对未来的勾画
有时候，人类真的很奇怪，总想着要控制一些他们控制不了的东西，比如说未来，这是我们谁也无法预测、无法控制的，在很久以前，人们通常用占星术来预测自己的未来，这就是为什么那时候那么流行占星术的原因。他们总说占星术是和地球上的事件和某个行星划过天穹的运动有着直接的联系，但那些占星家们却不敢明确地说出确定的预言的话来，如果真是这样，将会是科学上可以检验的假设。他们总把自己假设的话说得很模糊，对任何结果都模棱两可、无关紧要，比如“你最近将会晋升、你将会出现个人的资金紧张”等等诸多这样的话，但是有很多的科学家不信他们口中所言的占星术的真正原因却不是因为缺乏科学证据，而是他们实验过的检验的理论相互不协调，在哥白尼和伽利略以及牛顿发现他们发现的运动定律是受制约的，行星围绕太阳而非地球公转。占星术变得让人不能自圆其说了，那么我们从地球上看到的其他的行星相对于天空背景位置和较小行星上的自称为智慧生命的巨分子有何关联呢？在这本书里所有描述的这些理论并不比占星术拥有更多的科学家的实验证据，但是因为这些理论和迄今经受住检验的理论相协调，所以我们才对它深信不疑。
在玩棒球的时候，如果我们能知道棒球在何处以什么速度抛出，你便能预言它会落到何处。就像我们在行走的时候看到车会根据它的车速来判断它什么时候能到自己的身边，而牛顿定律和其他科学家的所有理论是科学决定论的观念，它是在19世纪初由法国科学家拉普拉斯侯爵首次表述的。拉普拉斯还提出，如果我们人类能知道在某一个时刻在宇宙中的粒子将有什么样的速度和位置，我们就能按照物理定律来预言我们浩瀚的宇宙的过去和将来是什么样子的。
换句话说，我们在科学决定论成立的基础上便能够预言将来，从而就不用再借助于占星术。实际上，即使像牛顿引力论那样的理论性的东西也可能会导出对于多于两个粒子的情形都不能得到准确解的方程。何况这种方程经常是具有一定的混沌的性质，这样的话，那些微小的粒子的一点点微小的变化都会让我们预测出它的不同的现象，欧美的史前大片《侏罗纪公园》想必我们都不陌生，就是那么一处很小的扰动会在另一处引起一场我们无法预测的巨变。一只蝴蝶在东京挥动它的翅膀会在纽约中央公园引起大雨。对于这样的事件的序列是不可重复的。蝴蝶挥动一下翅膀时，一些我们不能预知的因素将会不同并且也影响天气。这就是所谓的蝴蝶效应，我们常说天气预告不准确，而这就是其中的真正原因。
虽然在原则上，我们所研究的量子电动力学定律允许我们去计算化学和生物学中的一切可能性，但我们在数学方程预言人类行为这一方面却没有一点点的进步。尽管这些是我们现实生活中的困难，大多数科学家仍然自我安慰地认为在某种原则上，将来是我们可以预言的。
现在乍一看起来，决定论似乎还受到了一些我们没有确定下来的原理的威胁。我们不能在同一时间里准确地测量一个粒子的位置和速度。我们把位置测定得越准确，就把速度测定得越不准确，而相反地，拉普拉斯在他的科学决定论里坚持，如果人类知道在宇宙里的某一粒子位置和速度，就能确定它在过去或者将来任何时候的位置和速度。但是，如果不确定性原理阻止我们同时准确知悉该粒子在一个时刻的位置和速度，我们甚至就不能再进行其他的研究。无论我们有多么先进的计算机，如果我们输入一些我们无法证实的数据，我们将得到一些最无科学依据的预言。
可是，在新的理论中，某些合并了的不确定性原理的称作量子力学的理论以一种修改的方式存在着，它的任务就是把这些决定论进行恢复。一般来讲，我们可以在量子力学中预言科学家拉普拉斯的观点只说对了一半，一个粒子在量子力学中不具有意义明确的位置或速度，然而它的状态是由我们称之为波函数的函数来代表的。
在空间的每一点上的一个数就叫做波函数，是它把这些处在不同位置的粒子找到了属于它们的位置，波函数从粒子的变化率就可以告诉我们粒子是有着不同的速度的。这些固定的高点也就是有些波函数在空间的特定点。在这样的情形之下，粒子在属于它的位置上只有一些微小的不确定性，于是我们在图中可以清楚地看到，波函数在这点发生了我们想象不到的变化，只见它一边上升一边下降，这就意味着速度的概率在大范围驱散开来，这就说明它的速度有着很大的不确定性。另一方面，考虑到这一连续的波段。现在就是在位置上也同样存在很大的不确定性，但是在速度上，我们却看到它只存在小的不确定性。这样，由波函数描述的粒子不具有意义明确的位置或速度，它满足不确定性原理。现在我们意识到波函数就是我们能够清楚定义的一切。现在我们甚至不必去设想粒子只能在上帝知晓的位置和速度之上了，我们再不必这样的迷信于其中了。这种“隐变量”理论预言的结果和观察不相符。甚至上帝都不能判断这个不确定性原理，他也受这种不确定性原理的限制，而不能知悉位置和速度，他只能知道波函数。
薛定谔方程给出我们这样一个结论，那就是波函数随时间的变化而改变。如果我们知道某一时刻的波函数，我们就能利用薛定谔给我们的方程去计算在过去和将来任何一段时间的波函数。我们既然能预言波函数，那么就意味着它将允许我们准确地预言粒子的位置和相关的速度，可是这两样却是不能同时进行的。这样，科学家拉普拉斯的世界观对于在量子理论中进行准确预言的能力只说对了一半。尽管如此，在这种限制的意义上来讲依然存在决定论。
然而，在时间不断向前移动的今天利用薛定谔方程去演化波函数，无论我们预测到未来将发生什么，在假定的时间里，所有的一切都将会永远地从我们身边流逝掉，时间被假定之后就意味着我们在历史中发生的任何一件事都会被时间锁定，这种时间上的标识是从我们未知的过去自然而然地过渡到我们的将来，它可以被称为时间的常识观，这就是大多数科学家所说的下意识时间观，这是绝对的也是有标志的。然而今天，我们看到的，在1905年的狭义相对论里，他不但废弃了时间也废弃了绝对的时间概念，在这种定义里，时间观是不能自己单独地存在的，它没有自身能独立的量，而只能被称为时空中的一个连续的方向而已，在这个定义中，每一个观察者以不同的速度、不同的途径来穿越这样的时空，他只要遵循自己的途径、自己的时间，测度所得到的时间间隔肯定是不同的。
而这样的话，我们所说的这样的在狭义相对论中就不存在可用以把某个历史事件加上它的标签来作为它的唯一绝对时间。因为在狭义相对论里的时空是平坦的，在观察者测量的时间和时空里，这些都是可以无限地流逝掉的，我们可以在薛定谔方程中使用它来做任何时间的测度或者去演化波函数。这就是我们所说的，我们仍然拥有决定论的量子版本。
可是在广义相对论中，情形却恰恰相反，在这里，时空是弯曲的，不是狭义里所说的非常的平坦，并且这种弯曲是因为在宇宙中一些小小的物质和能量都可以使它发生变化。时空的曲率在浩瀚的太阳系中非常微小，至少在宏观的角度上是这样的，因此它和我们的时间观念并不发生任何的冲突。因此在这种情形下，我们仍然可用这种时间在薛定谔方程中去得到波函数的决定性的演算。就像上面所说，我们一旦允许了时空是可以弯曲的，那么另外一种可能性就会随之而发生，那就是时空具有一种不允许对于每一个观察者都光滑增长的时间结构，而这一切正是我们所希望的，因为这些合理的时间测量才是我们所期望的性质。例如，假设时空像一个垂直的圆柱面，时间测度是圆柱面的垂直往上的方向，对于一个观察者来说，他就是从一个负的无限流逝到了一个正的无限流逝，可是当我们把这个时空想象成一个圆柱面是个带把手的，那么这个把手从主圆柱面分开之后再把它合并起来，那么这个主圆柱面接合处有一停滞点就是时间测量，因为时间因它而静止不前了，这就是所谓的时间静止点。对于任何观察者来说，这个点的时间是不能流逝的，因此在这样的一个静止的时空中，我们不能单纯用薛定谔方程去得到波函数的决定性的演化，因为我们永远不知道哪个带把手的“虫洞”什么时候就会从哪里冒出来了。
这就是我们所认为的时间对任何的观察者都并非是总是增加的一个很重要的原因，1783年，人们还是第一次来公开地讨论黑洞。一位剑桥的学监约翰·米歇尔进行了一些相关的论证。如果我们垂直向上发射出一个粒子，比如炮弹，它的上升将会因地球的引力而有所减缓，直到这个粒子最后在上方某个点停住并返回到地面。但是，如果一开始粒子往上行走的速度比逃逸速度要快很多，这就是一个临界值，这时候的地球引力就没有那么强大了，它将再也不能阻止粒子向上飞离，因为对于地球来说，它能控制的逃逸速度只有大约为每秒12千米，而太阳则大约为每秒100千米。这两个都要比我们所发射的粒子速度高出很多倍，虽然它和光速相差不是一点半点，一般来说，光的速度是每秒300000千米。因此我们可以肯定地说，如果光想逃逸出地球或者太阳，那将是轻而易举的事了。可是，米歇尔理论断言说，恒星比太阳质量更大，它的逃逸速度要比光速快很多。因为恒星可以把任何时间内所发出的光用它的引力给拖曳回去，所以我们是看不到它们的。正是因为这样，它们也就被米歇尔叫做暗星，被我们现在叫做黑洞的东西。
牛顿的物理学让米歇尔有了暗星的思想，在牛顿理论中说时间是完全绝对的，不管它发生了什么，它都会正常地流逝掉，而这一定论是影响不了我们预言将来的能力的，可是在广义相对论中，这种情况却恰恰相反，他说时空的弯曲是因为有了大质量的物体存在。
1916年，在爱因斯坦提出广义相对论之后不久，卡尔·施瓦兹席尔德找到广义相对论中场方程的代表——黑洞的一个解，可是施瓦兹·席尔德找到的这些东西却不被人们所理解和认可，甚至是很多年都不能理解，就是爱因斯坦也从来不相信他所说的黑洞，他的意见是被很多的广义相对论的元老都认可的。在之前，在巴黎没有几个人相信黑洞是存在的。它不完全是黑的，甚至是法国人所翻译的trounoir都具有一定的怀疑性，它应该被取而代之为astreocclu或“隐星”这一类的说辞。可是，无论是哪一种名字都没有办法像黑洞这个名词这样深入人心，能抓住公众的想象力，这激发了美国物理学家约翰·阿契巴尔德·惠勒激发了对黑洞这个领域做的大量的研究热情。
1963年，有关黑洞的理论研究发现大量类星体以及引起检测它们的观察尝试。我们开始慢慢地相信那些具有20倍太阳质量的恒星的历史，就像猎户座星云中的那些气体云形成是类恒星的组成部分。而当这部分气体在它自身的引力的作用下收缩的时候，那么气体就会加热，最终达到一定的热点时，就把氢转化成氦，这就是热量产生了压力使恒星用于对抗自己的引力，这样可以阻止它进一步的收缩，当恒星以这种状态在此停留一段时间的时候，它所燃烧的氢就会把光辐射到太空中去了。
从它发发的光线的途径来说，恒星引力是受它的影响的，我们可以先画一张图，在上面的方向，我们可以用来表示时间，而水平方向代表离开恒星中心的距离。在这张图上，有两根垂直线代表这个恒星的表面，而中间的两边也各有一个，我们可以用秒来做时间的单位，而距离的单位我们可以用光秒，也就是光在一秒钟内行进的距离来表示。当我们使用这些单位时，光速为1，也就是光速为每秒一光秒，这就是远离了恒星的引力场，图上光线的轨迹是一根和垂直方向成45°角的直线。恒星量所产生的时空曲率改变了邻近恒星光线的轨迹，使它们和垂直方向夹更小的角。
由于大质量的恒星把它们的氢都燃烧成了氦，它将要比太阳燃烧得快速，几亿年之后，大质量的恒星就可以完全把氢燃烧殆尽，从此之后，这种类恒星就将面临着很大的危机，它们可以把大量的碳和氧等对于我们很重要的东西给一一耗尽，况且它不能释放出更多的大量的能量，它就失去了能支持它自身对抗引力所发出的热量和热的压力，那么它就只能是越变越小，就算它比太阳的质量还大也将永远无法停止收缩，它们将坍缩成零尺度和无限密度，从而形成所谓的奇点。这张图随着恒星越来越小，它的表面出发的光线轨迹也在起始的时候呈越来越小的垂直角度，恒星达到了它一定的临界的半径之后，它的运行轨迹就变成了垂线，这就说明了光线将会永远不离开恒星。光线的临界轨迹掠过的表面被称作事件视界，于是它把时空里的光线所有的能逃逸的和不能逃逸的区域都分割开了，当恒星要通过这一事件视界的时候，它所发射的所有光线都将被时空里的曲率所弯折，这样的恒星就成了我们现在所说的黑洞，也就是米歇尔口中的那个所谓的暗星。
那么我们是如何检测出光线是不能从黑洞里跑出去的呢？答案就是：黑洞在它即将坍塌之前它和其他的物体一样把它自身的引力、拉力给他周围它可以给的任何对象身上，如果这个黑洞在没有变成黑洞之前，它没有损失掉自己身上的质量，那么它也可以和其他行星一样围绕着太阳公转了，因此围绕致密的大质量物体公转的物体是我们搜索黑洞的一种方法，而这种围绕是我们看不见的。很多这样的系统已被观测到。发生在星系和类星体中心的巨大黑洞也许是最令人印象深刻的。
迄今为止，人们讨论到的黑洞的性质还未触犯决定论。航天员的时间落进黑洞并撞到奇点上便会终结。而爱因斯坦的广义相对论可以让人们随意用不同速率来测量不同地方的时间，航天员接近奇点时加快他的手表，仍能够记下无限的时间间隔。新的时间常数值表面与中心拥挤在一起，出现在奇性的点的下面，而它们在远离黑洞的几乎平坦的时空中便会和通常的时间测度一致。
人们可以在薛定谔方程中使用这个时间，如果他们知道初始的波函数，便能计算后来的波函数。这样，人们仍然拥有决定论。然而，值得注意的是，在后期波函数的一部分处于黑洞之内，它不能被外界的人观察到。这样，一位明智到避免落入黑洞的观察者不能往过去方向演化薛定谔方程而计算出早先时刻的波函数。为了做到这一点，他或她就需要知道黑洞之内的那一部分波函数，这包含有落进黑洞的物体的信息，因为一个给定质量和旋转速度的黑洞可以由非常大量的不同的粒子集合形成，所以这可能是非常大量的信息；一个黑洞与坍缩形成它的物体的性质无关。约翰·惠勒把这个结果称为“黑洞无毛”，对于法国人而言，这正好证实了他们的猜疑。
当霍金发现了黑洞不是完全黑的时候，就引起了和决定论的冲突。正如我们在第二章中看到的，量子理论意味着，甚至在所谓的真空中，场也不能够精确地为零，如果它们为零，则它们不但有精确的值或位置为零，而且有精确的变化率或速度亦为零。这就违反了不确定性原理。该原理讲，不能同时很好地定义位置和速度。相反，所有的场必须具有一定量的所谓的真空起伏（和在第二章中的单摆必须具有零点起伏的方式一样）。可以用几种似乎不同的方式来解释真空起伏，但是这几种方式事实上在数学中是等效的。根据实证主义观点，人们可以随意选取任何对该问题最有用的图像。对在时空的某处同时出现的虚粒子对相互分离，再回到一块而且相互湮灭。“虚的”表明这些粒子不能被直接观测到，但是它们的间接效应能被测量到，而且它们和理论预言相符合的精度令人印象深刻。
如果一个黑洞在场的话，则粒子对中的一个成员可以落入黑洞，让另一个成员自由地逃往无限远处。从远离黑洞的某人的观点来看，逃逸粒子就显得像是被黑洞辐射出来。黑洞的谱刚好是我们从—个热体所预期到的谱，其温度和视界——黑洞边界——上的引力场成正比。换言之，黑洞的温度依赖于它的大小。
黑洞的辐射
一个具有几倍太阳质量的黑洞的温度大约为百万分之一度的绝对温度，而一个更大的黑洞的温度甚至更低。这样，从这类黑洞出来的任何量子辐射完全被淹没在热大爆炸遗留下的2．7度的辐射。人们也许可能检测到从小很多即热很多的黑洞来的辐射，但是似乎它们在附近也不很多。然而，我们拥有这种辐射的间接观测证据，它来自于早期宇宙的暴胀时期。宇宙在这一时期以不断增加的速率膨胀。这个时期的膨胀如此之快速，以至于有些物体离开我们太远，它们的光线从未抵达我们这里；在光线向我们传来时，宇宙已膨胀得太多太快了。这样，在宇宙中存在一个视界，正如黑洞的视界那样，把光线能抵达我们的区域和不能抵达的区域分隔开来。
非常类似的论证表明，如同存在从黑洞视界来的辐射那样，也应该存在从这个视界来的热辐射。我们已经知道如何在热辐射中预期密度起伏的特征谱。在这种情形下，这些密度起伏会随着宇宙膨胀而膨胀。当它们的尺度超出事件视界的尺度时，它们就被凝固了，这样它们作为从早期宇宙残存下来的宇宙背景辐射的温度中的小变化，今天可以被我们观察到。这些变化的观测和热起伏的预言相互一致的程度令人印象深刻。
尽管黑洞辐射的观测证据有些间接，所以研究过这一问题的人都一致认为，为了和我们其他观测上检验过的理论相一致，它必然发生，这对于决定论具有重要的含义。从黑洞来的辐射会带走能量，这表明黑洞将失去质量而变得更小。这意味着接下去它的温度会上升，而且辐射率会增大。黑洞最终将到达零质量。我们不知如何计算在这一点所要发生的事情，但是仅有的自然而又合理的结果似乎应是黑洞完全消失。那么，波函数在黑洞里的部分以及它挟持的有关落入黑洞物体的信息的下场如何呢？第一种猜测是，当黑洞最后消失时，这一部分波函数以及它携带的信息将会出现。然而，携带信息不能不消费，正如人们收到电话账单时意识到的那样。
信息需要能量去负载它，而在黑洞的最后阶段，只有很小的能量留下。内部信息逃逸的仅有的似乎可行的方式是，它连续地伴随着辐射出现，而不必等待到这个最后阶段。然而，根据虚粒子对的一个成员落进，另一个成员逃离的图像，人们预料逃离粒子与落入粒子不相关，或者前者不携带走有关后者的信息，这样，仅有的答案似乎是，在黑洞内的波函数中的信息丢失了。
可是对我们人类而言，占星家的那些预言将来和追溯过去之类的话更能让我们感觉到有兴趣一些，这样看来，落在黑洞里的波函数部分即使丧失了也不应该对我们预言黑洞之外的波函数造成什么影响，可事实是它的确在某种程度上影响了我们的这种预言，正好像我们一直在考虑爱因斯坦、玻里斯·帕多尔斯基和纳珍·罗森在20世纪30年代提出的一个理想实验时能够看到的。
我们可以想象一下，当一个放射性的衰变后在不同的方向发出了两个正好相反的自旋的粒子，其观察者却不能判断出它是往左还是往右自旋，如果观察者能确定出一个粒子的方向，那么就能肯定另外一个粒子的方向了，相反的也是这样的情况，可爱因斯坦认为这证明了量子理论是非常可笑的事情，当一个粒子现在在一个星系上自旋，怎么就知道另一个自旋的方向呢？可是在很多科学家的眼里，他们都相信这样的说法，这是因为爱因斯坦把量子理论给弄混淆了。爱因斯坦—帕多尔斯基—罗森理想实验并不能证明人们发送信息比光还要快，那正是荒谬的部分。人们不可能知道他们自己的粒子将被测量为向右自旋，而指定的远方观察者所测量的粒子它的方向是向左自旋。
事实上，这个实验正好是在黑洞辐射中发生的，是一个理想的实验。每一对虚粒子都有一个波函数，它表明这一对虚粒子肯定具有相反的自旋。我们想要证实的是飞离粒子的自旋和波函数。假如我们能够观察到落入黑洞的粒子，那么我们就能够预言，但是飞离的粒子落入了黑洞的背部，我们无法测量从而得到它的自旋和波函数。正是因为如此，人类无法预言到飞离粒子的自旋和波函数，它可以具有不同的自旋和不同的波函数，概率不同，但是它不能具有唯一的自旋和波函数。由此看来，我们预言将来的能力被进一步的阻挡了。拉普拉斯的经典思想是：人们能同时预言粒子的位置和速度，因为不确定性原理指出人们不能同时准确地测量位置和速度，必须被修正。然而，人们仍然能够准确测量波函数，并且利用薛定谔方程去预言未来应发生的事。这样就允许人们确定预言位置和速度的结合物，这就是人们根据拉普拉斯思想所能预言的一半。从而，我们能够确定预言粒子具有相反的自旋。但是，如果一个粒子落进黑洞，那么我们就不能对剩下的一个粒子做确定的预言。这样就意味着，不能确定地预言在黑洞以外的任何测量。从而我们确定预言的能力被降低为零，这样，也许就预言将来来说，占星家和科学定律是半斤八两。
黑洞如何发射一个粒子呢？当一个粒子落入黑洞，我们可以认为是粒子打到了p膜的其中一个闭合圈环上，这个粒子会在p膜上激起波。这些波会相撞，而它们的相撞会使p膜的一部分变成一个闭合的弦而断裂开去，这样黑洞就发射了一个粒子。
一些物理学家曾经建议可以采用某些方式从黑洞的内部将信息取出，因为他们不喜欢这种决定论的降低。多少年以来，人们始终相信可以找到取出此信息的方法，但始终是一种希望。直到1996年，安德鲁·斯特罗明格和库姆朗·瓦法认为可以把黑洞考虑成由许多称为p膜的建筑构件组成，这是一个重大的进展。
让我们来想一想，假设我们把p膜当做是一张通过三维空间和我们没注意到的额外七维的运动的薄片。那么，科学家们就可以在某些情形下证明在p膜上波的数目等于人们所包含的信息量。在p膜上，如果不同方向的波在某一点相遇，那么它们会产生一个非常大的尖峰，这个尖峰会使p膜的一小片破裂作为粒子离开。就像当粒子打到p膜上时会使膜上激起额外的波一样。如此来说，p膜既能够吸收粒子，也能够发射粒子，像黑洞一样。
在平坦时空中运动的薄片实际上是存在的，黑洞可以就像它们是由这种薄片组成的那样行为，这不需要我们去相信，人们可以将p膜当做有效理论。就像水一样，是由无数个H2O分子构成，它们之间具有复杂的相互作用，但是光滑的液体却是非常好的有效模型。从实证主义的观点来说，对于一定种类的黑洞来说，它是一个同样好的模型，因为由p膜构成黑洞的数学模型给出的结果与早先描述的虚粒子对图像很相似。对于一定种类的黑洞，p膜模型和虚粒子对于模型和发射率的预言是完全一样的。它是一个同样好的模型。然而，时间会平滑地向前流逝，光线的轨迹不会被弯折，而且波里的信息不会丧失。这是什么原因呢？这是因为其中存在着一个重要的差别：在p膜模型中，与落入黑洞物体相关的信息将被储存在p膜上的波的波函数中。此时，p膜会被认为是平坦时空中的薄片，正是因为这个原因才会有此现象。相反，来自于黑洞的信息在辐射中终于出现。如此，我们就可以根据p膜模型利用薛定谔方程去计算将来的波函数。从量子的意义上看，我们具有了完整的决定论。时间将会光滑地推移，也不会有任何的东西丧失。
上帝粒子发现，霍金愿赌服输
所谓的“上帝粒子”，又叫“希格斯玻色子”，或简称希格斯粒子，它是以英国物理学家彼得·希格斯的名字命名的一种粒子。要解释希格斯玻色子，首先要从粒子物理学的标准模型说起。
早在1967年，美国物理学家史蒂文·温伯格发表论文，指出一切物体都是由轻子和夸克这两大类基本而不可再分的粒子构成的，并尝试将电磁相互作用力、强相互作用力和弱相互作用力统一起来。到目前为止，几乎所有对以上3种力的实验的结果都合乎他的这套理论的预测。用英国理论物理学家佛尔莎的话说，标准模型就像它的名字一样雄心勃勃，它若成立就意味着“我们肉眼可见的一切，无论多么复杂而多元，都是由一小撮基本的粒子根据同样简单的规律相互作用而构建起来的”。也就是说，这几乎是一个可以解释一切的理论。但是他的这一理论并不是万能的，因为它剔除了自然界的引力。
在标准模型的论文发表后，一开始根本没人相信这个，直到20世纪70年代初期，其预言的“中性流”首次被实验证实，该模型理论才为学界重视。在随后的20多年里，这个模型经受了各种挑战，终于在1979年荣获诺贝尔奖。直到今天，它所预言的62种基本粒子已有61种被成功发现，剩下的一个，便是希格斯粒子。虽说这个粒子只是1/62，但偏偏是这个漏网之鱼，恰恰是“标准模型”这幢摩天大楼的根基所在。
希格斯粒子被认为是整个标准模型的基石。在它被预言之前，标准模型有一个致命缺陷——因为它剔除了自然界的引力，所以它所演绎出的世界里没有质量。直到1964年，英国科学家彼得·希格斯提出了希格斯场的存在，并假设希格斯玻色子是物质的质量之源，标准模型这才得以自圆其说。正因为该粒子的重要性，希格斯玻色子又被称作“上帝粒子”。
自此之后，一场前仆后继的寻找征途开始了。为了找到这个“上帝粒子”，科学界可谓是出动了最强阵容。大型强子对撞机（LHC）就是物理学家为寻找“上帝粒子”所作的最新尝试。
在大型强子对撞机启动前，霍金公开表示自己认为大型强子对撞机不会证实“上帝粒子”的存在。他表示：“如果我们没有在试验中发现希格斯玻色子的存在，那么这将是一件更令人激动的事情，因为这表明我们在某方面做错了，我们需要重新来考虑这件事情。我已经打赌100美元，他们不会找到‘上帝粒子’。”霍金虽然下此赌注，但他仍旧认为，无论大型强子对撞机能发现什么，都将会更进一步地告诉人类许多关于宇宙形成的信息。
霍金的赌注刚下，物理学界就为此沸腾了，希格斯本人悲痛地回应说，霍金的挑战“就像是在批评已经去世的戴安娜王妃”。该争论在媒体的报道中持续升温，而对希格斯粒子抱怀疑态度的也确实大有人在。一个德国的年轻物理学家Unzicker精心打造了“赌一赌希格斯”的网站，公开宣称他不相信希格斯粒子的存在。Unzicker在其网站宣传栏的位置上写道：“这是一个可以花上好几个月来讨论的争议性话题，在这种情况下，德国哲学家康德会建议我们打个赌，他说，打赌是区分笃信和随意观点的最好方法。”Unzicker像霍金一样押下100美元的赌注，邀请各方网友与他打赌。
要想揭开赌局的结果，就要去寻找这个微乎其微却又构成一切的“上帝粒子”。但是即便是派上了全世界最顶尖的技术和最优秀的物理学家，要逮捕支撑宇宙根基的这一个粒子，依然比大海捞针还难。虽然有这么多人质疑，但是物理学界一众科学家们还是坚定不移地进行着对“上帝粒子”的寻找。大型强子对撞机也在众多国家的支持下，开始运行了。
在法国和瑞士边境之处的大地之下，一条长27公里的圆形隧道里大型强子对撞机开始运行了——这个空旷的地下世界相当于4个梵蒂冈那么大。
自2010年3月正式启动以来，大型强子对撞机在每秒钟都会进行千万次爆炸。在一条环形加速管道中，方向相反，各具有3.5 TeV（兆兆电子伏特）能量的质子团在4个对撞点不断碰撞。几百电子伏特的X光就足以把人类“穿透”，兆兆级别的能量会使质子在对撞时完全被打碎，无数粒子瞬间喷发，仿佛一次“宇宙小爆炸”。在每一个对撞点上都架着一个上万吨重的粒子探测器，它们将对撞点严实地包裹起来，并承载着不同的实验功能。其中，它们的使命之一就是探索可能出现的希格斯粒子的信号。
在每一次爆炸的瞬间，各种产生的数据会通过计算机网络系统传送到位于日内瓦的欧洲核子研究中心，随后数据会被分别送到分布在5个地区的计算机站点，再之后数据最终分别抵达全球80多个国家的科学家电脑中，他们中有3000多名专门负责分析可能出现的希格斯粒子。
希格斯粒子产生的几率非常低，大约在0.1%左右，也就是说，每1000次的质子对撞才可能产生一次；1000次的质子对撞很容易，但是每次产生一个希格斯粒子，它都会在在10亿分之一秒后，通过不同渠道衰变成光子和轻子等其他粒子。
自运行以来，大型强子对撞机内每一秒钟发生着大约4000万次的质子对撞。初步排除一些“没有意义的事件”之后，这些极其庞大的数据便逐步分流到在全球不同角落工作的物理学家手里。物理学家们通过不同的分工，分别监控着希格斯粒子的衰变渠道，分析研究数据，以此捕捉它的痕迹。而每一次从提取原始数据到最后得出分析结果，都要经过半年时间。
一度，大型强子对撞机的实验结果让人沮丧。在运行了20个月之后，科学家们发现在不同衰变渠道上没有看到任何希格斯粒子可能会出现的迹象。许多国家都在大型强子对撞机上投了钱，光在筹建阶段，大型强子对撞机就使用了来自40个国家的60亿欧元，此后，对撞机每运行一个小时，都需花费大约20万瑞士法郎，这些费用同样由参与实验的国家分摊。而这结果，不能不说是让人失望的。
不仅如此，追溯以往，在大型强子对撞机运行以前，它的前身——正负电子对撞机的实验工作就已经开始。
早自1989年起，就在大型强子对撞机如今安身的那条隧道里，正负电子对撞机运行了11年，一直没有发现希格斯粒子。2000年，为了腾出空间打造能量更大的大型强子对撞机，正负电子对撞机停工。
同样地，在大洋彼岸的美国，费米实验室的Tevatron加速器更是在1985年便开始对撞，在长达26年的运行时间里始终没有发现希格斯粒子的身影，后来该加速器也因预算问题而关闭。
事实上，这些加速器不是没立下功劳：正负电子对撞机的实验告诉我们，在它们能够达到的能量范围内，希格斯粒子不在那里，即是说，在114GeV（10亿电子伏特）以下的能区不会存在希格斯粒子了。根据爱因斯坦的相对论，一个粒子质量越大，就需要越大的能量才能把它撞击出来。在此之后的，也就是现在的大型强子对撞机则不断排除着更高的能区，一度把145GeV到480GeV的能区搜了一遍，也基本确定希格斯粒子不会在该区间内出现。在这些努力下，希格斯粒子可以藏身的地方已经越来越小。参与实验的科学家已经进一步把窗口缩小到115 GeV到130 GeV之间，这个结论让全球物理界屏住了呼吸，一些媒体甚至开始炒作“希格斯粒子可能并不存在”，《科学美国人》杂志也发表文章，讨论霍金是不是“刚刚赢了那场物理史上最狂妄的打赌”。
爱打赌的霍金曾经跟物理学家基普·索恩“豪赌”过3回，第一回是赌天鹅座 X-1 双星是否包含黑洞；第二回是赌宇宙中有没有裸奇点；第三回赌的则是黑洞会不会彻底抹杀信息。结果是霍金三局全输，这几乎与球王贝利预测世界杯冠军的战绩不相上下！难道，这回霍金要漂亮地扳回一局？
2012年7月4日，欧洲核子中心举行新闻发布会，该中心总主任罗夫·赫尔博士伴着泣声，眼含泪花，激动地宣布已经观测到“类似‘上帝粒子’特性的一颗新粒子”。他激动地宣称，人类在理解自然世界上跨越了里程碑式的一步。
这一重大新闻的宣布赢得现场热烈的掌声。对“上帝粒子”作出预言的英国著名物理学家彼得·希格斯也参加了现场的新闻发布活动。据英国《每日电讯报》报道，在欧洲核研究中心宣布这一发现结果之后，霍金略带愉快地表示，希格斯应该就此理论获得诺贝尔奖，“我曾经打赌说不会发现希格斯玻色子，现在看来我输了100美元。”
