T粒子物理学中最大的新闻是没有新闻。3月，该领域最重要的会议之一，Rencontres de Moriond举行。这是一个年度会议，在会上，实验合作展示了初步结果。但目前世界上最大的粒子对撞机大型强子对撞机（LHC）的最新数据并未透露任何新情况。
四十年前，粒子物理学家认为自己接近于物质结构的最终理论。当时，他们制定了粒子物理的标准模型来描述物质的基本成分及其相互作用。之后，他们搜索标准模型的预测粒子，但仍然缺失。2012年，他们确认了最后一个失踪的粒子——希格斯玻色子。
希格斯玻色子对于理解标准模型的其余部分是必要的。没有它，其他粒子就没有质量，概率加起来也不会等于1。现在，有了希格斯粒子，标准模型就完成了;所有口袋妖怪抓住了。
标准模型可能是物理学家们对基本物质结构的最佳尝试，但这让他们很不满意。许多粒子物理学家认为它实在太难看了，不能成为大自然的最后定论。标准模型中的25个粒子可以根据三种对称性进行分类，这三种对称性对应于三种基本力：电磁力、强核力和弱核力。然而，物理学家宁愿只有一个统一的力。他们还希望看到一种全新的对称性，即所谓的“超对称性”，因为这种对称性更具吸引力。哦，额外的空间尺寸会很漂亮。也可能是平行宇宙。他们的愿望清单很长。
在粒子物理学家中，使用美的论据来选择他们认为值得进一步研究的理论已成为普遍做法。这些美的标准是主观的，不是基于证据的，但它们被广泛认为是理论发展的良好指南。物理学基础中最常用的美的标准是简单和自然。
所谓“简单”，我不是指相对简单，即最简单的理论是最好的（又称“奥卡姆剃刀”）。依靠相对简单是良好的科学实践。相反，一个理论在绝对意义上是简单的愿望是来自美的标准：没有深层次的理由认为自然法则应该是简单的。在《物理学基础》中，这种对绝对简单性的渴望目前表现在物理学家对统一的希望中，或者，如果你把它推向更高的层次，则表现在对“万物理论”的追求中，该理论将标准模型的三种力与引力相结合。
作为一个前粒子物理学家，我理解对物质结构有一个包罗万象的理论的渴望。
美的另一个标准，自然性，要求出现在理论中的纯数字（即没有单位的数字）既不能很大也不能很小；相反，这些数字应该接近1。这些数字到底有多接近1还存在争议，这已经表明了这一论点的非科学性。事实上，粒子物理学家无法在缺乏自然性成为问题时进行量化，这凸显出一个事实，即非自然理论是完全没有问题的。它就是不漂亮。
任何看过物理学基础文献的人都会发现，几十年来，依靠美的观点一直是这一领域的主流。包括Steven Weinberg在内的业内大公司都在宣传它，弗兰克•威尔茨克称为爱德华·威腾(Edward Witten)、默里·盖尔曼(Murray Gell-Mann)和谢尔顿·格拉肖(Sheldon Glashow)。无数的书普及了自然法则应该是美丽的这一观点，这些书的作者包括布莱恩·格林、丹·胡珀、戈登·凯恩和安东尼·齐。的确，这种关于美的讨论已经持续了很长时间，以至于目前这个领域的大多数人似乎都是从一开始就被它所吸引的。这就不足为奇了，他们似乎无法释怀。
问题是，依靠美来指导新的自然法则是行不通的。
s自20世纪80年代以来，数十项实验都在寻找统一作用力和超对称粒子的证据，以及其他为美化标准模型而发明的粒子。物理学家们已经推测出数百种假设粒子，从“gluinos”和“wimps”到“branons”和“Cuscuton”，每一种粒子的发明都是为了弥补现有理论中的美感缺失。这些粒子被认为有助于美，例如，通过增加对称性，通过统一力，或者通过解释为什么某些数字很小。不幸的是，这些粒子中没有一个被发现。测量只是一次又一次地确认了标准模型。一个关于一切的理论，如果它存在的话，在今天就像在1970年代一样难以捉摸。大型强子对撞机只是一系列未能证实这些基于美丽的预测的搜索中最近的一个。
这几十年的失败表明，仅仅因为它们在人类标准中是美丽的，就假定新的自然规律，并不是提出科学假设的好方法。这已经不是第一次了。历史先例不难找到。对于开普勒的柏拉图立体理论来说，依赖美并不适用;对于爱因斯坦的宇宙永恒不变的理论来说，依赖美也不适用;对于19世纪末流行的“太漂亮了”的理论来说，依赖美也不适用。所有这些理论都曾被认为是美丽的，但如今众所周知是错误的。物理学家们一再告诉我，一些美丽的想法最终并不美丽。这种后见之明并不能证明美丽的论点是有效的，而是我们对美的感知会随着时间而改变。
物理学家首先必须从他们失败的预测中吸取教训。到目前为止，他们还没有。
“美是主观的”这一观点并不是突破性的见解，但物理学家们学习这一教训的速度很慢——而且这是有后果的。检验动机不良的假设的实验很有可能只得到无效的结果;也就是说，确认现有的理论，而没有看到新效应的证据。这就是物理学基础40年来所发生的事情。随着大型强子对撞机的新结果，这种情况再次发生了。
迄今为止分析的数据显示，没有证据表明存在超对称粒子、额外维度或任何其他与标准模型不兼容的物理现象。在过去两年中，粒子物理学家对不同轻子相互作用速率的异常现象感到兴奋。标准模型预测这些比率应该相同，但数据显示略有差异。这种“轻子异常”一直存在于新的数据中，但与粒子物理学家的希望相反，它的重要性并没有增加，因此不是新粒子的迹象。大型强子对撞机的合作成功地测量了被称为“D-介子”的复合粒子衰变过程中对称性的破坏，但测量结果再次与标准模型一致。数据顽固地重复：这里没有什么新的东西。
当然，有可能在数据中发现一些有待分析的东西。但在这一点上，我们已经知道所有以前对新物理学的预测都是错误的，这意味着现在没有理由期待任何新的东西出现。
是的，无效结果——比如最近的大型强子对撞机测量结果——也是结果。他们排除了一些假设。但是如果你想要发展一个新的理论，零结果并不是非常有用的结果。空结果表示:“我们不要走这条路。”结果是:“我们走那条路吧。”如果有很多方法可以走，抛弃其中一些也没有多大帮助。
为了在物理学的基础上找到前进的道路，我们需要的是结果，而不是零结果。当测试新假设需要几十年的建设时间和数十亿美元时，我们必须小心投资于什么。实验成本太高，无法依靠偶然发现。从历史上看，基于美的方法并不奏效。它们仍然不起作用。物理学家们该注意了。
这并不是说缺乏美是当前物理学基础理论的唯一问题。有充分的理由认为物理学还没有完成。标准模型不能成为定论，特别是因为它不包含重力，也无法解释中微子的质量。它也没有描述暗物质和暗能量，这是解释银河系结构所必需的。
所以，很明显，物理学的基础存在一些需要答案的问题。物理学家应该关注这些。目前，我们没有理由认为下一个更高能量的碰撞粒子将有助于解决任何现存的问题。在能量达到下一个更大的对撞机所能探测的10亿倍之前，新的效应可能不会出现。因此，为了取得进展，物理学家必须首先从他们失败的预测中吸取教训。
到目前为止，他们还没有。2016年，粒子物理学家Howard Baer、Vernon Barger和Jenny List写道一篇关于科学美国人认为我们需要一个更大的粒子对撞机来“拯救物理”，原因是什么？作者们自己提出的一个理论，以一种特定的方式是自然的（美丽的！），预测这样一个更大的对撞机应该能看到新的粒子。今年三月，粒子物理学家凯恩使用了类似的基于美的论点在一篇文章中今天的物理. 和最近的一篇评论自然评论物理学关于日本计划的一个新的大型粒子对撞机，它再次利用了LHC已经不起作用的自然性的同样动机。即使是承认自己的预测失败的粒子物理学家也不想放弃基于美的假设。相反，他们认为我们需要更多的实验来检验他们的错误。
这一最新一轮的零结果最终会让粒子物理学家相信他们需要新的理论发展方法吗？我当然希望如此。
作为一个前粒子物理学家，我非常理解对物质结构有一个包罗万象的理论的渴望。我也能联想到超对称或弦理论等理论的吸引力。而且，是的，我非常喜欢我们生活在无限多个宇宙中的一个，这些宇宙共同构成了“多元宇宙”。但是，随着LHC的最新结果再次证明，自然法则对人类发现什么是美几乎毫不在意。
Sabine Hossenfelder是本书的作者《迷失在数学:美丽如何使物理学误入歧途》.她是法兰克福高等研究所的研究员，从事超越标准模型的物理学、唯象量子引力和广义相对论修正。
