超光速中微子揭示科學的內部運作

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


看起來超光速中微子事件——或者現在應該說是亞光速或者同光速?——可能接近尾聲了。上週五,歐洲核子研究中心(CERN)更新了他們關於最初OPERA實驗結果的宣告,其中包含了來自ICARUS的新結果,ICARUS是義大利格蘭薩索實驗室的另一個實驗。

以下是宣告中的重要部分

ICARUS的測量,使用了去年來自歐洲核子研究中心的短脈衝束,表明中微子在兩個實驗室之間的旅程中沒有超過光速。

[...]

ICARUS實驗具有獨立於OPERA的計時系統,並在去年測量了來自歐洲核子研究中心的束流中的七個中微子。這些中微子的到達時間都與光速一致。


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ICARUS實驗還向arXiv.org上傳了一篇論文,如果您想了解更多關於他們如何進行實驗的細節。(或者如果您喜歡句子措辭奇怪,例如:“結果與所有事件以相同的速度(即光速)同時到達相符。”)

所以,就這樣了。或者真是這樣嗎?

在更新後的宣告中,歐洲核子研究中心研究主任塞爾吉奧·貝爾託盧奇強調了科學實驗嚴謹性的重要性。貝爾託盧奇說

格蘭薩索的BOREXINO、ICARUS、LVD和OPERA實驗將在五月份使用來自歐洲核子研究中心的脈衝束進行新的測量,以給我們最終的結論。此外,格蘭薩索正在進行交叉檢查,以比較OPERA和LVD兩個實驗之間宇宙射線粒子的計時。

我們擁有的測量越多,我們就越能確定結果。但證據開始表明最初的OPERA實驗結果是錯誤的。

貝爾託盧奇接著說

無論結果如何,OPERA實驗在公開其測量結果以接受廣泛審查,並邀請獨立測量方面,都表現出了完美的科學誠信。這就是科學的運作方式。

[重點為我所加。]

一位本部落格的評論員表示,整個超光速中微子事件(我很喜歡這樣稱呼它)是“溝通的失敗,而不是物理學的失敗。” 但我認為這不一定是任何方面的失敗。

正如許多人指出的那樣,OPERA的表現完全符合他們的應有表現。他們不可能在進一步檢查結果之前就擱置結果。結果最終會洩露出去,而他們保持沉默無助於猜測或科學發展。更重要的是,獨立的測量總是好的。理論上,開放總是好的。

當他們宣佈他們的結果時,他們以儘可能最好的方式進行了。在宣告中,合作組織表示

鑑於這種結果可能產生的深遠影響,在能夠反駁或確立該效應之前,需要進行獨立的測量。

一旦結果公佈,媒體不可能不報道。如果結果是真的,它將永遠改變物理學。關於最初結果的文章的總體基調錶明,大多數新聞媒體對結果持懷疑態度。這是件好事。與其說是“哦,我的天哪,快跑啊,因果關係不復存在了!”,不如說是“哦,瞧,一些物理學家可能證明愛因斯坦錯了,真奇怪,是吧?”。

好吧,整個“有問題的接線”更新太有趣了,忍不住要取笑一下。但這是無傷大雅的。我不認為任何評論它聽起來有點傻的人都在暗示科學家犯這個錯誤很愚蠢。我當然沒有暗示這一點。

在某種程度上,將結果歸咎於像有問題的接線這樣普通的實驗錯誤反而令人欣慰。它提醒我們,科學是由科學家完成的,他們也是人,並且像其他人一樣會犯錯。(只是他們的錯誤幾乎意外地推翻了愛因斯坦的相對論,而不是導致吹風機壞掉。)

事實上,我傾向於認為,超光速中微子事件對科學與我們其餘人之間的關係相當有益。或者,至少,它有可能是有益的。也許現在我們可以停止假裝科學是一個龐大的、沒有人情味的實體,它以科學論文的確切大小的增量向前發展。也許我們可以意識到科學和科學家會犯錯誤,但這沒關係。

如果超光速中微子的故事是任何方面的失敗,那就是我們思考科學的方式。塞爾吉奧·貝爾託盧奇說“這就是科學的運作方式”是對的。我們只需要習慣它。

Kelly Oakes has a master's degree in science communication and a degree in physics, both from Imperial College London. She started this blog so she could share some amazing stories about space, astrophysics, particle physics and more with other people, and partly so she could explore those stories herself.

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