如果你想要更多关于希格斯粒子的炒作,请不要读这篇文章

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。


所以它终于,可能,也许,发生了。尽管他们仍然有些保留,但欧洲核子研究中心(CERN)的物理学家今天上午宣布,他们已经发现了长期以来寻找的希格斯玻色子。希格斯粒子最早由物理学家彼得·希格斯(他今天出席了在欧洲核子研究中心举行的新闻发布会)和其他人于近半个世纪前提出,被认为赋予夸克、电子和我们世界的其他基本组成部分质量。(关于希格斯粒子的入门知识,请观看《大众科学》的乔治·穆瑟制作的这段精彩视频。)

在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机收集数据的两个小组进行演示之后,据《独立报》报道,欧洲核子研究中心总干事罗尔夫·迪特·豪尔说,“作为一名外行人,我想说我们找到了它。你们同意吗?”在观众爆发出掌声之后,豪尔补充说,“我们有了一项发现。我们观测到了一种与希格斯玻色子一致的新粒子……但具体是哪一种,仍有待确定。” 丹尼斯·奥弗拜在《纽约时报》中写道,“如果科学家们幸运的话,这项发现可能会导致对宇宙如何开始的新理解。”

但一些报道带有一丝阴郁。物理学家记者阿德里安·乔在《科学》杂志上指出,“即使物理学家们在庆祝,这项发现也引发了一些人的担忧,认为可能不再有可以用原子加速器发现的新物理学。”乔引用了诺贝尔奖得主史蒂文·温伯格的话:“我的噩梦,而且不仅仅是我,我们[粒子物理学领域]中的许多人的噩梦是,大型强子对撞机发现了希格斯玻色子,而没有发现其他任何东西……那就像关上了一扇门。”


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在去年12月,在有关大型强子对撞机发现了希格斯粒子的“诱人线索”的消息引发炒作浪潮之后,我表达了我对希格斯粒子和物理学未来的悲观看法。我尤其对《华尔街日报》的一篇文章《“上帝粒子”和宇宙的起源》感到恼火,物理学家加来道雄在文中欢呼道,“世界各地的物理学家在今年圣诞节有值得庆祝的事情。” 加来道雄在回应我的专栏时称我为“煽风点火者,四处煽风点火,并希望其中一些火焰可能会引发一场大火。”但他承认我提出了“真实且深思熟虑的科学问题”。因为我的观点没有改变,并且因为我认为它们仍然相关,所以我正在重印去年12月专栏的编辑版本(以及相同的酷炫图像)。开始吧

长期以来,希格斯粒子对粒子物理学来说都是一把双刃剑。在20世纪90年代初,当物理学家们恳求——最终徒劳无功——国会不要取消超导超对撞机时,该项目耗费的税金比黑洞还快,诺贝尔奖得主莱昂·莱德曼将希格斯粒子命名为“上帝粒子”。这是最离谱的科学炒作。如果希格斯是“上帝粒子”,那么我们应该如何称呼更基本的粒子,比如弦?神头粒子?圣母粒子?

莱德曼本人承认,“该死的粒子”可能是希格斯粒子更好的名字,因为它很难被探测到“而且它正在造成巨大的开销。”一个更根本的问题是,相对于理论物理学的宏伟抱负而言,发现希格斯粒子将是一项微不足道甚至有些虎头蛇尾的成就。希格斯粒子仅仅是粒子物理学标准模型的顶点,该模型描述了电磁力以及强核力和弱核力的作用。标准模型因为它不包括引力,所以是对现实的不完整描述;它就像一种排除了性的关于人性的理论。甚至加来道雄也称标准模型“相当丑陋”,并且是“只有母亲才会喜欢的理论。”

我们最好的引力理论仍然是广义相对论,它与构成标准模型的量子场论在数学上不一致。在过去的几十年中,理论家们越来越痴迷于寻找统一理论,一种将所有自然力整合到一个整洁的包中的“万物理论”。听到所有关于希格斯粒子的喧嚣,公众可能会理所当然地认为它代表着朝着统一理论迈出的关键一步——或许至少暂时证实了弦、膜、超空间、多元宇宙以及加来道雄、斯蒂芬·霍金、布赖恩·格林和其他统一论爱好者在他们的畅销书中宣扬的所有其他奇幻现象的存在。

但是,希格斯粒子并没有让我们比爬树更接近统一理论,就像爬树并不能带我到月球一样。正如我之前指出的那样,弦理论、环空间理论和其他流行的统一理论候选者假设的现象过于微小,无法被任何现有甚至可想象的(除非以科幻的方式)实验检测到。要获得我们对顶夸克的那种弦或环的证据,就需要建造一个像银河系一样大的加速器。

加来道雄断言,找到希格斯粒子“是不够的。所需要的是一个真正的万物理论,它可以简单而漂亮地将宇宙的所有力量统一成一个单一的连贯整体——这是爱因斯坦在他生命最后30年里所追求的目标。”他坚持认为我们正处于“物理学的开始,而不是结束。冒险仍在继续。”也许吧。但我并不抱希望。无论物理学家是否找到该死的粒子,在过去半个世纪中赋予物理学光彩的统一性追求,看起来越来越像一条死胡同。

将近10年前,我用我的钱表达了我的观点。“长今基金会”是一个鼓励长期思考的非营利组织,它要求一些人对科学、技术和文化其他领域的趋势进行打赌。我与加来道雄打赌1000美元,到2020年,“没有人会因在超弦理论、膜理论或描述自然界所有力量的其他统一理论方面的工作而获得诺贝尔奖。”(李·“环空间”·斯莫林是我最初的对赌者,但他在最后一刻退出了,这个胆小鬼。)

加来道雄和我各预付了1000美元,由“长今基金会”保管。如果文明——或者更重要的是“长今基金会”——在2020年仍然存在,它将向我(自然保护协会)或加来道雄(国家和平行动)指定的慈善机构捐赠2000美元。在为我的赌注辩护时,我说:

“统一理论的梦想,一些福音传道者称之为‘万物理论’,永远不会被完全放弃。但我预测,在未来二十年里,越来越少的聪明的年轻物理学家会被一种几乎没有实证回报希望的努力所吸引。大多数物理学家将会接受,自然可能不会像我们一样热衷于统一性。物理学家已经提出了在某些领域非常有效的理论——牛顿力学、量子力学、广义相对论、非线性动力学——并且没有理由认为应该存在一个解释所有自然力量的单一理论。对统一理论的追求将会被视为不是科学的一个分支,科学告诉我们关于真实世界的信息,而是一种数学神学。”

然而,我补充说——这既是多愁善感,又是事实——“我很乐意输掉这个赌注。”

图片由马克·埃文斯提供,由维基共享资源提供。

 

附注:我的好友乔治·约翰逊和我在Bloggingheads.tv上谈论了希格斯粒子和其他内容(物理学的未来、为什么存在着什么而不是虚无、克苏鲁教)。http://bloggingheads.tv/videos/10113

 

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