如果你想要更多關於希格斯粒子的炒作,請不要讀這篇文章

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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,不一定代表《大眾科學》的觀點。


所以它終於,可能,也許,發生了。儘管他們仍然有些保留,但歐洲核子研究中心(CERN)的物理學家今天上午宣佈,他們已經發現了長期以來尋找的希格斯玻色子。希格斯粒子最早由物理學家彼得·希格斯(他今天出席了在歐洲核子研究中心舉行的新聞釋出會)和其他人於近半個世紀前提出,被認為賦予夸克、電子和我們世界的其他基本組成部分質量。(關於希格斯粒子的入門知識,請觀看《大眾科學》的喬治·穆瑟製作的這段精彩影片。)

在歐洲核子研究中心的大型強子對撞機收集資料的兩個小組進行演示之後,據《獨立報》報道,歐洲核子研究中心總幹事羅爾夫·迪特·豪爾說,“作為一名外行人,我想說我們找到了它。你們同意嗎?”在觀眾爆發出掌聲之後,豪爾補充說,“我們有了一項發現。我們觀測到了一種與希格斯玻色子一致的新粒子……但具體是哪一種,仍有待確定。” 丹尼斯·奧弗拜在《紐約時報》中寫道,“如果科學家們幸運的話,這項發現可能會導致對宇宙如何開始的新理解。”

但一些報道帶有一絲陰鬱。物理學家記者阿德里安·喬在《科學》雜誌上指出,“即使物理學家們在慶祝,這項發現也引發了一些人的擔憂,認為可能不再有可以用原子加速器發現的新物理學。”喬引用了諾貝爾獎得主史蒂文·溫伯格的話:“我的噩夢,而且不僅僅是我,我們[粒子物理學領域]中的許多人的噩夢是,大型強子對撞機發現了希格斯玻色子,而沒有發現其他任何東西……那就像關上了一扇門。”


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在去年12月,在有關大型強子對撞機發現了希格斯粒子的“誘人線索”的訊息引發炒作浪潮之後,我表達了我對希格斯粒子和物理學未來的悲觀看法。我尤其對《華爾街日報》的一篇文章《“上帝粒子”和宇宙的起源》感到惱火,物理學家加來道雄在文中歡呼道,“世界各地的物理學家在今年聖誕節有值得慶祝的事情。” 加來道雄在回應我的專欄時稱我為“煽風點火者,四處煽風點火,並希望其中一些火焰可能會引發一場大火。”但他承認我提出了“真實且深思熟慮的科學問題”。因為我的觀點沒有改變,並且因為我認為它們仍然相關,所以我正在重印去年12月專欄的編輯版本(以及相同的酷炫影像)。開始吧

長期以來,希格斯粒子對粒子物理學來說都是一把雙刃劍。在20世紀90年代初,當物理學家們懇求——最終徒勞無功——國會不要取消超導超對撞機時,該專案耗費的稅金比黑洞還快,諾貝爾獎得主萊昂·萊德曼將希格斯粒子命名為“上帝粒子”。這是最離譜的科學炒作。如果希格斯是“上帝粒子”,那麼我們應該如何稱呼更基本的粒子,比如弦?神頭粒子?聖母粒子?

萊德曼本人承認,“該死的粒子”可能是希格斯粒子更好的名字,因為它很難被探測到“而且它正在造成巨大的開銷。”一個更根本的問題是,相對於理論物理學的宏偉抱負而言,發現希格斯粒子將是一項微不足道甚至有些虎頭蛇尾的成就。希格斯粒子僅僅是粒子物理學標準模型的頂點,該模型描述了電磁力以及強核力和弱核力的作用。標準模型因為它不包括引力,所以是對現實的不完整描述;它就像一種排除了性的關於人性的理論。甚至加來道雄也稱標準模型“相當醜陋”,並且是“只有母親才會喜歡的理論。”

我們最好的引力理論仍然是廣義相對論,它與構成標準模型的量子場論在數學上不一致。在過去的幾十年中,理論家們越來越痴迷於尋找統一理論,一種將所有自然力整合到一個整潔的包中的“萬物理論”。聽到所有關於希格斯粒子的喧囂,公眾可能會理所當然地認為它代表著朝著統一理論邁出的關鍵一步——或許至少暫時證實了弦、膜、超空間、多元宇宙以及加來道雄、斯蒂芬·霍金、布賴恩·格林和其他統一論愛好者在他們的暢銷書中宣揚的所有其他奇幻現象的存在。

但是,希格斯粒子並沒有讓我們比爬樹更接近統一理論,就像爬樹並不能帶我到月球一樣。正如我之前指出的那樣,弦理論、環空間理論和其他流行的統一理論候選者假設的現象過於微小,無法被任何現有甚至可想象的(除非以科幻的方式)實驗檢測到。要獲得我們對頂夸克的那種弦或環的證據,就需要建造一個像銀河系一樣大的加速器。

加來道雄斷言,找到希格斯粒子“是不夠的。所需要的是一個真正的萬物理論,它可以簡單而漂亮地將宇宙的所有力量統一成一個單一的連貫整體——這是愛因斯坦在他生命最後30年裡所追求的目標。”他堅持認為我們正處於“物理學的開始,而不是結束。冒險仍在繼續。”也許吧。但我並不抱希望。無論物理學家是否找到該死的粒子,在過去半個世紀中賦予物理學光彩的統一性追求,看起來越來越像一條死衚衕。

將近10年前,我用我的錢表達了我的觀點。“長今基金會”是一個鼓勵長期思考的非營利組織,它要求一些人對科學、技術和文化其他領域的趨勢進行打賭。我與加來道雄打賭1000美元,到2020年,“沒有人會因在超弦理論、膜理論或描述自然界所有力量的其他統一理論方面的工作而獲得諾貝爾獎。”(李·“環空間”·斯莫林是我最初的對賭者,但他在最後一刻退出了,這個膽小鬼。)

加來道雄和我各預付了1000美元,由“長今基金會”保管。如果文明——或者更重要的是“長今基金會”——在2020年仍然存在,它將向我(自然保護協會)或加來道雄(國家和平行動)指定的慈善機構捐贈2000美元。在為我的賭注辯護時,我說:

“統一理論的夢想,一些福音傳道者稱之為‘萬物理論’,永遠不會被完全放棄。但我預測,在未來二十年裡,越來越少的聰明的年輕物理學家會被一種幾乎沒有實證回報希望的努力所吸引。大多數物理學家將會接受,自然可能不會像我們一樣熱衷於統一性。物理學家已經提出了在某些領域非常有效的理論——牛頓力學、量子力學、廣義相對論、非線性動力學——並且沒有理由認為應該存在一個解釋所有自然力量的單一理論。對統一理論的追求將會被視為不是科學的一個分支,科學告訴我們關於真實世界的資訊,而是一種數學神學。”

然而,我補充說——這既是多愁善感,又是事實——“我很樂意輸掉這個賭注。”

圖片由馬克·埃文斯提供,由維基共享資源提供。

 

附註:我的好友喬治·約翰遜和我在Bloggingheads.tv上談論了希格斯粒子和其他內容(物理學的未來、為什麼存在著什麼而不是虛無、克蘇魯教)。http://bloggingheads.tv/videos/10113

 

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