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斯蒂芬·沃尔夫勒姆（Stephen Wolfram）多样化的研究涉及了数学、物理和计算机等领域。在事业的早期，他研究的是粒子物理学，后来他又建立了名为Mathematica的计算机代数系统和名为Wolfram Alpha的搜索引擎，并得到了广泛的使用。他是《一种新科学》（一本对诸如粒子自动机这样的简单计算机系统的研究著作）的作者，也是沃尔夫勒姆研究公司的现任CEO。
美国当地时间7月2日清晨，美国能源部下属的费米国家加速器实验室宣布，该实验室最新数据接近证明被称为“上帝粒子”——希格斯粒子的存在，至此沃尔夫勒姆关注甚至是参与了将近40年的一项粒子实验也终于可以接近尾声。在某种程度上，对沃尔夫勒姆来说就好像自己是回到了少年时代，再一次见证了新粒子的发现。
当沃尔夫勒姆15岁的时候，他曾问过自己这么一些问题：“希格斯粒子的质量是多少？”“它有着怎样的衰变通道？”“它的总宽度是多少？”“它有多少∑介子？”“发生多少原子核变化？”直到现在，他也仍然会问自己这些问题。
1974年圣诞节期间，刚满15岁的沃尔夫勒姆对希格斯粒子开始了狂热的研究，发表了第一篇论文，推断电子还存在子结构，以及与之相关、令人激动的一些现象。不过，无论一个理论看起来多么完美多么有趣，自然并不一定按照理论的脚步进行，他研究的理论同样如此。事实上，研究中观察到的结果证明：这些物质只不过是一种新夸克（组成强子的一种基本单元）的标志，是再普通不过的。
在接下来的几年里，更多的惊奇随之而来。越来越多的证据表明世界上的确存在着一种更重的电子和μ介子——也就是T轻子。1977年7月，费米国立加速器实验室又意外地发现了底夸克粒子。1977年夏，沃尔夫勒姆碰巧在离费米国立加速器实验室不远的阿贡国家实验室研究粒子物理学。很有意思的是，在当时人们对这个发现毫无兴趣，人们只是淡淡地说“科学家又获得了一个意外的粒子物理学发现，但是还有更多他们还没发现的东西。”
事实证明事情并不是这样的。35年来，当科学家发现了新粒子时，人们根本没有一点惊喜的感觉。（但是与宇宙学的众多发现相比，微中子的发现是一个反例）。科学家通过实验确实发现了许多东西，比如W和Z玻色子、量子色动力学的有效性和顶夸克。但是所有这些发现都在标准模型的预测之中，因此并没有引起人们的惊讶。
毫无疑问，验证标准模型的预测不是件容易的事情。碰巧有几次，沃尔夫勒姆参与到了一线的验证工作中。1977年，他计算了质子与质子对撞中，标准模型预测的粲粒子（基本粒子之一）产生的速率。但是根据一个关键的实验数据，实际的速率要远远低于预测的速率。沃尔夫勒姆花了很长时间试图找出出错的地方——到底是自己的计算出错了，还是基本理论有问题。但是最后，当沃尔夫勒姆理解了应用科学的方法后，他才发现出错的是实验，而不是理论。
1979年，当沃尔夫勒姆在努力寻找胶子的时候，情况发生了转变。人们对标准模型太信任了，以至于计算还未完成，科学家就早早通过实验肯定了模型的预测。尽管过程又出现了小插曲，但是结果还是令人满意的。由沃尔夫勒姆创立，用于分析实验的方法直至今天仍经常得到使用。
到了1981年，沃尔夫勒姆的研究开始偏离粒子物理学，因为他觉得之前的研究工作过于基础。即便如此，他还是常常关注粒子物理学界的动态。因此，每当沃尔夫勒姆听到一些无法根据标准模型进行解释或者意外的发现时——无论这些发现是谣言或是机构宣布的消息——他都会感到很兴奋。但是，最后的结果都是令人失望。人们对每一项发现都存在着疑问，甚至到了后来，人们认为不同投资决策的期限之间都有着令人怀疑的相互关系。所谓的这些发现，在经过一段时间后就会消散不见。最后只剩下了标准模型，人们自然也就没有了惊讶。
经历了所有这些后，只剩下一个悬而未决的问题——希格斯粒子。当时沃尔夫勒姆还不清楚用什么方法才能寻找看到它，不过只要标准模型是正确的，希格斯粒子就一定存在。
对沃尔夫勒姆来说，希格斯粒子和相关的希格斯机制就像一个不幸的黑客。在标准模型建立时，科学家采取了一个从数学角度看上去十分原始的理论，这种理论认为每一种粒子是完全没有重量的。但是事实却是几乎所有的粒子（光子除外）都是有重量的。希格斯机制就是为了在不打破原始数学理论所需特征的前提下解释这一点。
究竟希格斯机制是如何进行基本运作的？标准模型中的每一种粒子都与一种波联系在一起，而每一种波都在某种场内传播——就像光子与电磁场中传播的波联系在一起。一般而言，所有粒子的基本场平均振幅值为0。但是对希格斯场，科学家却有着不同的设想。有科学家认为，适用于希格斯场的数学方程式存在着非线性不稳定性，正是这种非线性不稳定性造就了存在于宇宙各处、有着非零平均场值的希格斯场。
于是科学家产生了这么一种假设：所有的粒子都与它的背景场保持着不断的交互作用，正是通过这种交互作用，粒子才产生了质量。但是这是一种什么样的质量？其实这种质量是由粒子与其背景场交互作用的强度决定。推算下去，沃尔夫勒姆可以得出质量是由科学家写入模型中的参数决定。所以，为了获取观察到的粒子质量，科学家必须为每一种粒子写入参数，然后并将这些参数进行整理，获得粒子的质量。
这种机制看起来是人为设计的，但是在某种程度上它却行得通。另外，如果这个理论能预测粒子的质量，那就更完美了。虽然在现实中它还不能预测粒子的质量，但是将粒子与背景场之间交互作用的强度当成它的质量写入模型，却是十分合理的。
不过，还存在另外一个问题。为了获得观察到的粒子质量，宇宙中无所不在的希格斯背景场必须有着极高密度的能量和质量。希格斯场有着巨大的重力效应——事实上，这种重力效应大到足以将宇宙卷成一个小球。为了回避这个问题，科学家又假设基本重力方程中有一个参数（一种宇宙常数），能够以极高的精度抵消希格斯场的能量与质量效应。 如果这种解释看起来还说得过去的话，那么让我们回头看看沃尔夫勒姆在1980年关注到的事情：这种高精度的抵消无法经受住宇宙大爆炸早期的高温，带来的结果就是宇宙膨胀的过程中必定会产生自转突快的情况。他通过计算得出这种自转突快不会太强烈，但是如果这个理论使用过了头，就可能导致巨大的干扰和早期宇宙膨胀的场景。
回到1980年，人们似乎觉得除非是标准模型是不正确的，否则人们很快就可以观察到希格斯粒子。
科学猜想希格斯粒子的质量可能是10Gev（大约是10个质子的质量），按照这种猜想，现行的或者新一代的粒子加速器能够观察到希格斯粒子的踪迹。但是科学家始终都没有发现希格斯粒子。每当建立一个新的粒子加速器，科学家就会讨论这个加速器最后会怎样发现希格斯粒子。不过这种情况从未发生过。
早在1979年，沃尔夫勒姆就研究过标准模型中粒子可能含有的质量。由希格斯场不稳定性产生的质量有可能让整个宇宙陷入不稳定中。另外沃尔夫勒姆发现，如果有质量在300Gev以上的粒子存在，那么上述的情况是有可能发生的。这个发现让他对顶夸克感到十分好奇——因为当时几乎已经确定顶夸克是存在的，可是却一直没有发现它。直到1995年，质量为173GeV的顶夸克才出现在人们视野中——这也告诉了沃尔夫勒姆，在宇宙总体的不稳定之外还存在着惊人稀少的稳定状态。
希格斯粒子的质量也有界限范围。一开始，这些范围比较大（低于1000GeV），但是慢慢地，范围越来越小。经过了大量的实验和理论工作后，去年科学家基本可以确定希格斯粒子的质量范围是110到130GeV之间。所以，某种意义上，当人们今天听到科学家发现质量为126GeV的希格斯粒子时，就不会感到意外了。不过，科学家清楚地看到希格斯粒子的一瞬间是一个重要的时刻，这个时刻象征着持续了40年的希格斯粒子研究终于画上了句号。
当然，在过去30年里，粒子物理学经历了一段很长很艰难的过程。上世纪50年代，当科学家郑重开始粒子物理学研究时，人们觉得这只是对之前研究的一种延续，对“曼哈顿计划”也只持一种无所谓的态度。到了六、七十年代，科学家取得的新发现越来越多，粒子物理学的道路也越来越光明。直到八十年代，粒子物理学才真正成为一门独立的学科，开始吸引越来越多的人才进入该领域的研究。不过，在1993年，当取消超导超级对撞机项目时，粒子物理学很显然已经失去了在世界基本研究领域中的一席之地。
如果标准模型是正确的，那么7月4日的消息似乎是我们这一代人在粒子物理学中能够寻找到的最后一个重大发现。当然，人们现在对此仍然感到惊喜，但是究竟人们应将多少希望寄托在这些惊喜上还不甚明朗。
照这样看来，建立粒子加速器是否值得呢？不论发生何事，把握现今的知识主线和如何运用这些知识显然有着巨大的价值。掌握粒子能是一项巨大的挑战，在粒子能领域，人们无疑可以观察到新的现象。沃尔夫勒姆有很长一段时间都认为投资在粒子加速（比如让更少的粒子具备更大的质量）上的新想法上也许是最好的办法——尽管这种投资无疑是有风险的。
未来，在粒子物理学上的新发现能够给我们马上带来新发明或者新技术吗？就在几年前，像“夸克爆炸”这样的概念看起来都是可能的。
但是将来，这种情况就不会发生了。的确，科学家可以将粒子束应用于辐射效应中，但是沃尔夫勒姆却不太期待可以在短时间内看到像μ介子电脑、反质子引擎或者中微子断层摄影系统这样的发明。不过当科学家寻找到（但是显然是不可能的）将粒子加速器微型化的方法时，情况又不一样了。
经过足够长的一段时期后，人们从历史的角度发现基础研究是最好的投资项目，粒子物理学也不例外。而沃尔夫勒姆希望粒子物理学取得的伟大技术成果更多是依赖理论的发展，而不是实验的结果。如果有科学家发现如何从真空创造出能量或者如何超光速地传输信息，可以确定的是与其通过使用实验结果，倒不如用一种全新、意想不到的方法应用理论，去验证他的发现。
标准模型一定不会是物理学的终点，人们对它还存在一些明显的知识缺口，比如我们仍然不明白像粒子质量这样的参数为何是这样的。我们不明白重力是如何发挥作用，更不明白宇宙学中观察到的种种现象。即使我们能解答所有这些问题，接下来又会怎么样呢？我们又将面临新一轮的知识缺口和问题。所以，从某种意义上说，前方总有着新的物理发现等待着我们去探寻。
沃尔夫勒姆过去也常常都是这样假定的，但是从他有关《新科学》的工作中，又产生了不同的看法，我们所看到的丰富多样的宇宙可能是源自于某种相当简单的基本规则或者基本理论。
有很多东西都在讨论这两个问题：这种基本规则到底是什么样的？科学家们又是怎么发现它的？但重要的是，如果规则真的很简单，那么人们原则上不需要了解太多信息，不需要确定这到底是一种什么规则。
在沃尔夫勒姆研究的一些特定类型的低级模型中，他已经可以推断出狭义和广义相对论，并得到一些关于量子力学的线索。但是在物理学中，存在更多我们了解但却无法复制的东西。
从目前得到的实验结果来看，我们知道的东西足以使我们确定这到底是一个怎样正确的终极理论——前提是假设这是一种非常简单的理论。但是如果这种理论像下面所描述的，我们就无法弄清这到底是一种怎样的理论：它弄清了空间维数和渺子与电子质量比，但却搞错了希格斯质量或者一些尚未发现的细节。
当然，现在只有通过那些新的发现，才可以弄清楚这种终极理论到底是什么样子，但是沃尔夫勒姆却认为我们根本不需要更多的实验发现，只需要在已掌握的知识基础上投入更多的精力去探索。在探索这个理论的过程中，有可能出现这么一种状况，那就是人力和计算机资源的花费可能比粒子加速器实验的花费要少得多。
最后，我们也许会发现，在弄清终极理论过程中，我们需要的数据早在50年前就有了，但是我们现在仍不确定终极理论是什么。一旦出现了一个比较可靠的终极理论，就意味着需要做新一轮的粒子加速器实验。那时，最尴尬的情况应该是我们还没有研制出我们需要用来试验的粒子加速器。
（编辑：杨磊）
美国当地时间7月2日清晨，美国能源部下属的费米国家加速器实验室宣布，该实验室最新数据接近证明被称为“上帝粒子”——希格斯粒子的存在，至此沃尔夫勒姆关注甚至是参与了将近40年的一项粒子实验也终于可以接近尾声。在某种程度上，对沃尔夫勒姆来说就好像自己是回到了少年时代，再一次见证了新粒子的发现。
当沃尔夫勒姆15岁的时候，他曾问过自己这么一些问题：“希格斯粒子的质量是多少？”“它有着怎样的衰变通道？”“它的总宽度是多少？”“它有多少∑介子？”“发生多少原子核变化？”直到现在，他也仍然会问自己这些问题。
1974年圣诞节期间，刚满15岁的沃尔夫勒姆对希格斯粒子开始了狂热的研究，发表了第一篇论文，推断电子还存在子结构，以及与之相关、令人激动的一些现象。不过，无论一个理论看起来多么完美多么有趣，自然并不一定按照理论的脚步进行，他研究的理论同样如此。事实上，研究中观察到的结果证明：这些物质只不过是一种新夸克（组成强子的一种基本单元）的标志，是再普通不过的。
在接下来的几年里，更多的惊奇随之而来。越来越多的证据表明世界上的确存在着一种更重的电子和μ介子——也就是T轻子。1977年7月，费米国立加速器实验室又意外地发现了底夸克粒子。1977年夏，沃尔夫勒姆碰巧在离费米国立加速器实验室不远的阿贡国家实验室研究粒子物理学。很有意思的是，在当时人们对这个发现毫无兴趣，人们只是淡淡地说“科学家又获得了一个意外的粒子物理学发现，但是还有更多他们还没发现的东西。”
事实证明事情并不是这样的。35年来，当科学家发现了新粒子时，人们根本没有一点惊喜的感觉。（但是与宇宙学的众多发现相比，微中子的发现是一个反例）。科学家通过实验确实发现了许多东西，比如W和Z玻色子、量子色动力学的有效性和顶夸克。但是所有这些发现都在标准模型的预测之中，因此并没有引起人们的惊讶。
毫无疑问，验证标准模型的预测不是件容易的事情。碰巧有几次，沃尔夫勒姆参与到了一线的验证工作中。1977年，他计算了质子与质子对撞中，标准模型预测的粲粒子（基本粒子之一）产生的速率。但是根据一个关键的实验数据，实际的速率要远远低于预测的速率。沃尔夫勒姆花了很长时间试图找出出错的地方——到底是自己的计算出错了，还是基本理论有问题。但是最后，当沃尔夫勒姆理解了应用科学的方法后，他才发现出错的是实验，而不是理论。
1979年，当沃尔夫勒姆在努力寻找胶子的时候，情况发生了转变。人们对标准模型太信任了，以至于计算还未完成，科学家就早早通过实验肯定了模型的预测。尽管过程又出现了小插曲，但是结果还是令人满意的。由沃尔夫勒姆创立，用于分析实验的方法直至今天仍经常得到使用。
到了1981年，沃尔夫勒姆的研究开始偏离粒子物理学，因为他觉得之前的研究工作过于基础。即便如此，他还是常常关注粒子物理学界的动态。因此，每当沃尔夫勒姆听到一些无法根据标准模型进行解释或者意外的发现时——无论这些发现是谣言或是机构宣布的消息——他都会感到很兴奋。但是，最后的结果都是令人失望。人们对每一项发现都存在着疑问，甚至到了后来，人们认为不同投资决策的期限之间都有着令人怀疑的相互关系。所谓的这些发现，在经过一段时间后就会消散不见。最后只剩下了标准模型，人们自然也就没有了惊讶。
经历了所有这些后，只剩下一个悬而未决的问题——希格斯粒子。当时沃尔夫勒姆还不清楚用什么方法才能寻找看到它，不过只要标准模型是正确的，希格斯粒子就一定存在。
对沃尔夫勒姆来说，希格斯粒子和相关的希格斯机制就像一个不幸的黑客。在标准模型建立时，科学家采取了一个从数学角度看上去十分原始的理论，这种理论认为每一种粒子是完全没有重量的。但是事实却是几乎所有的粒子（光子除外）都是有重量的。希格斯机制就是为了在不打破原始数学理论所需特征的前提下解释这一点。
究竟希格斯机制是如何进行基本运作的？标准模型中的每一种粒子都与一种波联系在一起，而每一种波都在某种场内传播——就像光子与电磁场中传播的波联系在一起。一般而言，所有粒子的基本场平均振幅值为0。但是对希格斯场，科学家却有着不同的设想。有科学家认为，适用于希格斯场的数学方程式存在着非线性不稳定性，正是这种非线性不稳定性造就了存在于宇宙各处、有着非零平均场值的希格斯场。
于是科学家产生了这么一种假设：所有的粒子都与它的背景场保持着不断的交互作用，正是通过这种交互作用，粒子才产生了质量。但是这是一种什么样的质量？其实这种质量是由粒子与其背景场交互作用的强度决定。推算下去，沃尔夫勒姆可以得出质量是由科学家写入模型中的参数决定。所以，为了获取观察到的粒子质量，科学家必须为每一种粒子写入参数，然后并将这些参数进行整理，获得粒子的质量。
这种机制看起来是人为设计的，但是在某种程度上它却行得通。另外，如果这个理论能预测粒子的质量，那就更完美了。虽然在现实中它还不能预测粒子的质量，但是将粒子与背景场之间交互作用的强度当成它的质量写入模型，却是十分合理的。
不过，还存在另外一个问题。为了获得观察到的粒子质量，宇宙中无所不在的希格斯背景场必须有着极高密度的能量和质量。希格斯场有着巨大的重力效应——事实上，这种重力效应大到足以将宇宙卷成一个小球。为了回避这个问题，科学家又假设基本重力方程中有一个参数（一种宇宙常数），能够以极高的精度抵消希格斯场的能量与质量效应。 如果这种解释看起来还说得过去的话，那么让我们回头看看沃尔夫勒姆在1980年关注到的事情：这种高精度的抵消无法经受住宇宙大爆炸早期的高温，带来的结果就是宇宙膨胀的过程中必定会产生自转突快的情况。他通过计算得出这种自转突快不会太强烈，但是如果这个理论使用过了头，就可能导致巨大的干扰和早期宇宙膨胀的场景。
回到1980年，人们似乎觉得除非是标准模型是不正确的，否则人们很快就可以观察到希格斯粒子。
科学猜想希格斯粒子的质量可能是10Gev（大约是10个质子的质量），按照这种猜想，现行的或者新一代的粒子加速器能够观察到希格斯粒子的踪迹。但是科学家始终都没有发现希格斯粒子。每当建立一个新的粒子加速器，科学家就会讨论这个加速器最后会怎样发现希格斯粒子。不过这种情况从未发生过。
早在1979年，沃尔夫勒姆就研究过标准模型中粒子可能含有的质量。由希格斯场不稳定性产生的质量有可能让整个宇宙陷入不稳定中。另外沃尔夫勒姆发现，如果有质量在300Gev以上的粒子存在，那么上述的情况是有可能发生的。这个发现让他对顶夸克感到十分好奇——因为当时几乎已经确定顶夸克是存在的，可是却一直没有发现它。直到1995年，质量为173GeV的顶夸克才出现在人们视野中——这也告诉了沃尔夫勒姆，在宇宙总体的不稳定之外还存在着惊人稀少的稳定状态。
希格斯粒子的质量也有界限范围。一开始，这些范围比较大（低于1000GeV），但是慢慢地，范围越来越小。经过了大量的实验和理论工作后，去年科学家基本可以确定希格斯粒子的质量范围是110到130GeV之间。所以，某种意义上，当人们今天听到科学家发现质量为126GeV的希格斯粒子时，就不会感到意外了。不过，科学家清楚地看到希格斯粒子的一瞬间是一个重要的时刻，这个时刻象征着持续了40年的希格斯粒子研究终于画上了句号。
当然，在过去30年里，粒子物理学经历了一段很长很艰难的过程。上世纪50年代，当科学家郑重开始粒子物理学研究时，人们觉得这只是对之前研究的一种延续，对“曼哈顿计划”也只持一种无所谓的态度。到了六、七十年代，科学家取得的新发现越来越多，粒子物理学的道路也越来越光明。直到八十年代，粒子物理学才真正成为一门独立的学科，开始吸引越来越多的人才进入该领域的研究。不过，在1993年，当取消超导超级对撞机项目时，粒子物理学很显然已经失去了在世界基本研究领域中的一席之地。
如果标准模型是正确的，那么7月4日的消息似乎是我们这一代人在粒子物理学中能够寻找到的最后一个重大发现。当然，人们现在对此仍然感到惊喜，但是究竟人们应将多少希望寄托在这些惊喜上还不甚明朗。
照这样看来，建立粒子加速器是否值得呢？不论发生何事，把握现今的知识主线和如何运用这些知识显然有着巨大的价值。掌握粒子能是一项巨大的挑战，在粒子能领域，人们无疑可以观察到新的现象。沃尔夫勒姆有很长一段时间都认为投资在粒子加速（比如让更少的粒子具备更大的质量）上的新想法上也许是最好的办法——尽管这种投资无疑是有风险的。
未来，在粒子物理学上的新发现能够给我们马上带来新发明或者新技术吗？就在几年前，像“夸克爆炸”这样的概念看起来都是可能的。
但是将来，这种情况就不会发生了。的确，科学家可以将粒子束应用于辐射效应中，但是沃尔夫勒姆却不太期待可以在短时间内看到像μ介子电脑、反质子引擎或者中微子断层摄影系统这样的发明。不过当科学家寻找到（但是显然是不可能的）将粒子加速器微型化的方法时，情况又不一样了。
经过足够长的一段时期后，人们从历史的角度发现基础研究是最好的投资项目，粒子物理学也不例外。而沃尔夫勒姆希望粒子物理学取得的伟大技术成果更多是依赖理论的发展，而不是实验的结果。如果有科学家发现如何从真空创造出能量或者如何超光速地传输信息，可以确定的是与其通过使用实验结果，倒不如用一种全新、意想不到的方法应用理论，去验证他的发现。
标准模型一定不会是物理学的终点，人们对它还存在一些明显的知识缺口，比如我们仍然不明白像粒子质量这样的参数为何是这样的。我们不明白重力是如何发挥作用，更不明白宇宙学中观察到的种种现象。即使我们能解答所有这些问题，接下来又会怎么样呢？我们又将面临新一轮的知识缺口和问题。所以，从某种意义上说，前方总有着新的物理发现等待着我们去探寻。
沃尔夫勒姆过去也常常都是这样假定的，但是从他有关《新科学》的工作中，又产生了不同的看法，我们所看到的丰富多样的宇宙可能是源自于某种相当简单的基本规则或者基本理论。
有很多东西都在讨论这两个问题：这种基本规则到底是什么样的？科学家们又是怎么发现它的？但重要的是，如果规则真的很简单，那么人们原则上不需要了解太多信息，不需要确定这到底是一种什么规则。
在沃尔夫勒姆研究的一些特定类型的低级模型中，他已经可以推断出狭义和广义相对论，并得到一些关于量子力学的线索。但是在物理学中，存在更多我们了解但却无法复制的东西。
从目前得到的实验结果来看，我们知道的东西足以使我们确定这到底是一个怎样正确的终极理论——前提是假设这是一种非常简单的理论。但是如果这种理论像下面所描述的，我们就无法弄清这到底是一种怎样的理论：它弄清了空间维数和渺子与电子质量比，但却搞错了希格斯质量或者一些尚未发现的细节。
当然，现在只有通过那些新的发现，才可以弄清楚这种终极理论到底是什么样子，但是沃尔夫勒姆却认为我们根本不需要更多的实验发现，只需要在已掌握的知识基础上投入更多的精力去探索。在探索这个理论的过程中，有可能出现这么一种状况，那就是人力和计算机资源的花费可能比粒子加速器实验的花费要少得多。
最后，我们也许会发现，在弄清终极理论过程中，我们需要的数据早在50年前就有了，但是我们现在仍不确定终极理论是什么。一旦出现了一个比较可靠的终极理论，就意味着需要做新一轮的粒子加速器实验。那时，最尴尬的情况应该是我们还没有研制出我们需要用来试验的粒子加速器。
（编辑：杨磊）