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发表于 2006-11-20 21:30
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2001年12月,欧洲核子研究中心的科学家在进行了为
+ R" l1 Z2 H, S( I0 e* k期一年的数据分析后,公布了对该中心大型正负电子对撞机关闭
' b9 s5 j; q. m% n. {8 c前最后5年为寻找希格斯玻色子而进行的大量实验的结果:没有
2 D8 U1 `/ O% e# A, C3 p+ J发现希格斯玻色子存在的证据。
) r4 i% Y+ Y. u; I' n) c; l, Y
3 m7 k$ w1 I# {! _9 t# w 追求完美无疑是人类的天性之一。就好比我每每重装电脑时3 |- ~. M# D) Y3 ]5 i% s3 O8 z
总是要从FDISK做起,尽管大多时候FORMAT完全可以
9 v& V8 `. }; b# C' X7 j* E解决问题,但总觉得这样颇不完美,累且繁复一点成为追求完美( F) L: }2 m( }. ~3 x4 a
的代价在我看来完全值得。当然,这个例子似乎并非“人类追求
! Y l* b* y# K完美”的强力明证,但似乎还有点逻辑价值。一千个人所追求的 {$ T, z- b, ~; Q' _( r5 T
完美可能远远超过一千种形式,但在数千年研究积累之下,如今* {8 R3 B4 R7 ], ]9 l
大多数的粒子物理学家们对于完美的追求已经变的单一了,那就
1 P% c. O7 p; k3 W8 j, n0 C0 ~是——验证希格斯玻色子的存在。 t5 Y; j0 m5 v5 g1 C4 v A
/ [! c0 u7 x- @* O* R+ X 粒子学家们的这一追求是完全可以理解的。因为数千年来,
1 J! y! Y* v+ G* \( t. ^! C% L人类在对物质本质的研究领域已经走到了这一步,那就是一旦验
1 t1 u% L3 P1 g' h证了希格斯玻色子的存在,物质构成之谜的神秘面纱就伸手可及!$ _. ^: e/ A8 Q2 ?; D5 W
有了希格斯玻色子,统一理论就完全成立了,将有更多的世间万) k* F( w: M6 L0 a& r" T6 @
象因此而被认知,科学的世界也就毫无疑问的更加完美。有人因
) m% b; A4 _0 {* [此将希格斯玻色子比做粒子物理学领域的“圣杯”,然而在我看
( R$ N- T* ?' }5 ^6 |6 f来,它更像是促成人类追求完美的天使。6 _ {9 _1 M9 a6 E v9 i' d7 r6 a
( e0 m6 }. h" \2 N3 b. m" ?+ p 还是让我们具体的看看,希格斯玻色子究竟是个什么样的东
4 r# L Z. ], r F东。8 O1 e+ J9 k% g, N( b# l
4 K) C6 [' [- W- `$ W6 ?/ }
人们已经发现,自然界中物体之间千差万别的相互作用,可
0 ` r( L2 z {以简单的划分为四种力:即引力、电磁力、维持原子核的强作用
1 c$ k; L; F7 K7 I力和产生放射衰变的弱作用力。在爱因斯坦的广义相对论解决了
8 Z' S0 R4 y$ A. f7 o% i1 _重力的问题之后,人们很自然的开始尝试建立一个统一的模型,0 f c/ Q- _6 {- _& p' ^
以期解释通过后三种力相互作用的所有粒子。准确的说,这一假
. v* U C9 s6 @& ^. F1 S! j设模型被称为标准模型,它把基本粒子(构成物质的亚原子结构) k' g. X: J9 Q5 O
分成三大类:夸克、轻子与玻色子。不用去管这个理论多么复杂,
0 G0 F# k4 U5 b I' I. `我们需要知道的只是借助于这一理论使得物理学家们眼中的世界
- n! h! A) s% Y' {$ m1 ]变得简单起来:夸克借助于强作用力结合起来,由此产生出质子, H9 [% C6 q2 C' ^" Q3 {
和中子;这两种粒子再形成原子核。而属于轻子家族的电子则绕7 j8 V l/ U4 Y0 ^1 r) F
着原子核旋转,从而形成完整的原子结构。其他已知的亚原子粒 }4 ^% Q1 Y! V
子,要么可归入轻子家族,要么是不同的夸克组成的。! {1 X8 T! ^ v
3 `/ B3 N1 v# H6 `
标准模型的出现,使得各种粒子如万鸟归林般拥有了一个共" W) L s2 }0 y+ _! k
同的“家园”,而且尤其让人陶醉的是,在这个模型中不同粒子
2 S' P! p& m1 E4 o- }的性质大体上都可以用具有数学对称性的定律来决定,非常之完
' M) h6 s% ^$ l美。然而,这种完美有个致命的缺陷,那就是该模型预测出的粒
2 q3 E5 k+ q& @* Q* x. [! _( R子没有任何差别并且质量都为零。于是,物理学家们开始了并不
9 i) n$ y1 P2 H" \- w陌生的修补理论大厦的工作,他们假定了希格斯场的存在。进一
2 p' i7 m* C4 S) v: W步,由于任何已知的场都有与之相关的粒子,因此假设前进一步! W& l/ w- {- o, D% J, x1 l
的假设就导致了天使的出场——希格斯玻色子的存在。
% H" }1 y, a+ k/ R
+ }; L* V+ U. f& X; ~换个角度,让我们从假设的结论出发追溯回去似乎更容易理
' j# P+ |! {6 _ i; P+ A解。假设出的希格斯玻色子是物质的质量之源,是电子和夸克等, D4 O* m1 i+ }/ ~! _2 z% y5 z, R
形成质量的基础。其它粒子在希格斯玻色子构成的“海洋”中游
& n6 B& q# d$ v& n弋,受其作用而产生惯性,最终才有了质量。而后所有的粒子在
: C1 S8 D# s$ z除引力外的另三种力的框架中相互作用,统一于标准模型之下,
( b3 q2 g" }, u构筑成大千世界。标准模型预言了62种基本粒子的存在,这些
7 w% Z- }$ S3 a( H1 ]: K粒子几乎都已被实验所证实,希格斯玻色子是最后一种未被发现" j. t1 U" ~% g- y. C, q8 w: O
的基本粒子。# S' g2 T7 l8 c5 y; `
) u% j# U+ m: S 其实科学家们的完美在进入本世纪的时候几乎就要实现:2
& p* U$ Q# W5 y000年9月,欧洲核子研究中心大型正负电子对撞机(LEP)2 \/ f% C3 |( r. o& ` s. H: ?
研究项目的科学家介绍说,他们在实验中发现了一些表明希格斯
# k# Z2 i* d# V) f8 J" ]1 T玻色子存在的迹象。天使似乎终于露出了她的微笑,然而可惜的$ n8 o. p$ ] f6 O
是,天使的笑容并非如同蒙娜丽莎般永恒。当人们为欧洲核子研4 x6 S2 a. V) t( i$ { S+ x& [2 B9 C
究中心的科学家们更确切的证据翘首期待一年之后,等来的却是* A6 T) W8 j1 c) G
相反的结果:科学家们没有发现希格斯玻色子存在的证据。如果5 d' a1 f) g: C/ ?5 e# Y3 t
说有发现的话,那只是去年“发现希格斯玻色子存在迹象”的实# q; \! K* _# f8 o) L
验数据分析错误。. B; E' h1 j4 E! H* }$ e! z
* Z/ s* O. k( u2 W& ]- `7 l 由于现有理论估计希格斯玻色子的质量可能为80吉电子伏,
, O7 O9 |2 E4 c; C/ F1 g但欧洲核子中心利用LEP在115吉电子伏的能量水平上依然
1 F5 i+ c+ C3 n4 |2 Q0 x/ W没有找到希格斯玻色子,因此许多科学家对这一结果感到十分失5 f5 v8 v5 @5 N. o. b. T( j% \
望。在这一结论的基础上,科学家们预计希格斯玻色子存在的可
+ x) x" _- I& m" p, I3 R) C1 ]能性仅剩下30%,如同欧洲核子中心的科学家尼尔·卡德所说:1 V! L: M: X5 f
“我们失去了大部分的狩猎场”。不过,美梦依然有成真的概率,
0 P" v. K0 E' t毕竟还剩下30%。对于科学而言,哪怕是0.01%的可能都
; ? b3 x# A h t% m8 v5 L& j9 S完全可以铸就一幢新的理论大厦。只是,我们这里的希望是为了
, s1 P5 g* K9 h; U$ `. J, z/ ]挽救标准模型这座大厦而已。! ~! _2 j) t6 a" w
其实,标准模型并非是唯一的理论体系。早在数十年前,就
! i9 y5 u t$ t有人针对标准模型的缺陷提出了新的理论,即超对称理论,甚而- ~, Y6 \# \9 ]7 u
有之,还有人提出了条件更为宽泛的弦理论。而即使标准模型成4 f" g& [* u0 q5 h- J9 F1 ?
立,由于其不能将引力纳入其体系之中也不能满足一些科学家对: @$ B3 \* J- [1 r6 u! I- k% n
完美的追求,他们认为宇宙不可能由两种毫不相干的理论统辖。% e+ G7 G% h8 R5 F/ V
所以,希格斯玻色子这一天使即便是降临人世,也应该不会成为
3 t% D4 E/ m9 ], L- o人们追求完美世界的终结。# B8 V. X+ w2 A8 G! c' ?* }( r% J
+ n4 x. h+ B) L- ?
或许,不久人们就会真的发现希格斯玻色子的存在;或许,
+ F3 W( ]5 J R$ D) d不久人们将发现其它现有理论模型更加精确并找到另外的天使;
6 ~9 z7 K" n' W9 ]4 o: d) `或许,人们终将推翻所有现有假设建立全新的理论模型并最终得: n, k+ q/ G" E% o1 i& `
到验证;或许,人们在得到验证的结果后又发现人类认知的世界* a* D5 r% d4 s6 W. T9 I/ F/ K# m
被引入全新的领域;或许……无论如何,我们需要的其实并不是. j c8 V: R2 R
天使,只是一个合理的存在。 |
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