“上帝粒子”是个“大坏蛋”？

发布时间：2012年07月24日  学习时报   作者：李北陵

　追寻将近半个世纪后，位于日内瓦的欧洲原子核能中心7月4日向全球宣布，发现了一种新的粒子，而这种粒子很可能就是寻找多年的“上帝粒子”——希格斯玻色子。

　　对于全球物理界，这定然是爆炸性新闻。要知道，为寻找这个“上帝粒子”——人类认识宇宙的一面最直接的镜子，全世界的科学家已经苦苦追寻了45年之久！

　　为寻找这个玻色子，欧洲核子研究中心1991年开始兴建大型强子对撞机，该项目耗资约100亿美元，机子每运行1小时成本大约为 20万瑞士法郎（1美元约合 0.95瑞郎）！

　　而希格斯粒子又是那样的神秘莫测，难见踪影，所以那个号称“继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家”的霍金曾以100美元为赌注，断言“不可能发现希格斯玻色子”。

　　科学实验讲求结果的确定性——出现错误的可能性不超过万分之五。尽管新发现粒子99.9999%可能是“上帝粒子”，现在还不能最后肯定地说已经找到了“上帝粒子”，但毕竟这个“上帝粒子”已触手可及。

　　“上帝粒子”，犹言可以揭开万物质量来源、宇宙起源之谜，打开上帝创造世界之门的一种粒子。科学家告诉我们，找到这种粒子可以“为我们理解宇宙增加特殊的视角，并且让我们更加了解宇宙和基本粒子质量的起源”。

　　爱因斯坦的相对论认为，自然界中物体之间的相互作用力可以划分为四种，即引力（重力）、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。爱因斯坦的相对论解决了重力问题之后，理论物理学家开始尝试建立统一的模型，以便解释通过后三种力相互作用的所有粒子。物理学家建立了一套被称为标准模型的粒子物理学理论，该模型把基本粒子分为夸克、轻子和玻色子三大类，预言物质世界有62种基本粒子的存在，而这些粒子基本都已被实验所证实。可遗憾的是，这个模型至今无法解释物质质量的来源。

　　正是为了弥补这个缺陷，英国理论物理学家希格斯1964年提出希格斯场的存在，进而预言希格斯玻色子的存在。他认为玻色子是物质的质量之源，其他粒子在它构成的场中，受其作用而产生惯性，最终才有了质量。这个理论，看似完美和谐，但却留下一道难以作解的题——希格斯玻色子在哪里？

　　所以，世界的科学家都希望找到这个“上帝粒子”，包括中国在内的世界多国共同资助欧洲核子研究中心，在位于瑞士和法国边境地区地下100米深的隧道中建起总长约27公里的大型强子对撞机（LHC）。而此次声称可能发现“上帝粒子”的，正是这个欧洲核子研究中心。

　　一旦最终证实“上帝粒子”存在，这“将是本世纪最大的科学发现之一，意义堪比上世纪60年代的阿波罗登月计划”。有科学家甚至称：“此事对物理学家而言相当于哥伦布发现了美洲大陆。”

　　然而，科学家们疯子般地找寻这个“上帝粒子”，却如1988年诺贝尔物理学奖获得者莱德曼认为的那样，是一个阻止我们获得终极知识的“大坏蛋”。

　　科学家已经告诉我们，“上帝粒子”产生的几率很低很低，以世界上目前能级最高的对撞机对撞，1012次也才能产生1次，即使产生了也会以10亿分之1秒的速度衰变——变为光子和轻子。科学家们声称找到了它，可它瞬息之间就会消失了。就像《一千零一夜》中那个著名的故事，一只大鸟夺走了王子的戒指，王子去追逐这只大鸟，

　　这只大鸟飞过一段距离后，就故意停下来等王子追近，每次王子感到马上就要赶上大鸟的时候，大鸟却一下子又振翅飞了，飞远了。

　　更让人气短的是，“上帝粒子”发现了，却并不意味着人类心中的苹果可以落地了，却意味着更多的问题将接踵而至：世界和宇宙，暗物质占90%以上，普通物质只有4%。可建立在希格斯之上的标准模型，能够回答这些看不见的暗物质在哪儿吗？而希格斯玻色子若被证实并不存在，那整个物理学就将经历一场新的困惑，人类就将不得不目睹终极理想离我们远去，通往终极理论之路原来如此的艰难漫长。

　　然而，人类喜欢探索，永不知足！何况，科学的探索成果最终都会服务人类。历史的经验表明，科学真理的发现总会给人类的实际生活带来有用的影响。就像当年创建量子力学的那些物理学家，他们当时的兴趣只为探索物质世界的终极奥秘，却没料到量子力学促生了半导体理论乃至电子计算机的发明，引导人类走向全新的信息时代。

　　无论“上帝粒子”是否存在，探索性的实验都必将改变人类的认知，说不定，人类一劳永逸破解能源之困之道也在其中呢。