如果说往日犹若异乡，那么充满着潜力和希望，悲剧与悲伤的未来看起来就更像是一块神秘的新大陆。人们无比渴望能提前看到未来的样子，哪怕仅仅是惊鸿一瞥。

　　在《圣诞颂歌》一书中，狄更斯笔下的斯克鲁奇（Scrooge）对即将来临的圣诞节产生了幻觉，感到惊恐不已。而另一部分更为务实，而且拥有更大权力的人们则试图利用行星和月亮轨迹去窥测未来。

　　但是，尽管天文学才是科学，而不是占星术，而动物的内心世界不是预言术，而属于生物学，但是预言未来仍然是科学的中心任务。

　　科学的本质究竟是什么？

　　科学的主旨似乎包括两个关键的部分：收集关于我们周围宇宙数据的实验，以及试图从数学角度理解这些观察的理论。事实上，在大学物理等课程里，有时会包含一些难以理解的数学理论的讲座，同时还交织着种类繁多实验环节。

　　毫无疑问，理论和实验是科学的两个重要方面，但更为至关重要的一个环节则是将两者的过程进行比较，并评估所建立的数学模型能在多大程度上描述常常是充斥着噪声的信息。对许多人来说，科学的语言是由统计学，推理和模型组成的。

　　但是不仅仅如此。

　　关于科学方法，有一种十分流行的说法，伴随着实验和理论的交替前行，将其描述为“冲 - 洗 - 重复”法。显然，一个理论有可能被实验数据证实，或被证伪并投入破碎的科学梦想的废纸篓。

　　然而，科学的实际过程可能相当混乱，但核心问题仍然是关于科学性预测。科学理论究竟能否与数据相符？

　　设想你现在提出了一个新的科学理论，比方说是对重力以及它如何与量子世界相互作用的一个新颖描述。任何理论家都会提出的第一个问题是，这种理论是否能够解释历史上所取得的大量数据。

　　如果你的新的量子力学理论预测，我往地上扔一个球，它有十分之一的几率会往上升，而不是下降，那么显然你的诺贝尔奖可能不是那么唾手可得。

　　对于过去的预测是科学十分重要的第一步。

　　那么，第二步则是你的新理论是否能继续解释获得的新数据。随着你积累越来越多的数据，数据的精度通常会增加，而不确定性则会下降。随着数据清晰度的增加，那些噪声信号会逐渐减少。这一点通常发生在十分前沿的研究领域，而这些研究领域的特点恰恰是实验困难，风险很高。

　　最近消失的双光子过剩明确无误地证实了这一点。双光子过程是在大型强子对撞机看到的意想不到的新粒子信号，曾一度被人认为潜在地预示了“新物理学”的时代来临。正如尼尔斯·玻尔曾打趣道，“预测是非常困难的，特别是关于未来”。

　　在这之后，新理论将用来预测还未进行的实验，或者是还未测试过的其他方面的预期结果。这才是你的理论真正被摆上台面的时候。科学理论中的数学将会告诉你，如果你做一组新的实验，那么你将会解释宇宙里的一点新东西。

　　近年来，我们已经发现了希格斯玻色子，并探测到LIGO碰撞黑洞的引力波，而有关这两种现象的预测在它们被成功地验证的几十年前就已提出。

　　这些成功的预测为他们各自的基本理论，即描述希格斯机制的粒子物理学的标准模型，以及爱因斯坦的引力波相对性，平增了不少的分量；但迄今为止，尚没有证据表明这两个理论时完全正确的，并且随着科学家继续推动理论发展和设计新的实验，我们知道他们终将失效。引力和量子世界是不相容的，必定将会在某时某刻分道扬镳。

　　而这正是科学预测最激动人心的一方面！

　　失败的预测照亮了前程

　　在寻找沃尔坎火山时，托马斯·莱文森仔细地描述了牛顿力学在解释水星轨道方面的失败最终使得爱因斯坦提出了新的重力模型，atv，而马克斯·普朗克则记录了他为解释热对象的辐射行为，开奖，孤注一掷地选择了将宇宙进行量子化。在这两种情况下，既有科学理论的失败导致科学理论的革命性突破。

　　我们生活在一个有趣的时代。量子的世界和宇宙的世界均可由标准模型描述，而基于两种数学框架的预测仍然一如既往地准确与稳健。尽管问题仍然存在，但这些标准模型看起来做的不赖。