一些最瘋狂的理論告訴我們，我們的宇宙或許只是眾多宇宙中的一個。那麼，有沒有可能在另一個宇宙中，存在著另一個“你”？又有沒有可能在另一個世界中，我們所懷念的那些人都還在？
2018年，有一些我們非常敬重的人離開了我們。他們對真理的不懈追求，揭開了許多困擾著我們的謎團。他們的發現，讓這個世界變得更美好。我們真希望有那麼一個宇宙，讓那些已經逝去的人能在那裡重聚。
如果你關注過弦理論、量子場論或黑洞信息悖論的進展，那麼你肯定不會錯過一個名字：約瑟夫·玻爾欽斯基（Joseph Polchinski）。2017年，他因在這幾個領域做出了革命性的進展而被授予“基礎物理學突破獎”。
20世紀90年代中後期的“第二次超弦革命”，部分原因是由他在1995年10月的一次頓悟所致。玻爾欽斯基發現弦理論不僅僅包含弦，還包含了另一個重要的組成部分——D膜（某些一維弦、二維膜和更高維的物體）。D膜為弦理論增添了一種新的數學結構，使得研究人員得以將宇宙的三維結構視為巨大的D膜來構建宇宙學模型。
2012年，玻爾欽斯基與同事在一個本就困擾著許多理論物理學家的黑洞信息問題上扔下了一顆重磅炸彈——火牆悖論。
如果我們觀察一個蘋果，並將它的結構不斷地放大，最終會發現它是由一個數量龐大的原子組成的。原子是由具有質子和中子的原子核，以及繞著原子核旋轉的電子所組成的。我們知道電子是基本粒子，但質子和中子是否可以由更小的粒子組成？
上個年代70世紀，理查德·泰勒（Richard Taylor）以及其他兩位物理學家使用大型加速器，將高能電子瞄準質子和中子。他們研究了電子在碰撞過程中是如何散射的，以及質子有時候會如何轉換成其他粒子。他們的結果支持了這樣的一個理論：質子和中子是由更小的粒子——夸克組成的。
□ 電子和夸克是最基本的嗎？在過去的幾十年，物理學家提出一個新的設想：或許這些粒子都是由弦構成。弦的不同的振動方式會給出不同的粒子。這就好比小提琴的琴絃若以不同方式振動，可奏出不同音高一般。
在微觀世界，中微子是最奇妙的基本粒子之一，它們幾乎沒有質量，不與物質發生作用，也被稱為幽靈粒子。起初我們以為宇宙中只有一種中微子——電子中微子，直到1962年，利昂·萊德曼（Leon Lederman）與同事共同發現了μ子中微子。
萊德曼是一位名副其實的亞原子世界的探險家。在發現μ子中微子之前，他採用了一個不同的實驗方法，驗證了
宇稱不守恆，得出了與吳健雄相同的結論。到了1977年，他領導的團隊發現了底夸克。他的工作幫助建立了粒子物理學標準模型的框架。他還在他的作品中將希格斯玻色子命名為“上帝粒子”。
粒子物理學史上，有一個著名的事件被稱為“十一月革命”。引發這次革命的物理學家是伯頓·里克特（Burton Richter，1931年3月22日－2018年7月18日）和丁肇中。里克特是一位在許多方面都擁有極強專業性的粒子物理學家，在他所在的實驗室中，會將亞原子粒子加速到接近光速，並撞擊在一起。對碰撞產生的結果進行解釋至關重要，而里克特在這一方面做的相當出色。
1974年11月，里克特發表了一篇重要的論文，揭示了一種新的粒子——ψ介子。（丁肇中帶領的布魯克海文國家實驗室團隊與Richter同時獨立地發現了新介子，因此該介子被稱為J/ψ介子，他們因此共享了諾貝爾物理學獎。）介子是由一個夸克和一個反夸克組成的，理論學家發現，J/ψ介子的存在預示著一種新的夸克。當時已知的夸克有三種——上夸克、下夸克和奇夸克。而新的夸克正是粲夸克。ψ介子是由一個粲夸克和一個反粲夸克組成。這個發現後，粒子物理學發生了巨大的改變，因此被為“十一月革命”。
□ 在標準模型中，電子、夸克、中微子都被歸類為“費米子”，還有一類粒子則被稱為“玻色子”。光子，就是一種玻色子。
如今，文本、圖像、語音和視頻的信號通過光纖和空間傳輸，然後立刻被便捷方便的小型設備收到。這已是許多人習以為常的事。光纖是通信領域極速發展的先決條件，這是50多年前物理學家高錕（Charles Kao）就預言了的發展。
現在，所有的信息都可以被編碼成極快的閃光，用數字1和0表示。但是在上個世紀六十年代，科學家並不清楚要如何讓這些信號在更長的距離上傳輸——因為僅在20米之後，進入玻璃纖維中的光就只剩下1%。減少這種光的損失成為了具有遠見的高錕想要迎面攻克的挑戰。
在1966年，高錕作出了一個突破性的發現，發表了一篇劃時代的論文《光頻率介質纖維表面波導》。他仔細計算瞭如何通過光學玻璃纖維來遠距離傳輸光。有了最純的玻璃纖維，就有可能將光信號傳輸到100公里以上。高錕的熱情鼓舞了其他的研究人員對光纖在未來潛力的憧憬。僅僅在四年之後的1970年，第一根超純的纖維就被成功地製造了出來。
□ 當一束陽光進入水中時，會發生彎曲，這是因為水的折射率比空氣的折射率高。如果光束是從水進入到空氣，光束就有可能根本不會進入空氣，而是被反射回水中。這種現象形成了光波導技術的基礎，在這種技術中，光被捕獲在比周圍環境具有更高折射率的光纖中。
由玻璃製成的超薄纖維看上去非常脆弱。然而，當玻璃被拉長成一根長長的玻璃纖維時，它的性質會發生變化。它變得結實、輕便並且柔韌，這是將纖維埋入地下、深入水中或繞過角落的先決條件。與銅製電纜不同的是，玻璃纖維對閃電不敏感；與無線電通信不同的是，它不會受到惡劣天氣的影響。
現如今，光纖構成了滋養我們通信社會的循環系統。這些低損耗的玻璃纖維促進了全球的寬帶通信，例如互聯網。光在薄如絲線般的玻璃中流動，承載著幾乎每個方向上的所有的電話和數據通信，使得信息得以在瞬間傳遍全球。而這一切，都要感謝高錕的遠見卓識。
□ 玻璃製成的光纖構成了滋養我們通信社會的循環系統。
彼得·格林貝格（Peter Grunberg）是最早意識到新興納米技術在基礎研究方面的潛力的物理學家之一。1988年，格林貝格和費爾（Albert Fert）各自獨立地發現了一種全新的物理效應——巨磁阻效應（GMR），即磁場的微小變化會導致巨大的電阻變化。這一發現使得硬盤得到了發展，極大地增加了數據的存儲。
格林貝格非常清楚巨磁阻將有廣泛的應用，特別是它在室溫下就可以發生。它可以很容易地被用於探測微小的磁場，這對於磁傳感器非常有用，特別是對磁性硬盤的讀取。
□ 一類最簡單的可以產生巨磁效應的系統：由一層非磁性的金屬夾在兩層磁性金屬之間構成的。（1）在磁性材料內部，有著不同自旋的電子會以不同的方式散射。（2）當電子進入非磁性材料時，無論它們各自的自旋方向如何，都會呈相同的角度散射。（3）在到達第二個交界面，以及在磁性材料的最後一層時，自旋反平行的電子會再次比自旋平行的電子散射得更多。（A）在兩個磁性金屬層的磁化方向都相同的情況下，大多數電子會有一個平行自旋並能輕鬆地穿過結構。因此總電阻會很低。（B）如果這兩層的磁化是相反的，那麼在這兩層磁性材料中的其中一層裡，所有的電子都將處於反平行自旋的狀態。這意味著沒有電子可以輕鬆地跨越整個系統，因此總電阻會很高。
這種效應是那些記錄音樂、視頻或其他將數據編碼成密集的“1”和“0”的磁性片段，也就我們口袋和包裡的智能手機、電子平板電腦和GPS這類現代電子設備的核心。毫不誇張地說，格林貝格和他對巨磁阻的發現徹底改變了我們的生活。
巨磁阻效應的發現也打開了一扇大門：自旋電子學。自旋電子學是一個利用電子的電荷和自旋的全新技術領域。新興的納米技術是發現巨磁阻的先決條件：反過來，現在自旋電子學是納米技術快速發展背後的驅動力。
DNA分子存在於所有生物體的每個細胞中。它們包含了決定一個人、一種植物或一個細菌的外觀和功能的藍圖。但是DNA分子是被動的，如果沒有別的東西存在，就不會有生命。
這些藍圖通過核糖體的作用轉化為生命物質。核糖體根據DNA中的信息製造蛋白質——輸送氧氣的血紅蛋白、免疫系統的抗體、如胰島素一類的激素、皮膚的膠原蛋白，或分解糖的酶。人體內有成千上萬有著不同形態和功能的蛋白質。它們在化學層面建立和控制生命。
理解核糖體最內部的工作機制對於生命的科學性理解是至關重要的。這些知識可以立即被用於實踐之中；現如今的許多抗生素就是通過阻斷細菌核糖體的功能來治療各種疾病的。沒有功能性的核糖體，細菌就無法生存。這就是為何核糖體能成為新抗生素的重要靶點的原因。
托馬斯·施泰茨（Thomas A. Steitz）因在解決核糖體的極其複雜的能將遺傳信息轉化為蛋白質的結構方面做出了傑出貢獻而獲得諾貝爾化學獎。
施泰茨具有一雙發現重要問題的眼鏡。他給自己設定了一項任務，那就是解開被克里克（Francis Crick）稱之為生物學的中心法則的分子基礎：由DNA構成的基因，通過RNA的介導，指導蛋白質的生成。他的早期工作證實了酶在與酶作用物結合時會改變其三維形狀的預測，這導致了蛋白質和核酸之間的相互作用。他的研究團隊是第一個解決蛋白質與DNA結合（一種轉錄因子）的結構問題的小組，也是第一個解決合成DNA分子的一種酶（一種DNA聚合酶）的結構問題的小組。
保羅·博耶（Paul Boyer）在他接近職業生涯終點時，冒著一切風險提出了一個令人瞠目結舌的提案 。當時，他提出了一個在生物化學中最重要並且未能得到解答的問題之一：細胞如何利用電化學梯度來形成對生命至關重要的三磷酸腺苷（ATP，主宰了能量需求過程）分子的？
細胞中90%以上的ATP是由ATP合成酶所催化形成的。博耶就這種酶是如何運作的提出了一個了不起的提案，他認為ATP合成酶的作用就像是一個微型的分子馬達。當電子流經電位梯度時，就像是電動機的旋轉一樣，質子流（氫離子）就會流過通過呼吸作用產生的電化學梯度，導致ATP合成酶的核心會相對於周圍的催化亞基旋轉。由於它的核心是不對稱的，因此旋轉會導致周圍的亞基發生形變，從而破壞ATP形成的緊密結合位點，使得ATP得到釋放。
延斯·克里斯蒂安·斯庫（Jens Christian Skou）是生物膜研究和分子生理學的先驅。這位丹麥生理學家發現了一種名為鈉-鉀ATP酶（Na+/K+-ATPase）的酶，人們也稱之為鈉-鉀泵，它從細胞中輸出鈉離子並將鉀離子導入細胞。
幾乎所有現代生物化學、細胞生物學和生理學教科書都會展示這種鈉-鉀泵。鈉-鉀泵佔細胞通過水解人體和動物體內ATP所消耗能量的20%至30%，在大腦中佔70%至80%。這是首次發現的離子轉運ATP酶，1997年，斯科與保羅·博耶和
約翰·沃克（John Walker）因他們對ATP合成機制的研究貢獻，共同獲得了諾貝爾化學獎。
阿龍·克盧格（Aaron Klug）與化學家富蘭克林（Rosalind Franklin）合作，解決了病毒等大分子結構的問題。克盧格發現了脊髓灰質炎病毒和其他球形病毒的幾何形態規則。他發明的電子斷層成像技術為他贏得了1982年的諾貝爾化學獎，這種技術是通過許多的電子顯微圖片來獲得病毒的三維圖像。他發現了一種名叫鋅指的蛋白質，這種蛋白質可以識別DNA的序列，並能啟動RNA的轉錄——這後來成為了基因治療的基礎。
下村脩（Osamu Shimomura）生長在歷史上最黑暗的一段時期，他將自己綿長而多產的一生都致力於研究生物如何發光。他發現了綠色熒光蛋白（GFP），幾十年後，從事生物醫學研究的工作者開始用它來監測活體組織中蛋白質的工作，並用它來確認基因的插入。由於這一發現，他與神經生物學家
馬丁·查爾菲（Martin Chalfie）和已故化學家錢永健（Roger Tsien）共同獲得了2008年的諾貝爾化學獎。
下村脩是第一個證明蛋白質可以在自身肽鏈中包含發光裝置的科學家，而不是與單獨的發光化合物相互作用。這一發現的意義在於，編碼綠色熒光蛋白的基因在理論上可以被複制（或“克隆”），並被用作在其他生物體上的工具。這一步驟最終被其他人實現，但如果不是下村脩耐心地花費數年的時間收集足夠的材料來提取、純化和確定綠色熒光蛋白的化學結構，後來出現的那一切都將會是不可能的。
□ 20世紀60年代，當下村脩開始研究生物發光的維多利亞多管發光水母時，他完全想不到這會引發一場什麼樣的科學革命。維多利亞多管發光水母生活在北美洲西海岸附近的海域（a）。這種水母的發光器官就位於它的“傘”的邊緣（b - c）。
在我們的細胞中不斷產生大量的蛋白質，這些蛋白質各自執行著重要的功能。它們要麼被運送出細胞，要麼被送到細胞內不同的細胞器中。新合成的蛋白質是如何穿過細胞器周圍的細胞膜而被運輸的呢？它們又是如何被運送到正確的位置的？
古特·布洛伯爾（Günter Blobel）的工作為這些問題尋得了解答。很少有科學家能在他們的職業生涯中真正為他們的研究領域提出根本性的新方向。布洛伯爾就是這樣一個人。早在20世紀70年代初他就發現，新合成的蛋白質具有一種內在信號，這種信號對於控制它們進入和穿過細胞的內質網（細胞器之一 ）的細胞膜至關重要。在接下來的20年裡，布洛伯爾詳細地描述了這些過程背後的分子機制。他還展示了類似的“地址標籤”（或“郵政編碼”），將蛋白質導向細胞內的其他細胞器。
布洛伯爾所發現並描述的原理被證實是通用的，它在酵母、植物和動物細胞中也同樣適用。許多人類的遺傳性疾病就是由這些信號和傳輸機制中的錯誤所引起的。布洛伯爾的研究還有助於發展將細胞更有效地用作為生產重要藥物的“蛋白質工廠”。
在阿爾維德·卡爾森（Arvid Carlsson）的早期職業生涯中，他證明了多巴胺在大腦中起著信息載體分子的作用，而多巴胺的缺乏會導致運動技能的受損（例如帕金森症）。
臨床研究發現一種能在大腦中轉化為多巴胺的物質——DOPA，能大大提高許多嚴重殘疾患者的運動技能。長期以來，這種藥物一直是治療帕金森病最有效的藥物。
卡爾森對多巴胺功能的研究引發了1963年的另一項科學突破。他發現，緩解精神分裂症和其他精神疾病症狀的藥物會削弱大腦中多巴胺的影響。
卡爾森和他的同事也是第一批意識到信號物質血清素的選擇性擴增是治療抑鬱症的一種有效且溫和的方法的人。百憂解（Prozac，一種藥物）就是基於這種行為模式，它徹底改變了抑鬱症和焦慮症的治療方法。
觀察多巴胺活性的改變對帕金森病和精神病症狀的影響，對我們理解這些疾病至關重要。但更重要的是，這些研究首次明確表明，通過藥物調節來處理神經元之間交流的信號物質，確實有可能影響大腦的功能。在這一策略的基礎上，卡爾森對許多神經和精神疾病的藥理學治療進行了大量的研究。
斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）和玻爾欽斯基都有著一個共同的目標：尋找一個能夠統一愛因斯坦的廣義相對論和量子力學的理論——這樣的一個理論被稱為”萬有理論“。弦理論是萬有理論的最佳候選，但一直無法被實驗驗證。
□ 從普朗克尺度到可觀測宇宙的大小：白色區域代表人類可探索的尺度，灰色區域則是遠超出任何設備所能直接探索的尺度。
上個世紀七十年代，是霍金在學術上大放光彩的時代。他與彭羅斯（Roger Penrose）提出了“奇點定理”，證明了在遙遠的過去，宇宙必定始於一個無限小的奇點。
1973年，霍金與合作者發表了一篇題為《黑洞的熱力學定律》的論文，總結了與我們熟悉的熱力學定律相似的四個關於黑洞的定律。論文中包含了面積定理（即黑洞的事件視界的表面積總會增加），並著重強調了黑洞的溫度為零（由於沒人任何東西可以逃脫黑洞，因此它們不會輻射），並且不具有物理熵。
1974年，霍金意識到自己先前的結論並不對，並得出了一個他最著名的成果：霍金輻射（即黑洞也能產生輻射）。而他的發現也引發了一個更為深刻的問題：落入黑洞的信息會消失嗎？ 幾十年來霍金一直在努力地解決這個問題，玻爾欽斯基在2012年提出的火牆悖論進一步加深了這一謎題。在霍金去世前，他與佩裡（Malcolm Perry）仍在討論如何用軟毛理論來解決黑洞信息悖論的難題。
□ 在黑洞的事件視界邊緣產生的粒子-反粒子對。粒子對要麼相互湮滅，要麼其中一個落入黑洞，另一個逃逸。
除了以上介紹的這些，還有許多傑出的科學家在2018年離開了我們……
（部分名單）
逝者已逝，我們的緬懷與致敬是為了更好地前行。他們的曾經存在再次讓我們深刻地體會到，我們或許無法左右生命的長度，但我們可以決定生命的深度。願真的有一個平行的世界，讓所有美好的靈魂還有重聚之處。不說再見。
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