宇宙几何如此的简单，简单得让我们雀跃--因为我们似乎再也不用学习复杂深奥的黎曼几何了！但是，我们也为之不解：引力主导下的宇宙时空竟然不是弯曲的，这怎么可能？是谁抵消了引力的作用让空间变得如此平坦？三十多年前，物理学家AlanGuth和AndreiLinde先后提出并完善了暴涨宇宙的理论，试图诠释宇宙的平坦性问题：宇宙在大爆炸之后的10-35-10-32s之间，宇宙的尺度按照指数形式暴涨了1050倍，从而造就了在任何有物理联系的可见宇宙中，时空都将是平直的，即时空弯曲的所有信息都被抹平了。暴涨理论的确能够解释宇宙的平坦性问题，也能解释微波背景辐射两个相距1°以上的区域如何建立物理联系的所谓“视界问题”.但暴涨理论也预言，由于早期宇宙的剧烈时空膨胀，必然会产生引力辐射，留下类似与微波背景辐射相同的宇宙原初引力波背景。不过，宇宙暴涨产生的引力波背景要比宇宙微波背景辐射早得多，故而必然“穿越”宇宙光子的最后散射面--微波背景辐射。所以，若宇宙暴涨真的存在，我们应该会在微波背景辐射上找到它的痕迹。目前，一些雄心勃勃的探测计划正在或将要实施，虽然2014年南极BICEP2公布的结果最终是一场乌龙，但在不久的将来，我们很有可能给出原初引力波存在的强有力证据。
决定宇宙命运的参数我们已经确定了两个，物质密度参数ΩM和宇宙曲率参数Ωk.这样，可以算出今天宇宙的平均能量密度参数ΩΛ=1-ΩM-Ωk=0.73.虽然我们并不知道Ωk的真正含义，但已经能够勾画出宇宙的整体物质能量组成，即大家熟知的重子物质成分是4%,暗物质成分是23%,两部分组合的宇宙物质的总体比重仅为27%,而占宇宙主导地位（73%）的是所谓的能量密度ΩΛ，宇宙将在此神秘能量的主导下永恒地膨胀下去。
1998年，三组独立的天文观测为宇宙永远膨胀的图画进一步奠定了基础：作为标准烛光的Ia型超新星在不同宇宙尺度上的视亮度，可以被当作测量宇宙膨胀行为的最佳“灯塔”,因为任何物体的视亮度都随距离平方反比下降，若Ia超新星的视亮度比均匀膨胀宇宙的平方反比规律预言看起来亮，则暗示宇宙在减速膨胀，反之，宇宙会加速膨胀。1998年，三组独立测量Ia超新星的观测结果同时发现，Ia超新星的亮度比均匀膨胀宇宙预言的要暗，预示着目前宇宙正处于加速膨胀状态。此重要发现在获得2011年诺贝尔物理学奖的同时，也与上面通过微波背景各向异性测量得到的ΩΛ=0.73之结论相吻合，即造成宇宙加速膨胀的推动力就是宇宙的暗能量ΩΛ。
如果今天的宇宙中ΩΛ=0.73,ΩM=0.27和Ωk=0,则主宰未来宇宙命运的唯一参数就是所谓的暗能量了，因为物质密度毕竟会随宇宙的加速膨胀而迅速下降。爱因斯坦场方程给出的宇宙动力学演化，预示在遥远的未来，宇宙将遵循exp[H0（ΩΛt）1/2]的膨胀规律，宇宙中所有星系彼此迅速远离，甚至光线的波长也都被巨大地拉长，天空将变得越来越暗淡，宇宙终将死气沉沉，再也没有了今日之生机。这些听起来荒诞的推论，都源于一个神秘参数ΩΛ的存在！
4困惑与希望
主宰宇宙命运的是暗物质和暗能量，揭开其神秘的面纱也就构成了对今天物理学和天文学的最大挑战。
当天文观测排除了一切重子物质作为暗物质的候选者后，人们的目光转向了最有可能的弱相互作用粒子WIMPs,甚至人们天真地认为，WIMPs仅参与弱相互作用而不参与其他（如电磁）作用。这样我们也许有几种在宇宙中直接或间接捕获它们的手段：一是在地下建造巨大的探测器（如我国的锦屏山地下实验），排除本底，以增加探测器体积，从而提高WIMPs与探测器靶体的作用概率；二是若WIMPs发生湮灭，则可以探测到高能光子或背景电子谱的超出，从而间接探知暗物质的存在（如丁肇中先生领导的阿尔法磁谱仪实验）；三是在加速器中直接寻找新的粒子。目前，全世界已经投入巨额经费，在庞大的技术和科学队伍支撑下开展了诸多“上天入地”的实验，但至今仍一无所获。一个有趣的问题是，既然大家都深信暗物质粒子仅参与弱相互作用，但若其不与重子物质作用，而仅仅是暗物质粒子间的弱相互作用，那么我们就永远无法直接探测到它，因为探测器都是重子物质组成的！
当我们对暗物质的属性揣摩了几十年仍然显得无尚迷茫之际，今天对暗能量的纠结则更胜一筹：天文观测是无法区分爱因斯坦场方程之中，由爱因斯坦引入的宇宙学常数Λ和粒子物理学家深信不疑的真空能ρv,所以天文观测给出的ΩΛ=0.73其实反映的是两者之和：ρeff=ρv+Λ。如果采用自然单位制，ΩΛ=0.73意味着ρeff=10-47GeV4,而真空能量密度理论计算给出ρv=1074GeV4,所以我们将需要面对物理学最具戏剧性的一个方程或等式：10-47=1074+Λ，即物理学的理论必须解释为何自然界会选取一个基本常数Λ，使得它在120位小数点后的“微调”作用保持着宏观宇宙和微观世界的微妙平衡？这大概是物理学目前面临的最具挑战性的难题。
由于暗能量仅在宇宙大尺度（超过星系团的尺度）才能显现，与暗物质粒子的寻找不同，天文观测是目前测定暗能量性质的唯一手段。宇宙大尺度结构、微波背景辐射、星系团的特质、微引力透镜效应等，都被认为对确定和鉴别暗能量的状态方程、时间演化和区分不同暗能量模型有积极的帮助。特别是，正像Ia型超新星可以用作标准“烛光”探测宇宙膨胀一样，宇宙中也存在自然的“量天尺”可以用于暗能量的研究，这把“量天尺”就是重子声波振荡（BAO）--宇宙早期一种由物质的引力和气体的压强相互平衡而产生的涟漪，就像一块石头落入水面产生的涟漪一般，其荡漾在微波背景辐射和物质分布之中，测量其空间尺度在宇宙各个时期的变化，将会揭示出宇宙暗能量的基本性质，为今天研究暗能量性质之首选实验。
然而，当诸多粒子物理学家热衷于“上天入地”地寻找暗物质的时候，当诸多天文大设备以探测暗能量的“旗号”争相上马开张的时候，也有些科学家坚信暗物质和暗能量也许根本就不存在。任何理论都有其适用的范围，把牛顿动力学和广义相对论没有束缚地推广到浩瀚的宇宙中所导致的暗物质和暗能量困惑，也许才是真正的罪魁祸首。
例如，早在1983年，以色列物理学家Mil-grom就提出修改牛顿的动力学（modifiedNewto-niandynamics,MOND）：牛顿的第二定律仅在加速度很大的场中才适用，当我们走出太阳系至银河系尺度时，重力加速度已经变得极其微弱，牛顿的第二定律也就不再适用，应该修正为f=ma2而不再是f=ma.这种形式上的修改，的确能够解释星系旋转曲线为何在大距离上呈现平坦趋势的观测事实，同时也可推广至广义相对论情形。虽然MOND历经40年而不衰，仍然有人孜孜不倦地将其用于各天体系统，但多数天文学家并不看好此理论的发展前景。
1970年，生于德国的澳大利亚物理学家Buchdahl提出了着名的f（R）引力理论，试图把最小作用量中的线性Ricci标量R推广为一般形式f（R），从而通过修改广义相对论而不再需要引入暗能量。目前，f（R）引力的研究极其活跃，由于f（R）具有多样的选择，我们似乎可以给出一切与暗能量性质类似的宇宙大尺度结构特性。下一代的大型天文巡天计划（如Euclid,SKA等）才有可能区分广义相对论和f（R）引力的真伪。
也有一些物理学家试图建立暗物质和暗能量的统一理论，如所谓“膜”理论。代表人物如荷兰的物理学家ErikVerlinde,他提出所谓“熵力”的概念：我们生活在“膜”上，浮在“膜”上得以显现的是我们熟知的发光物质，而淹没在“膜”下面的则是暗物质，其贡献引力，故而我们仍可以感受到它的存在，而“膜”被巨大的暗能量托起。此幅图画犹如我们是大海上的一叶小舟，露出水面的岛屿是发光物质，水面以下托起岛屿的和淹没的礁石都是暗物质，“大海”本身就是暗能量。
找到了主宰宇宙命运的暗物质粒子和确定了暗能量性质，无疑是这个世纪物理学最重大的发现，而建立新的物理学以代替广义相对论，从而驱散笼罩在物理学天空的暗物质和暗能量这两朵“乌云”,同样也会引起物理学的又一次革命。我们已经走到了物理学发展史上一个新的转折点，一场新的变革和革命即将在物理学发生。我们期待，我们也为之而奋斗。
以上报告内容引起了与会者的极大兴趣，也引发了热烈的讨论。为了尽量保持讨论的原貌，笔者不打算考证其中引用事实的可靠性和精确性，请读者将下列文字材料当作随意漫谈，而不应将其当作公开报道的事实加以引用（以下录音由《物理》编辑部整理）。
1.很多科学研究包括一些重大的实验，都建立在理论未可的基础上，我们把所有暗物质、暗能量探索，都押在爱因斯坦场方程可以在宇宙中无穷推广的这样一个假设的基础上，现在进行量子信息，把很多宝架在很多物理学家都有争议的，甚至一个概念的基础上，去做很多很多实验。现在要问这样一个问题，我们去做这样的实验，这么大的投入，到底安全不安全？
2.一种是相当于在现有框架下修正，这是一条路，也可能会走得通；还有一条路就相当于一场革命，要把现在很多物理概念拓展到新的尺度完全是不同的规律，类似于原来量子革命的那么一种路。天体物理，应该讲是21世纪最有挑战的，而且最会引起物理学根本性革命的东西。第一要观测，第二不要拘泥于用现有理论去解释这些观测。我觉得，现在天体物理总的来讲，投入的条件跟美国完全没法比。包括目前做观测的，当然现在天体、天文学也投入了很多力量，造了很多大仪器，但我自己觉得没有一个主攻方向。
3.现在天文投资相当多的、在建的都是上亿的设备，但（有一些）不是科学目标主导的，而是设备主导的，这是非常糟糕的事情。
4.有一个目标是明确的，我看了一下国内现在受到大家关注的很多问题都是世界纪录，这个世界纪录是在数量上能做多少，而不是去问，做这个东西要干什么？我经常问一个问题，我们量子信息他们说做多少比特，我在问，做12个比特和10个比特有什么区别？在物理上它有什么重大的突破？这个东西做的越多越好，有没有一个东西我做了能干什么？我觉得做科学无非是两个，做最基础、最基本的重大问题，比如我做10到12个，这中间会发生一个相变的问题，看到了一个完全不同的东西，这是一个；第二个，这个东西有用，在技术上非常有用，但我们往往对有用的东西反而投入的比较少。我发现，我们经常喊的一些重大的科学目标，在我们看来解决不了太多实际问题。我们现在中间的东西做的比较多，而真正最基础、最有用的，却花的功夫比较少。
5.不管怎么样，这个研究领域从物理来看是非常有意思的一个领域，主要有三点：第一点，它挑战的是广义相对论；第二点，挑战的是物质结构；第三点，挑战的是天体演化。这三个方面的任何一点进展，都是了不起的进展。
