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作者:贺涛 来源:科学新闻杂志 发布时间:2008-9-25 12:53:38
为物理学的黄金时代下注
 
迄今人类建造的最大、最复杂的科学装置——大型强子对撞机终于在上周正式启动,产生第一束质子流。这个运行耗电量相当于整个日内瓦城用电量的庞然大物,被寄予开启“物理学黄金时代”的厚望。
 
自上世纪70年代以来,基础物理学研究领域就没有发生过任何重要变化。建造这台大型强子对撞机的目的是探索宇宙的起源。它将两束质子分别加速到7万亿电子伏特的极高状态,再使之对撞。再现一个袖珍版的宇宙大爆炸。不出意外的话,粒子物理学会就此翻开新的一页。
 
人们翘首期盼的“重头戏”,当属苦寻多年依旧无处觅芳踪的“希格斯玻色子”。从上世纪50年代起,众多科学家提出并逐步完善了一套描述强力、弱力及电磁力这三种基本力的理论,即“标准模型”。到目前为止,几乎所有对以上三种力的实验结果都验证了“标准模型”的预测。物理学家期待这一模型能成为“解释宇宙所有事情”的模型。不过,他们始终绕不过“标准模型”的最大缺陷,该模型不能解释质量。40多年前,英国物理学家彼得·希格斯预言了“希格斯玻色子”的存在,它为物质质量之源提供了完美的解释,进而完美地支撑起整个“标准模型”的理论大厦。
 
大型强子对撞机,这一探索微观世界的“哈勃望远镜”,能否“逮”到有“上帝粒子”之称的希格斯玻色子?现在似乎很难给出定论。一向严谨的物理学家们此时也乐于用一种轻松的心态作出预测,有的还为自己的预测设下赌注。著名物理学家斯蒂芬·霍金也凑起了热闹,他赌100美元,认为不会发现希格斯玻色子。
 
物理学家个人的输赢顶多成为科学界茶余饭后的笑谈,但不管结果如何,大型强子对撞机的工作却必将实实在在地影响粒子物理学的研究走向。如果找到了“上帝粒子”,则证明“标准模型”是完美无缺的,人类几乎可以依靠这一理论的建构而在粒子物理学领域一劳永逸。不过,剩余给后代理论物理学家的事业,真的是稀少而枯燥了;如果未能发现“上帝粒子”,则“标准模型”存在的漏洞依然无法弥补,但这一结果也许更令年轻的物理学家们兴奋,因为这可能意味着前人的想法是错误的,他们需要重新思考,另辟蹊径,理论物理学的另一个春天也许即将来到。
 
从某种意义上说,人类投入巨资建成大型强子对撞机,何尝不是一个赌局?赌注就是粒子物理学的未来乃至宇宙的起源之谜。无论大型强子对撞机发现或者没发现什么,其结果都将告诉我们有关宇宙结构的更多知识。而其本身也必然成为人类科学史上的伟大事件。
 
科学,是这场赌局的最终赢家。
 
《科学新闻》 (2008年 9月 第2期 千字文)
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