谁不喜欢一个美的主意?物理学家尤其喜欢。在物理学的基础上，偏爱美学上令人愉悦的假设已经成为公认的实践。物理学家认为他们的动机并不重要，因为假设毕竟都必须得到验证。但他们的大多数美好想法都很难或不可能得到验证。当实验空手而归时，物理学家可以修正他们的理论以适应他们得到的无效结果。
这种情况已经持续了大约40年。在这40年里，美学争论已经发展到各种研究项目中去——如超对称、多元宇宙和大统一——这些研究现在正占据着成千上万科学家的精力。在这40年里，社会在实验上花费了数十亿美元，却没有发现任何证据来支持这些美的想法。在这40年里，物理学的基础并没有取得任何重大突破。
我的同事认为审美标准是基于经验的。我们目前拥有的最基本的理论在特定的方面是美的，即粒子物理学的标准模型和爱因斯坦的广义相对论。我同意有必要试着假设更多的基本理论在相似的方面是美的，但是我们已经做过实验了，这些理论站不住脚。尽管如此，物理学家们仍在根据同样的三个美学标准选择理论：简单、自然和优雅。
简单，我不是指奥卡姆剃刀理论，这个理论要求在两个可以实现相同目标的理论中，你选择更简单的那个。不，我的意思是绝对简单：一个理论应该是简单的。当一个理论对我的同事来说还不够简单的时候，他们就会试图让它们变得更简单——通过统一几种因素或者假设新的对称，将粒子组合成有序的集合。
第二个标准是自然。自然是一种试图摆脱人为因素的尝试，它要求一个理论不应该使用看起来是精心挑选出来的假设。这一准则通常适用于没有单位的常数值，例如基本粒子质量比。自然要求这样的数字应该接近1，或者，如果不是这样的话，理论解释了为什么不是这样。
然后是优雅，美的第三个也是最难以捉摸的方面。它通常被描述为简单和惊喜的结合，综合起来，揭示了新的联系。我们在“啊哈效应”(Aha effect)中找到了优雅之处，也就是事情步入正轨的顿悟时刻。
物理学家目前认为，根据这三个标准，如果一个理论是美的，那么这个理论则是有前景的。这使得他们预测，例如，质子应该能够衰变。自上世纪80年代以来，实验一直在寻找这种现象，但迄今为止还没有人发现质子衰变。理论家还预测，我们应该能够探测暗物质粒子，比如轴子或弱相互作用的大质量粒子(WIMPs)。我们已经委托进行了几十个实验，但并没有发现任何假设的粒子——至少目前还没有。同样的，对称和自然这两个标准让许多物理学家相信，大型强子对撞机(LHC)应该能看到希格斯玻色子之外的新东西，比如所谓的“超对称”粒子或额外空间维度，但到目前为止这些现象都还没有被发现。
在这个做法变得荒谬之前，你能把它推进到多远?如果你让一个理论变得越来越简单，它最终会变得不可预测，因为这个理论不再包含足够的信息来进行计算，到了那时你所得到的是将会是理论家们现在所称的“多元宇宙”——个有着不同自然规律的无限宇宙的集合。
例如，如果你不通过测量确定牛顿常数的值就使用万有引力定律，那你可以说你的理论包含了一个任何常数值的宇宙。当然，然后你必须假设我们生活在一个宇宙中，而这个宇宙的常数值正好是我们碰巧测量到的牛顿常数。所以看起来你好像并没有得到什么，除了理论家现在可以写关于大量新宇宙的论文，甚至是其他不可观测的宇宙，因此多元宇宙理论在实验测试中是安全的。
我认为我们是时候从科学史中吸取教训了，美并不能作为理论发展的向导。许多美的假设都是错误的，比如约翰尼斯·开普勒(Johannes Kepler)的观点，行星轨道堆积在规则的多面体中，即所谓的“柏拉图固体”，或者原子在看不见的以太中打结，或者宇宙处于“稳定状态”而不是在膨胀。
其他一些曾经被认为是丑陋的理论则经受住了时间的考验。当开普勒认为行星是沿着椭圆而不是圆运动时，与他同代的科学家们觉得这个理论太丑了，因此不可能是真的。物理学家詹姆斯·麦克斯韦(James Maxwell)拒绝接受自己关于电场和磁场的理论，因为在他那个年代，美的标准涉及齿轮和螺栓。保罗·狄拉克(Paul Dirac)指责麦克斯韦理论的后一个版本非常丑陋，因为要去掉不定式需要复杂的数学运算。然而，那些被认为是丑陋的想法却是正确的。它们至今仍在被使用。我们不再觉得它们丑陋。
历史还有第二课。尽管对于许多物理学家来说，美可以说是一种强大的个人动力，但导致突破的问题不仅仅是美学上的疑虑，而是数学上的矛盾。例如，爱因斯坦废除了绝对时间，因为它与麦克斯韦的电磁学相矛盾，从而创造了狭义相对论。然后他解决了狭义相对论和牛顿引力之间的矛盾，从而创造了广义相对论。狄拉克后来消除了狭义相对论和量子力学之间的分歧，这导致了量子场论的发展，直到今天我们仍然在粒子物理学中使用量子场论。
希格斯玻色子也是出于逻辑一致性的需要而诞生的。2012年在大型强子对撞机上发现的希格斯玻色子是标准模型发挥作用所必需的，如果没有希格斯粒子，粒子物理学家的计算返回的概率大于1，这是无法描述现实的数学。当然，数学没有告诉我们缺失的东西就一定是希格斯玻色子，它也可能是别的什么东西，但我们在LHC还没有建成之前，就知道必定会有新的事情发生。这是建立在坚实数学基础上的推理。
另一方面，超对称粒子也很美，但它们并不是必须的。它们被包括进来是为了弥补当前理论的审美缺陷，即缺乏自然性。一个不是超对称的理论在数学上并没有错误，只是不是特别美。粒子物理学家利用超对称性来弥补这一不足，从而使这个理论更加美。因此，超对称粒子应该出现在大型强子对撞机上的预测是基于希望而非合理逻辑，而这些粒子目前还没有被发现。
我从这一长串无效结果中得出的结论是，当物理学试图纠正美的缺失时，我们把时间浪费在了那些不是真正问题的问题上。现在，在我们开始讨论这个世界是否需要下一个更大的粒子对撞机或另一个暗物质搜索实验之前，物理学家们必须重新考虑他们的方法。
当然，答案不可能是任何事情都会发生。新理论应该解决现有问题的这个观点在原则上是好的——只是，目前，这些问题本身还没有清晰地表述出来，不足以让这个标准发挥作用。推理的概念和哲学基础在物理学基础上是薄弱的，这必须得到改进。
要求自然符合我们对美的理想是没有用、也不是好的科学实践。我们应该让证据引导我们走向新的自然法则，我相信美会在那里等着我们。
