有什麼真相是我們永遠無法捕捉到的嗎？有什麼認知領域，即使是現今的文明也無法進入的嗎？在前文已分析過的所有科技中，只有永動機和預知被歸入了“三等不可思議”的範疇。還有什麼別的科技是同樣不可實現的嗎？
數學就已能提供足夠的理論依據，證明有些事物的確是不可能實現的。舉個簡單的例子，只用圓規和尺，我們無法將一個角分成三等份——這早在1837年就巳被證實。
即便是在像算術這樣簡單的體系裡也存在不可能性。正如我之前提到的那樣，在算術的基本假定前提下，不是所有真命題都能得到證明的。算術中始終有一些真命題，只有當你運用一個更寬泛的、將算術學作為子集包含在內的體係時，才能得以證明。
儘管數學中有些事物是不能實現的，但在物理學範疇中，聲稱某事物完全無法實現卻是危險的。不妨讓我提醒你諾貝爾獎得主阿爾伯特·A.麥克爾森（Albert A.Michelson）1894年在芝加哥大學瑞爾森物理實驗室（Ryerson Physical Lab）的致辭：“物理學中非常重要的基本定律和事實都已被發現，而且現在我們都堅定地相信，由於新的發現而導致它們被取而代之的可能性微乎其微……我們未來的發現必須在小數點後第六位尋覓。”
他的這番講話，發表於科學史上某些劇變發生的前夜——1900年的量子革命以及1905年的相對論革命。關鍵是，今天看來不可能的事物，違反了已知的物理學定律：但我們知道，物理學的定律是可能改變的。
1825年，偉大的法國哲學家奧古斯特·孔德（Auguste Comte）在其所著的《實證哲學教程》（Cours de Philosophic）一書中宣稱，科學無法測定星體的構成成分。在當時看來，這個言論似乎很安全，因為那時沒有人了解任何關於星體性質的信息。它們太遙遠。當時的人們無法前去探訪。然而，就在他發表這一聲明的短短幾年後，物理學家（利用光譜學）宣布，太陽是由氫組成的。實際上，現在我們知道，通過分析星體在幾十億年前發射出的光譜線，人類是可以測定宇宙中大多數星體的化學成分的。
孔德列出一長串其他“不可能的事”，向科學界提出了挑戰：
在19世紀，提出這些“不可能的事”是合情合理的，因為那時的人們對基礎科學知之甚少。幾乎沒有任何關於物質和生命的秘密為人們所知悉。然而今天我們掌握了原子論，這為科學探究物質的結構開闢了嶄新天地。我們了解DNA和量子理論，它們揭開了生命化學的秘密。我們還了解了宇宙空間的隕石撞擊，這一活動不僅影響到地球上的生命進程，同時也是塑造地球生命體的助因。
天文學家約翰·巴羅（John Barrow）指出：“歷史學家仍在爭論一種說法，即孔德的觀點從某種程度上造成了之後法國科學的沒落。”
反對孔德言論的數學家大衛·希爾伯特寫道：“我想，孔德找不到一個無法解決的難題的真正原因在於，這些難題都是可解的。”
但今天的科學家們又提出了一系列新的不可能性：我們永遠不會知道在大爆炸前發生過什麼（或者首先是為什麼會發生大爆炸）；我們永遠無法完成“萬物至理”。
物理學家約翰·惠勒對第一個“不可能的”問題評論道：“兩百年前，你可以問任何人：'我們有朝一日能夠了解生命是怎樣形成的嗎？'而他會對你說，'荒唐！怎麼可能！'我對'我們今後會了解宇宙是怎麼形成的嗎？'這一問題有同樣的感覺。”
天文學家約翰·巴羅還說：“光速是有限的，因此，我們對宇宙結構的了解也是有限的。我們無法知曉它是有限的還是無限的，是否有一個起源或會否有一個終結，物理的結構是否在任何地方都相同，又或者宇宙究竟是個有序還是混亂的地方……所有這些關於宇宙本質的大問題——從它的起源到終結——看起來都是無法解答的。”
巴羅堅定地認為我們永遠無法了解宇宙的本質，這一點是正確的。但我們有可能逐漸解決這些有待解決的問題，並離最終答案無限接近。我們不應把這些“不可能”看作人類知識的絕對界限，而應把它們視為下一代科學家面臨的挑戰。這些界限就像餡餅皮，生來就是為了被打破。
在對大爆炸的研究中，科學家們正在開發新一代探測器，以解決其中的一些難題。當今我們在外太空使用的輻射探測器只能測量到大爆炸30萬年後——此時形成了第一批原子——所放射出的微波輻射，用這種微波輻射無法探測到大爆炸後30萬年內的情形，因為大爆炸形成的最初那個火球發出的輻射溫度極高，且極其混亂，難以產生有用的信息。
但如果我們分析其他類型的輻射，也許可以離大爆炸發生的時間更近些。例如，追踪中微子能夠帶我們更接近大爆炸的瞬間（中微子行踪異常詭異，以至於它們能夠穿過由固體鉛構成的整個太陽系）。中微子輻射能將我們帶到大爆炸發生後僅幾秒的時間裡。
但要最終揭開大爆炸之謎，也許需要藉助研究“引力波”（gravity wave）——沿著時空結構移動的一種波，正如芝加哥大學的物理學家洛基·科爾波（Rocky Kolb）所言，“通過測量中微子背景的屬性，我們可以追溯到大爆炸發生後1秒時的情形，而從膨脹區放射出的引力波則是發生大爆炸10～35秒後宇宙的遺骸”。
1916年，愛因斯坦首先預言了引力波的存在。它們最終或許會成為探究天文學的最重要工具。歷史上對每一種新型輻射的利用，都為天文學開啟了—個新紀元。第一種類型的輻射是可見光，伽利略用它來探測太陽系。第二種類型的輻射是聲波，它最終使我們能夠深入銀河系的中心，發現黑洞。引力波或許能夠揭開物種起源的神秘面紗。
從某種程度上來說，引力波的存在有其必然性。為了理解這一說法，不妨想想一個老掉牙的問題：如果太陽突然消失，會發生什麼？根據牛頓的說法，我們會即刻感覺到它產生的影響。地球會在瞬間被甩出原先的運轉軌道，進入一片黑暗。這是因為牛頓的引力定律沒有將速率納入考慮範圍，因此力瞬間對整個宇宙產生了作用。但根據愛因斯坦的理論，沒有什麼的運動速度會比光速快，所以太陽消失8分鐘後地球才會有所感知。換句話說，太陽的引力會產生一股球狀“衝擊波”，最後衝擊地球。在這股引力波範圍之外的區域，一切就好像太陽依然照耀著一樣，因為太陽消失的“信息”尚未抵達地球。而在這股引力波範圍之內的區域，隨著引力波產生的衝擊波以光速不斷擴展前行，太陽已經消失了。
另一個理解為什麼引力波必然存在的方法是想像一張大床單。根據愛因斯坦的說法，時空如同織物，能夠被彎曲或伸展，就像一張被弄皺的床單。如果我們抓著一張床單快速抖動，就會看到床單表面泛起波紋，並以一定的速度運動。同樣地，引力波也可以被視作沿著時空織物中運動的波紋。
引力波是當今物理學界最熱門、研究進展最快的話題之一。 2003年，第—套大規模引力波探測儀投入運行——被稱為LIGO（Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory，激光干涉引力波天文台）。該設施長2.5英里，一台設備位於華盛頓州的漢福德（Hanford），另一台位於路易斯安那州的利文斯頓縣（Livingston Parish，Louisiana），人們期望耗資3.65億美元的LIGO能夠探測到對撞的中子星和黑洞產生的輻射。
另一重大進展將於2015年發生，屆時，全新一代的衛星將發射升空，用以分析從大爆炸發生瞬間起外太空的重力輻射。組成LISA（Laser Interferometer Space Antenna，激光干涉空間天線）——NASA和歐洲航天局合作的項目的三顆衛星會被送入環日軌道。這些衛星將能探測到大爆炸發生1/1萬億秒後放射出的引力波。如果大爆炸放射出的仍在宇宙中環行的引力波撞擊到其中一顆衛星，那麼激光束就會被擾亂，而科學家可以精確測量這一干擾，從而為我們繪出宇宙形成當時的“雛形圖”。
LISA由三顆圍繞太陽排成三角狀的衛星組成，它們彼此之間由300萬英里長的激光射線聯繫起來，是世界上最大的科學儀器。這個由三顆衛星組成的系統將在距離地球3000萬英里的地方繞日運動。
每顆衛星會發射出僅半瓦功率的激光射線。通過比較從其他兩顆衛星上發出的射線，每顆衛星將能夠建立一個光干擾圖。如果有引力波干擾激光射線，該干擾圖就會被改變，這樣，衛星就可以探測出這一干擾了（引力波不會讓衛星震動。事實上它會讓三顆衛星之間的空間產生彎曲。
儘管激光射線非常微弱，它們的精確度卻不容小覷。它們能夠探測到1/1,000,000,000,000,000,000,000幅度的震動，相當於一個原子大小的1/100的變動。每一條激光射線都能夠探測到90億光年遠的引力波，而這覆蓋了整個可見宇宙的大部分。
LISA的靈敏度使得它有潛力區分幾種不同的“大爆炸前”場景。當今理論物理界最熱門的話題之一是估測大爆炸前宇宙的性狀。目前，膨脹理論可以很好地描述大爆炸發生後宇宙的演變，但膨脹理論無法解釋大爆炸發生的動因。科學家的目標是利用這些推測出的大爆炸前時期的模型，來測算大爆炸放射出的引力波，對每一種大爆炸前理論都作了不同的預測。例如，根據“大衝撞”理論（Big Splat theory）預測的大爆炸輻射，就與某些膨脹理論所預測出的輻射不同。因此，LISA或許能夠排除其中的一些理論。顯然，這些大爆炸前模型無法直接被驗證，因為這需要我們了解時間產生前宇宙的狀態。但我們可以間接地驗證它們，因為每一種理論都預測了一個不同的大爆炸後輻射譜系。
物理學家基普·索恩寫道：“2008-2030年間的某個時候，大爆炸奇點產生的引力波將會被發現。接著是一個至少持續到2050年的時代……這些成果將會揭示大爆炸奇點的一些重要細節，並因此能夠證實超弦理論的某個版本是正確的重力量子理論。”
如果L1SA不能區分不同的大爆炸前理論，那麼它的下一代——大爆炸探測者（Big Bang Observer，BBO）或許可以。它初步定於2025年發射。 BBO將可以掃描整個宇宙中包括比太陽大1000倍以下的中子星和黑洞在內的二元系統。但它的主要任務是分析大爆炸的膨脹時期放射出的引力波。從這種意義上說，BBO是專為探究膨脹大爆炸理論的預言而設計的。
BBO在設計上和LISA有一定的相似性。它也將由三顆共同環日飛行的衛星組成，每顆衛星之間相距5萬公里（這比LISA中的衛星距離要近得多）。每顆衛星將能夠發射出300瓦的激光射線。 BBO將可以探測出頻率位於LIGO和LISA之間的引力波，這填補了一個重要的空白（LISA能夠探測出10-3000赫茲的引力波，而LIGO則能探測出10微赫-10毫赫之間的引力波。BBO將能探測出涵蓋以上兩個範圍頻率的引力波）。
“到2040年，我們將利用那些（量子引力）定律來為那些深奧難解的問題找到較為確定的答案，”索恩寫道，“包括……在大爆炸奇點之前發生過什麼，抑或是否有'之前'這個狀態？還有其他的宇宙嗎？如果有，它們和我們的宇宙之間有怎樣的聯繫和關係？……物理學定律是否允許高度發達的文明社會創造或維持蟲洞以實現星際旅行，或是發明時間機器讓時光倒流？”
關鍵是，在接下來的幾十年裡，將會有足夠多的從空間引力波探測器傳來的資料來區分各種大爆炸前理論。
詩人TS愛略特（TSEliot）問道，宇宙會在一聲巨響或低鳴中消亡嗎？羅伯特·弗洛斯特問道，我們都將消失在火焰或寒冰中嗎？最新的證據指向是，宇宙將在一次大凍結中消亡，那時的溫度將接近絕對零度，一切智慧生命都將滅絕。但我們對此確定嗎？
有人提出了另一個“不可能的”問題。他們問，既然這是個億萬年之久以後的事件，我們如何能夠知道宇宙的最終命運？科學家相信“暗能量”或真空能量似乎在以前所未有的速度使星系分崩離析，這表明宇宙似乎處在了失控狀態。這種膨脹會降低宇宙溫度，最終導致大凍結。但這種膨脹是一時的嗎？未來它會自行逆轉嗎？
例如，在兩片膜相撞並創造了宇宙的“大衝撞”情景中，似乎這些薄膜會周期性地碰撞。如果真是這樣，那麼看似會導致大凍結的膨脹就僅僅是一個臨時性狀態，終將自行修正過來。
目前促使宇宙加速的是暗能量，而它反過來可能正是由造成的。因此，關鍵在於了解這個神秘的常數，或者說真空能量。這一常數是否會隨著時間變化？抑或它真的是個常數？現在沒人能肯定什麼。我們通過目前正在環繞地球飛行的WMAP衛星可知，這一宇宙常數似乎正在促使當前的宇宙加速，但我們不知道這是一時的還是永遠的。
事實上，這是個古老的難題，可追溯到1916年愛因斯坦首次引入宇宙常數的概念。在1915年提出廣義相對論後不久，他根據自己的理論推算出了宇宙蘊含式。令他驚訝的是，他發現宇宙是動態的，非擴張即收縮。但這一想法似乎又與那些數據相矛盾。
愛因斯坦碰到了本特利悖論（Bentley paradox），這一悖論甚至讓牛頓也倍感苦惱。早在1692年，牧師理査德·本特利（Richard Bentley）寫了一封言語坦率的信給牛頓，但這封信對於牛頓的理論來說卻是毀滅性的。本特利問，如果牛頓所說的萬有引力總是具有吸引力的，那麼宇宙為什麼還沒有崩潰呢？如果宇宙是由一系列有限的、相互吸引的星體組成的，那麼這些星體應該不斷聚合，而宇宙則會變成一個大火球從而毀滅！牛頓被這封信深深地困擾，因為它指出了自己的引力定律中的一個主要漏洞：任何關於萬有引力具有吸引性的理論其自身都是不穩定的。在萬有引力的作用下，任何有限的星體集合都必然會毀滅。
牛頓回信道，創造一個穩定的宇宙的唯一方法是，宇宙是無限且完全均勻的，每顆星星都均勻地被各個方向的力量拉扯，因此所有的力都將抵消。這是個聰明的解答方法，但牛頓也聰明地意識到，這種穩定是自欺欺人的。如同一堆多米諾骨牌，即使是最輕微的震動也能讓整副牌倒下。這是“亞穩定狀態”，即它暫時保持穩定，直到一陣最輕微的震動導致它的崩潰。牛頓總結道，上帝有必要定期微微移動這些星體，以保證宇宙不會崩潰。
當1916年愛因斯坦被本特利悖論困擾時，他的方程卻正確地告訴了他，宇宙是動態的——非擴張即收縮；而一個靜態的宇宙是不穩定的，會在萬有引力作用下崩潰。但當時的天文學家堅持認為宇宙是靜態且恆久不變的。因此，屈服於天文學家觀測結果的愛因斯坦，就又引入了宇宙常數——一種將星體彼此推開的反引力力量，以平衡會導致宇宙崩潰的重力聚合作用（這種反重力力量對應於真空能量。在該情況下，即使是廣袤的真空空間也蘊含著大量無形的能量）。為了抵消重力的吸引作用，這個常數需要精確選取。
不久後的1929年，當愛德文·哈勃證明宇宙實際上是在擴張時，愛因斯坦也許會說宇宙常數是他“最大的失誤”。然而，直到70年後的今天，愛因斯坦的“失誤”——宇宙常數，實際上看來卻是宇宙中最大的能量來源——構成了宇宙中物質能量的73%（相反，組成我們人體的高階元素卻只佔0.03%）。愛因斯坦的失誤很有可能決定著宇宙的終極命運。
但宇宙常數是從哪兒來的呢？目前無人知曉。在時間產生之初，反重力力量也許大到足以使宇宙發生膨脹，並因此導致了大爆炸，接著由於某種未知的原因，這一力量突然消失了（這一時期內的宇宙仍在擴張，但速度減緩了）。之後，大約在大爆炸發生80億年後，這種反重力力量再次出現，星係被推散，導致宇宙再一次加速。
那麼是不是“不可能”確知宇宙的終極命運了呢？也許並非如此。大多數物理學家都相信，量子作用最終決定宇宙常數的大小。一項使用了量子理論初始版本的測算，很幼稚地得出有著10120倍誤差的宇宙常數值。這是科學史上最大的誤差。
但在物理學家之間也有一個共識，那就是，這一異常誤差正表明我們需要一個關於量子引力的理論。由於宇宙常數通過量子修正產生，所以有必要找到一種萬物至理——該理論不僅能讓我們計算出標準模型，還能算出將決定宇宙最終命運的宇宙常數之值。
因此，要確定宇宙的終極命運，就有必要找到一種萬物至理。但具有諷刺意味的是，一些物理學家認為，尋獲一種萬有理論是不可能的。
我之前就已提到，超弦理論是“萬物至理”最有力的競爭者，但也有反對方質疑超弦理論是否夠格。一方面，有一些人十分支持，如麻省理工學院的教授馬克斯·泰格馬克，他寫道：“2056年，我想你能買到印著描述關於我們宇宙統一物理定律的方程的T卹。”另一方面，一派新興的批評家堅定地宣稱，超弦理論還沒有成為主流。有人說，無論產生多少與超弦理論有關的驚人文章或電視紀錄片，該理論仍然無法提供一個經得起推敲的事實。批評家說，它不是萬有理論，而是烏有理論。 2002年，當斯蒂芬·霍金改變立場，引用“不完全性定理”（incompleteness theorem）並聲稱萬物至理甚至在數學上都可能行不通時，物理學界的爭論達到了白熱化。
這一爭論使得物理學家們之間針鋒相對。這不足為奇，因為目標是那麼的高高在上，難以捉摸。對統一自然界一切法則的渴望，幾千年來一直引誘著哲學家們和物理學家們。蘇格拉底本人曾說過：“對我來說，知悉萬事萬物的定義、他們的來由、他們消亡及存在的原因，是件至高無上的事情。”
人類第一次正式提出萬有理論遠在公元前500年，希臘畢達哥拉斯學派（Pythagoreans）被授權破解音樂中的數學定律。通過分析七弦琴弦的節點和顫動，他們得出結論：音樂遵守十分簡單的數學規律。接著他們推測，自然界萬物都可以通過七弦琴弦的協奏得到闡釋（從某種意義上說，超弦理論喚起了人們對畢達哥拉斯學派的記憶）。
在現代，幾乎所有20世紀的大物理學家都在試圖尋找一個統一的理論。但正如弗里曼·戴森告誡大家的那樣：“物理學的園地上已經堆滿了大一統理論的屍體。”
1928年，《紐約時報》上出現了一條極具轟動性的標題：“愛因斯坦即將作出重大發現，請勿打擾。”這則新聞讓媒體對萬物至理達到了近乎狂熱追捧的狀態，有標題叫嚷道：“愛因斯坦為人們對於理論的狂熱所震驚。整整一周牽動著100名記者的關注，”許多記者云集在他位於柏林的家附近，日夜不停的守候著，希望能看見這位天才寫出新聞。愛因斯坦不得不隱居起來。
天文學家亞瑟·愛丁頓寫信給愛因斯坦：“也許您聽來會覺得好笑，我們倫教最大的百貨公司之一塞爾福里奇（Selfridges），已將您的論文貼在櫥窗上（6頁論文一頁頁地貼好），這樣，過往行人就可以閱讀到全文了。大群人圍在一起爭相閱讀。”（1923年，愛丁頓提出了自己的統一場論，之後一直致力於研究該理論，直到1944年去世。）
1946年，量子力學的莫基人之一埃爾文·薛定諤召開了一場記者發布會，宣布他的統一場論，甚至連愛爾蘭總理埃蒙·德·瓦勒拉（Eamon De Valera）也出席了這場發布會。當一名記者問薛定諤，如果他的理論是錯誤的，他要怎麼辦時，薛定諤回答道：“我相信我是正確的。如果我錯了，那我看上去會像個大傻瓜。”（當愛因斯坦禮貌地指出他的理論中的謬誤時，薛定諤十分狼狽。）
在所有批評者中，對統一論抨擊得最嚴厲的是物理學家沃爾夫岡·泡利（Wolfgang Pauli），他斥責愛因斯坦：“上帝撕裂的事物，沒有人應該將它們合在一起。”他無情地諷刺和打壓那些未完成的理論：“它連錯誤都算不上。”因此，極度憤世嫉俗的泡利本人也不可避免地“落入俗套”，這是相當具有諷刺意味的。 20世紀50年代，他和韋納·海森堡共同提出了他們自己的統一場論。
1958年，泡利在哥倫比亞大學提出了海森堡-泡利統一論。尼爾斯·玻爾也在座，伹並未被打動。玻爾站起來說：“我們聽眾都相信您的理論是瘋狂的。但讓我們有分歧的是，您的理論是否足夠瘋狂。”一時間評論四起。由於所有已提出的理論都被思考否定了，所以真正的統一場論必須和過去的理論截然不同。海森堡-泡利理論僅僅是太守舊太平常了，缺乏真理所需要的那種瘋狂。 （那一年，海森堡在一次廣播中解說道，他們的理論只是少了幾個技術細節。聞言，泡利很不高興。他給海森堡寫了封信，裡面畫了一個空白的矩形，題註“這向世人證明，我能畫得和—樣好，只是缺了一些技術細節而已。”）
當今主要（且唯一）有可能成為萬物至理的是弦理論。但反駁的聲音如影隨形。反對者稱，要想在頂級大學謀得終身職位，你就必須研究弦理論。如果不這樣，你就會被解僱。這是當時的一陣狂熱，無益於物理學的發展。
聽到這一評論時我笑了，因為物理學和人類其他一切活動一樣，會受到潮流的影響。偉大理論——尤其是處在人類知識尖端的理論——的命運，是起伏不定的。事實上，數年前情勢就已經變了，弦理論是被歷史遺棄的理論，早已過時，是從眾效應的犧牲品。
弦理論誕生於1968年，兩名年輕的博士後加布里埃爾·維納齊亞諾（Gabriel Veneziano）和鈴木真彥（Mahiko Suzuki）無意中發現了一個公式，該公式似乎可以描述亞原子粒子的碰撞。很快，人們又發現這一偉大的公式可從震動弦的碰撞中得出。但該理論到1974年就逐漸銷聲匿跡了。 —個新的理論——量子色動力學（quantum cbromodynamics，QCD），或稱夸克間強相互作用理論——橫空出世，使其他一切理論黯然失色，大隊人馬放棄了弦理論轉而研究QCD。所有的資金、工作機會和名譽都流向了那些研究夸克模型的物理學家。
我還清晰地記得那些黑暗的年代。只有那些愚勇頑固的人堅持研究弦理論。而當人們發現這些弦只能在十個維度中震動時，這一理論成了天大的笑話。弦理論的先鋒人物——加州理工學院的約翰·施瓦茲（John Schwarz），有時會在電梯裡遇上理查德·費曼。詼諧的費曼就會問他：“約翰，那麼你今天進了幾個維度？”我們曾經開玩笑說，只有在失業的隊伍中才能找到弦理論家。 （諾貝爾獎得主、夸克模型的莫基人穆雷·蓋爾曼（Murray GeUMann）曾經向我吐露心聲，說他很同情那些弦理論家，所以在加州理工學院設立了一個“瀕危弦理論家自然保護區”，從而使像約翰這樣的人不至於失業。）
鑑於當今很多年輕的物理學家爭相研究弦理論，斯蒂文·溫伯格寫道：“弦理論為我們目前僅有的資源提供了一個最終理論——我們又怎麼能認為，這許多最聰明的年輕理論家們不該去研究它呢？”
當今對弦理論最主要的一種批評是，它無從驗證。批評家稱，需要一個銀河系那麼大的核粒子加速器才能驗證該理論。
但該批評忽略了一個事實：大多數科學的研究方式都是間接而非直接的。從未有人去太陽上做直接考證，伹我們通過分析它的光譜線知道它是由氫組成的。
以黑洞為例。黑洞理論創始於1783年，當時，約翰·米歇爾（John Michell）在《皇家學會哲學學報》（Phitosophjca Transaxtions of the Royal Society）上發表了一篇文章，他宣稱有些星體十分龐大，足以“讓所有從該星體發出的光線在該星體本身的引力作用下返回”。米歇爾的“暗星”論黯淡了幾個世紀，因為無法對其做直接的考證。 1939年，愛因斯坦甚至寫了一篇論文，說明這類暗星是無法自然生成的。批評認為，這些暗星本質上是無從驗證的，因為從定義上看，它們是不可見的。然而，今天的哈勃太空望遠鏡已經為我們提供了關於黑洞的完美證據。現在我們相信，星系中潛藏著億萬個黑洞，而在我們的銀河系中也遊走著幾十個黑洞。但關鍵是，黑洞存在的證據都是間接獲得的，也就是說，我們是通過分析環繞在這些黑洞周圍的吸收盤，來收集關於黑洞的信息的。
此外，很多“無從驗證”的理論最終都變得可證實了，在（Democritus）首次提出原子論後，人類用了兩千年的時間證明了原子的存在。 19世紀的物理學家如路德維希·波爾茲曼，就因為相信該理論而被逼死。然而今天，我們有了華麗壯觀的原子照片。泡利本人於1930年提出了中微子的概念，它的行踪十分詭異，能夠穿過由固體鉛構成的整個星系那麼大的物質而不被吸收。泡利說：“我犯了本質上的錯誤；我提出了一種根本無法觀察到的粒子。”探測中微子是“不可能”的，所以好幾十年來它一直被當作科學幻想。然而今天，我們能夠製造出中微子束。
事實上，物理學家們希望，有不少實驗都將對弦理論作出第一次間接驗證：
·科學家還希望有一系列別的實驗（如在S極研究中微子的極化）將通過分析宇宙射線——其能量遠遠超過LHC的能量——的異常，探測出微型黑洞及其他異類物質的存在。宇宙射線實驗和LHC將在標準模型之外，開闢出一片嶄新的、令人振奮的研究前沿。
1980年，斯蒂芬·霍金發表題為《理論物理學的終結來臨了嗎？ 》（Is the End in Sight for Theoretical Physics?）的演講，激發了人們對萬物至理的興趣。在該演講中，他說道：“在在座某些人的有生之年，我們或許能看到一個完整的理論。”他聲稱有對開的50%，將在未來的20年找到一種終極理論。但當2000年到來之時，學界並沒有達成對萬物至理的共識，於是霍金改變了主意，又稱下一個20年裡會有對開的概率發現萬有理論。
到了2002年，霍金再次改變主意，宣稱哥德爾的不完備定理或許指出了他原先思維方式的一個致命錯誤。他寫道：“如果沒有一個用有限的原理來表述的終極理論，那麼有些人將會感到非常失望。我曾經也屬於這群人，但現在我已經改變了想法……哥德爾德的定理表明，數學家們永遠有做不完的活。我想M-理論對於物理學家來說具有同樣的意義。”
他的說法並不新鮮：既然數學是不完備的，而物理的語言又是數學，那麼就永遠有我們無法了解的物理理論，因而萬物至理是不可能存在的。由於不完備定理扼殺了希臘人試圖證明一切數學真命題的夢想，那麼它也會使萬物至理永遠可望而不可及。
弗里曼·戴森非常雄辯地寫道：“哥德爾證明了純數學的世界是無盡的；沒有固定的公理集或推論法則能夠涵蓋整個數學……我希望類似的情況也存在於物理界。如果我對未來的看法是正確的，那麼就意味著物理和天文的世界也是無盡的；無論我們能探究到多麼遙遠的將來，仍有新事物會出現，新信息會來到，新世界等著我們去探索，生命、意識和記憶無盡擴張的礓土。”天體物理學家約翰·巴羅這樣總結這一邏輯：“科學是以數學為基礎的。數學無法探究出全部真理，所以科學也不能。”
這樣的論斷可能正確，也可能不正確，但卻有潛在的缺陷，大多數職業數學家在工作時無視不完備定理，這是因為該定理是以分析指向自身的命題為起點的，也就是說，它們是自我指設的。例如，下面的命題就是自相矛盾的：
第一個命題中，如果這個陳述是真的，那麼也就表示“這句話是錯的”。而若這句話是假的，那麼這個命題又是真的了。同樣地，如果我在說真話，那就表示“我在說謊”；而如果我在說謊，那麼這句話則是真的。最後一句話中，如果這個命題是真的，那麼它就無法被證明為真命題。
（第二個命題即著名的說謊者悖論。克里特島（Cretan）的哲學家艾匹門尼德斯（Epimenides）曾用這樣一句話闡釋這個悖論：“所有克里特島人都是說謊者。”但聖保羅（SaintPaul）完全沒有抓住這句話的重點，他在給提圖斯的信中寫道：“克里特島上有一個先知說過，'所有克里特島人都是騙子、邪惡殘忍之徒、懶惰的貪食者'。他的確說出了事實啊。”）
不完備定理建立在諸如“該命題無法用算術原理證明”這樣的命題基礎之上，並給這些自我指設的矛盾命題編織了一張復雜的網。
然而，霍金運用不完備定理證明不存在一個萬有理論。他聲稱哥德爾不完備定理的關鍵在於，數學是自我指設的，物理學也有著同樣的毛病。由於觀測者無法同觀測進程分離開來，這就意味著物理學永遠會指向自身，因為我們不可能脫離宇宙。在最終的分析中，觀測者亦是由原子和分子組成的，因此必然是其正在進行的實驗的一部分。
但也有一個方法可以避免霍金的該論斷。為了避免哥德爾定理中的內在矛盾，今天的很多職業數學家都簡單地聲稱，他們的研究排除了所有自我指設的命題。這樣他們就可以繞開不完備定理。從很大程度上來說，哥德爾之後數學的迅速發展，僅僅是由於這些數學家們不去理會不完備定理，即假定他們的研究不作出任何自我指涉的命題。
同樣地，構建一個能夠解釋所有已知的、脫離了觀測者/觀測對象二分論的實驗的萬有理論，或許也是可能的。如果這樣一個萬有理論能夠解釋從大爆炸起源到環繞我們的可見宇宙中的所有事物，那麼我們如何描述觀測者和觀測對象之間的關係就變得很有學術性。事實上，萬物至理的一個標準應為：它的結論完全不取決於我們如何劃分觀測者和觀測對象之間的界限。
此外，自然或許是無窮無盡的，即使它的法則屈指可數。想想國際象棋。讓一個從別的星球來的人僅僅通過看比賽就指出象棋的規則，不一會兒，他就可以告訴你，兵卒、主教和國王分別是怎麼走的。比賽的規則是有限而簡單的，但可能下出的棋局種類卻是天文數字。同樣，自然的法則也可能是有限而簡單的，但對這些法則的應用卻是無盡的。我們的目標是找到物理學的法則。
從某種程度上說，我們已經有一個關於大多數現象的完備理論。還沒有人從麥克斯韋的光學方程中看出缺陷。標準模型常被稱為“準萬物至理”。現在假設我們可以脫離引力，那麼標準模型就成為解釋除引力之外其他一切現象的完美理論。理論本身看上去或許不太漂亮，但的確可行。即使有不完備定理，我們還是可以有一個非常合理的萬物至理（除了引力）。
對我而言，只要一張白紙就能寫下統治所有已知物理現象——包括43個數量級，從100多億光年開外的遙遠宇宙到夸克和中微子的微觀世界——的定律，這是一件令人驚嘆的事情。在這張白紙上只會有兩個方程式，愛因斯坦的引力定律和標準模型。我認為他們揭示了自然界本質上的簡單與和諧。宇宙或許曾經是反常、混亂而變化無常的，但現在呈現在我們面前的宇宙是完整、和諧與美麗的。
諾貝爾獎得主斯蒂夫·溫伯格將我們對萬物至理的追尋比作科學家尋找N極。幾個世紀以來，古代航海家們一直使用著沒有N極的地圖。所有的指南針和航海圖都奔著這塊地圖上缺失的部分而去，但沒有人真的造訪過那裡。同樣，我們所有的數據和理論都是為了尋獲萬物至理。這是我們缺失的—個方程式。
總有事物是我們所不可及的，亦無法探究（如電子的精確位置，或是光速之外的世界）。但我相信，基本的定律是可知的、有限的。而未來幾年的物理學界也將是最為振奮人心的，因為我們使用了新一代粒子加速器、空間引力波探測儀以及其他新技術來探索宇宙。我們並沒有走到終點，而是站在—個新物理學的起點。但無論我們發現了什麼，前方也總還有新的地平線等著我們跨越。
註釋：
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