如，牛顿将伽利略的抛物线运动与开普勒的天体椭圆运动统一起来，发现了万有引力；
比如，麦克斯韦统一了电力和磁力，提出了电磁力，与牛顿的力学体系一道构成了经典物理学体系。
但是，作为支柱的牛顿力学体系与麦克斯韦电磁场理论竟然是相矛盾的，牛顿力学无法解释电磁场（开尔文男爵怎么能够说经典物理学大厦只需要修修补补了呢？）。
于是，爱因斯坦出场了，他以狭义相对论成功调和了两者的矛盾，实现了统一，经典物理学也成功实现向现代物理学转变。
接下来，他的目光转向了更大的问题：引力和电磁力能否统一。
从下图中就可以看到，两种力的计算公式就是一个模子里刻出来的，是个正常人都能想到它们是不是可以统一起来。
爱因斯坦像壮士般向下一个巅峰发起冲刺，但这次他失败了——他穷尽后半生近40年的研究，以徒劳无功告终。
原因一方面是这实在太难了，另一方面是当时强力、弱力还未发现，影响了他的研究。
这也是为什么他在二三十岁这个年纪光芒万丈，后来却鲜有新成就的原因——他把时间浪费掉了。
但探索没有放弃。强力、弱力被发现后，科学家们转变了思路——既然爱因斯坦都无法统一引力和电磁力，那就先从强力、弱力、电磁力的统一开始。
年，统一电磁力与弱力的理论提出，所预言的粒子也于年找到，电弱统一完成。
随后，统一电磁力、弱力和强力的标准模型提出，截至目前关于这三种力的几乎所有实验的结果都与该理论预测吻合，且该理论提出的61种基本粒子，最后一种叫作希格斯玻色子的粒子已于年被发现（该粒子也因别号“上帝粒子”而出名），因此目前看起来，三种力统一了。
▼年发现希格斯玻色子的
欧洲大型强子对撞机
问题又回到了原点，引力怎么办。标准模型无法将引力统一，这也牵扯出了现代物理学体系中最大的一个问题：作为支柱的广义相对论与量子力学，两者是矛盾的，就跟当年经典物理学体系中牛顿力学体系与麦克斯韦电磁理论相矛盾一样。
广义相对论研究的是宇宙、星系、黑洞等大尺度天体；而量子力学研究的是原子、质子、中子等微观世界。宇宙与微观世界广义相对论认为时空是连续的、平滑的；量子力学认为时空是分割的、涨落的。
广义相对论认为世界是确定的，上帝不掷骰子；量子力学认为世界是随机的，不可预测的（著名的薛定谔的猫和平行宇宙概念）。
广义相对论认为引力是空间弯曲引起的；量子力学认为力是粒子相互作用引起的，而引力，抱歉，没有引力子，解释不了。
两个理论对世界有不同的认识，在矛盾中引领人类前进，直到两者在某个领域相遇，以不可避免的正面碰撞，阻碍人类前进，人类科技到达终点。
所以，一种新的、能统一广义相对论和量子力学，能统一四种基本力的万有理论，成了破局之道。
谁能完成这一壮举，谁就能掌握宇宙的终极，引领人类文明第三次升级。
弦理论和圈量子引力论，是当前两个走得最远的理论，能否成功还未知。
而相关的实验设备——对撞机要不要建，特别是中国要不要建，也引发了广泛争论。
但无论如何，人类的探索永不止步，这是对子孙后代的负责，也因为“我们从祖先那里继承了对于统一的、无所不包的知识的强烈渴望。”（by薛定谔）
下一个奇迹年，让我们静静等待。
原创不易，恳请
