欧洲原子能研究机构又被称为欧洲核子研究中心（），办公区设在日内瓦郊区，这里曾经是奶牛场，如今被越来越多的建筑物所取代。CERN的办公区占据着几十栋楼，其中一些就在瑞士境内，另外一些则在几百码外的法国境内。从波尔路（Route Bohr）、薛定谔路（Route Schr&dinger）和居里路（Route Curie）等公路驾驶就可以到达CERN的办公区。在即将进入这片建筑群的地方，有一个博物馆，它的目的是让普通群众了解，不过我去的那天参观者寥寥无几。在博物馆后面有一个公园，展示着古老的粒子加速器的遗迹，看样子像是来自火星的游乐场设施。如果你把科学想成是一座高塔，每一层都是建立在下面一层的基础上的，你不断往上攀爬才可以到达像植物学和生理学这样的学科，而粒子物理学就好比最下面的那一层。1909年，在欧内斯特&卢瑟福（Ernest Rutherford）的指导下，物理学产生了第一个关键性的实验。卢瑟福用α粒子轰击一张厚度为微米的金箔，发现有少数粒子被反弹回来。他把这种现象描述为“太难以置信了，就好比你对一张纸发射一发炮弹，结果炮弹被反弹回来打到自己身上。”卢瑟福的实验让人们意识到，原子的几乎全部重量都集中在这一小块区域。“所有的科学要么是物理，要么是集邮。”据说他曾经这样说过。自从卢瑟福发现这一理论，粒子物理就有了一个又一个不同寻常的发现——即使听起来越来越难以置信：首先是质子和中子，然后是、胶子和夸克。1967年，“粒子的存在会中和弱作用力，造成放射性衰变”这一学说成为理论；1983年，欧洲核子CERN发现了W和Z规范粒子，并测出了它们的属性。1977年，预测出了“”的存在；1995年，伊利诺伊州的费米尔实验室又发现了顶夸克。然而，虽然这一领域成果显著，它也一直遭受着失败的困扰。物理学家们对物质的基本属性了解的越多，就越来越清楚他们的研究中缺失了一些东西——甚至是一个很重要的东西。“新物理学”提出了许许多多的猜测，其中包括：宇宙实际上包含着许多股微小的能量；除了我们肉眼可见的宇宙，它还包括多维空间；宇宙中充满了神秘的粒子——“超对称粒子”——有待我们探索；宇宙不是唯一的，而是多元的；宇宙的起源不是大爆炸，而是能量喷发。宇宙不是“嘭”的一声诞生的，而是“啪啦”一声诞生的（译者注：bang此处译为“嘭”，在英文中多指爆炸等突然性的巨响，此处指“宇宙大爆炸”理论；splat此处译为“啪啦”，在英文中指“溅泼声“，比喻”虫洞喷发“理论）。在未来几个月内，CERN的物理学家将会完成史上最雄心勃勃的粒子物理实验的准备工作，这一实验将在一个被谦称为“欧洲大型强子（L.H.C）”的设备中展开。对撞机塞满了一个圆周为17英里的圆形隧道。从对撞机的一侧到另一侧需要开车穿过若干市镇，再乘电梯下降300英尺。或者，你也可以骑自行车穿过隧道，CERN为其员工提供了几十辆自行车，不过这种情况下还需要一罐应急氧气。L.H.C.被认为是最有希望检验与实体物理截然不同的“新物理”的对撞器，有人甚至说，它是唯一的希望。一旦对撞机在2008年上半年开始全力运行，如果一切顺利的话，世界上大约一半的粒子物理学家都会参与到分析其每小时400万兆的数据流量当中。在科学发展的历史上，这样的阵势是非常少见的。有人认为，L.H.C将会解开宇宙的奥秘，如果做不到，那就证明雄心壮志最终化为泡影。L.H.C是建在地下的巴别塔。几十个国家都参与其组件的建设，更有另外的几十个国家贡献了人力和技术。（其中一些合同是与曾经为苏联军队效力的俄罗斯物理学家签署的；这样，粒子对撞机就给他们提供了一种谋生的方法，要不然，他们说不定就去可能出售核机密了）。当我在CERN的餐厅里吃饭时，我听到人们讲英语、法语、德语、意大利语，还有我也听不出来是什么的语言。这个地方人多拥挤，我花了5分钟才买到一杯咖啡，这也证明了一个基本的事实：有时候人们建造一个超导体粒子加速器都不成问题，却偏偏建不成一个功能齐全的自助餐厅。CERN的首席科学家乔司&恩格兰（Jos Engelen）是荷兰人，他有两个上司：一个是作为研究中心主任的法国人，另一个是作为首席经济学长官的德国人。我去他的办公室采访他；桌子后面的一张图表显示了L.H.C的每一部分大概什么时间完成。图上各种色块胡乱地拼在一起，一条条线向四周辐射开来。恩格兰用半带戏谑的语气高兴地和我打招呼，典型的荷兰人风格。需要他做的事情有很多，其中一件事就是处理CERN接到的各种电话和来信，很多人都问他L.H.C有没有可能毁灭地球。当我也问他这个问题时，恩格兰拿起了一支圆珠笔，放在我面前。“认为，这支笔有可能会从这张桌子上穿过去，”他说，“突然掉到地上。因为它可以像波一样运动，可以穿透物体；我们称之为‘隧道效应’。如果计算其发生的可能性，可以得出概率大于零。这个概率很小。但是从来没有发生过。我从来没见过，你也从来没见过。但是如果你随便向大家说，‘概率不等于零，概率非常小’，那么……”他耸了耸肩。对地球毁灭的担忧几乎笼罩着每一个高能实验。《科学美国人》（Scientific American）杂志在1999年加剧了这种担忧——想必是无意为之。那年夏天，这个杂志刊登了一封写给编辑的信，信的内容有关当时即将竣工的布鲁克海文相对重离子对撞机（Brookhaven’s Relativistic Heavy Ion Collider）。那封信指出，布鲁克海文对撞机可能导致一个“”产生，这个黑洞会受到吸引向地球中心移动，然后“在几分钟之内吞噬整个地球”。弗朗克&韦尔切克（Frank Wilczek），一位后来荣获诺贝尔奖的物理学家，给这本杂志写了封回信。他否定了微型黑洞会吞噬地球的想法，但是又接着提出了一种新的可能性，对撞器可能会产生奇异夸克团，这是一种被认为存在于中子星中心的物质形态。在这种情况下，他说，“我们可能会担心‘冰-9’型转变，”即所有周围的物质都会变成奇异夸克，我们熟悉的世界将会消失。弗朗克&韦尔切克声称他自己的推断“并不可信”，但是结果已经不可挽回了。“大爆炸机器将会摧毁地球”这样的大标题登上了伦敦《泰晤士报》的头条。布鲁克海文实验室被迫成立专门小组，对这种情况和其他可能出现的灾难进行调查研究。（这一小组最后得出结论“人类不会因奇异夸克引起的大灾难而灭亡。”）“我认识弗朗克&韦尔切克，”恩格兰告诉我，“他比我聪明的多，但是或许他有点太天真了。”恩格兰说，现在CERN的科学家们都被训导要统一口径，对L.H.C可能会毁灭世界这个问题，“别说这种可能性非常小，要说这种可能性等于零。”我问恩格兰他怎么跟一个不是物理学家的人解释粒子物理学工程，或者他觉得是否有必要向他们解释。“粒子物理学只是想知道世界是由什么组成的、怎样组成的，”他说。“这里面到底有什么”——他用手指关节轻轻敲着桌子——“这些粒子是怎样组成桌子的。”“让我们先从上个世纪初的欧内斯特&卢瑟福（Ernest Rutherford）说起吧，”他继续道，“卢瑟福知道原子长得什么样。它们是又肥又重的核状物，周围有很轻的电子环绕。后来，人们发现了这个核状物内部的东西，一个叫做质子，另一个叫做中子。就是这样。人们又开始对质子和中子好奇起来，想搞清楚质子和中子是否也有一定的结构。然后他们开始了研究。并且发现它们确实有自己的结构。质子和中子内还有夸克。我们想要做的就是将世界分解成没有结构的物体，就是要多简单、有多简单的点状物。然后从它开始重新构建世界。”到目前为止，物理学家们已经成功地观察到了十六种点状的、或者说是基本的粒子，如果你把反物质粒子也计算在内，或者区分8种胶子，这一数目还会增加。费米子是数量最多的粒子，这个名字是为了纪念科学家恩里科&费米（Enrico Fermi），所有的物质都是由费米子填充而成。费米子包括电子和夸克，各种各样夸克的名字听起来稀奇古怪，如上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克和顶夸克。（强子是夸克的集合体，或者是夸克和反夸克的集合体。质子是由两个上夸克和一个下夸克组成的强子；中子则包括两个下夸克和一个上夸克。）费米子还包含中微子，有点骇人听闻的是，中微子以每秒钟数以十亿计的速率从我们的身体中流过。约翰&厄普代克（John Updike）在其诗《宇宙之痛》（“Cosmic Gall”）中写道：“中微子，小之又小……彼此之间互动甚少。”人们设想，至少存在第十七种粒子，就是我们熟知的希格斯粒子。四十年之前，一位名叫彼得&希格斯（Peter Higgs）的苏格兰物理学家第一次假设了希格斯粒子的存在，从那时起，每一台大型对撞机都用来寻找这种例子，但始终徒劳无果。希格斯粒子的发现可能会有很多重要的意义，其中一点就是证明虚空的宇宙实际上并不是虚空的，而是弥漫着一种看不见的场，类似“宇宙蜜糖”。如果希格斯场确实存在，那么它会对穿过它的粒子产生拖拽力，粒子也就因此拥有了质量，否则质量就不会存在。如果没有希格斯粒子，物理学家们就无法解释为什么基本粒子具有质量，因为理论上它们应当是没有重量的。虽然人们至今尚未找到希格斯粒子，但是它对现代物理学有着关键性的意义。因此，一位诺贝尔奖获得者曾将它比作一小块地毯，在地毯下面，定律扫除了无知；后来又有一位诺贝尔奖获得者说它是“马桶”，因为它可以冲走物理学中的一切矛盾；还有一位位诺贝尔获得者称它为“”。“我们要使那种粒子现身，”恩格兰对我说，“或者要证明它是不存在的。”我和恩格兰见面的那天，还采访了CERN物理研究处的副主任迈克尔&都瑟先生（Michael Doser）。都瑟先生又高又瘦，他有一头毛茸茸的亚麻色头发，下巴中间还长着一绺细细的胡须。他最感兴趣的是反物质。“如果你思考物质是什么，那只能得出像佛教禅宗一样的答案，”他告诉我，“如果你要想看看什么是夸克，什么是电子，这些都是物质最基本的组成成分，它们就是类似点状物的粒子。它们没有空间幅度，只是有一些属性，比如质量和电荷，仅此而已。在一定程度上，它们就是元素，它们被真空分隔开来——没什么大不了的。反物质就不一样了——是带有相反电荷的数学元素。”当物质和反物质相遇，它们会相互抵消，同时爆发出能量。有人认为，宇宙大爆炸产生了同样多的物质和反物质。但是这一理论很难用来解释某些基本事实，比如你、我和无数的星系。都瑟告诉我，如何解释宇宙当中丰富的物质和匮乏的反物质“是粒子物理学中最令人尴尬的问题之一。”都瑟从1991年起在CERN工作，那时候这个组织中大多数物理学家都在参与一个被称作大型正负电子对撞机（Large Electron-Positron Collider，简称为lep）的项目。LEP大体上就是一个高精度的轨道，让物质和反物质进行“撞车大赛”。数十亿电子零散地朝同一方向不停地转圈，对撞机让它们和数十亿朝相反方向运动的反电子（也叫做正子）相撞。在粒子束交汇的地方，大型探测器会记录下它们的撞击情况。都瑟解释说，L.H.C大体上也是基于同样的设计，而且它也利用了先前为lep挖掘的隧道。不过，L.H.C没有电子和正子，而是让两束电子以相反的方向转圈。质子比电子重得多——大概比电子重一千八百倍——这意味着质子可以输送更多的能量。正因为此，它们也比电子难控制多了。“大致上说，我们加速带电粒子的环境必须是非常强的电场，”都瑟说，“粒子运行的时间越长，获得的能量也就越多。我们原则上需要的是无限长的线性结构，使粒子在其中受到推力越来越快地运动。现在，由于没有条件建造一个无限长的加速器，所以才建造环形加速器。”每当质子在L.H.C隧道里做一次环形运动，它就会受到电磁力的轻推而更快地运动，最终，它会以99.9999991%的光速运动。“粒子的运动非常迅速，跟光速相差无几，今后要做的事情就是将这个差距缩到无限小。”在L.H.C当中，一个质子每秒钟能完成一万一千两百四十五次转动。“粒子所带的能量越多，保持他们在轨道上运行所需要的力也就越大，”都瑟继续说道，“它们倾向于沿直线运动。所以需要非常强的磁场。”L.H.C.需要这样强的磁场，但是强大的磁场不能由传统的、所谓的“热”磁铁产生。L.H.C束流管由超导磁铁包覆，以液态氦来冷却。这些磁铁在零下271.25摄氏度——即零下456.25华氏度的环境下发挥作用——这个温度比外太空的温度还要低。都瑟指出，用这么强力的磁铁工作会有许多危害，譬如，加速器启动时，如果周围有一个螺栓或扳手，那它们就会像子弹一样飞起来，从机器中穿射过去。他回忆说，当他还是一个研究生的时候，他的一个扳手就这样被吸到了机器当中：“那次事故导致我的研究进程耽误了一年。”同时，如果有任何磁铁无法正常运行，其中一个大约含有三百万亿质子的离子束就可能会偏离轨道，并能迅速将对撞机燃烧出一个洞。“这就是人们对机器的启动那么紧张的原因，”都瑟说道。（确实，在我去参观CERN几周之后，在对被称为“内部三胞胎”的一组磁铁进行测试的过程中，一个组件出现故障，导致一个管道发生了爆炸，并将氦气喷入轨道当中。这个组件是由美国生产的，而故障发生的原因也只是一个简单的程序错误。）当质子以99.9999991%的光速彼此冲撞时，撞击形成的团常常只相当于——破碎的玻璃和扭曲的金属，只不过是亚原子级的。但是可能会发生更奇怪的事情。就像在核爆炸的过程中质量有可能转化成能量一样，反过来也可以成立：根据爱因斯坦的质能方程E=mc2(c是指光速)，能量也可以转化成质量。这样就可能产生比参与碰撞的原始粒子质量更大的新粒子。这个过程可以比喻成：两辆普锐斯撞在一块之后变成了一辆坦克。现如今物理学家们寻找希格斯粒子的时间已经不短了，所以他们已经对希格斯粒子的重量有了十分清晰的概念。希格斯粒子至少比质子重大约120倍——即大约2 & 10&²²克，最重则可能达到质子重量的210倍。目前能量最高的对撞器是芝加哥郊外的费米尔实验室兆电子伏加速器（Tevatron）。Tevatron使质子与反质子对撞加速，产生的能量接近一万亿电子伏，或一兆伏（1TeV）。（电子伏代表一个电子经过1伏特的电场加速后所获得的动能。）尽管科学家们积极寻找希格斯粒子，但是到目前为止，兆电子伏特加速器（Tevatron）还未能揭示希格斯粒子的存在。L.H.C将能够把粒子加速到7兆伏，这意味着其产生的能量相当于Tevatron的七倍。如果希格斯粒子真的存在，那么这些能量制造出希格斯粒子是绰绰有余的。根据宇宙的结构形式，CERN也可能会揭秘额外维、和所谓的“黑暗物质”之源。都瑟又立即向我保证，任何制造出来的黑洞都不会影响人类的安全。在来到CERN的第二天，我驱车赶到了离日内瓦最远的粒子探测器——紧凑渺子线圈（Compact Muon Solenoid，简称C.M.S.）——它位于法国的塞西小镇(Cessy)，确切的说是在小镇的地下洞穴中。CERN一位来自洛杉矶加州大学的访问物理学家罗伯特&卡曾斯（Robert Cousins）同意要带我去那儿看看。我们在C.M.S.的停车场见面了，卡曾斯先生戴了一顶明黄色的安全帽。他也给了我一顶，让我戴上。L.H.C有四个主要的探测器，它们像手镯上的珠子一样间隔着分布在隧道圆圈上。每一个探测器都由不同的团队根据不同的设计方法建造而成，理论上讲，如果其中一个探测器错过了一些有趣的现象，那其它的探测器也一定会捕捉到。这些团队信息共享，也存在着一些愉快的竞争。C.M.S. 在挖掘期间遇到的困难尤其多，由于塞西镇的泥土非常黏稠，所以必须要先用液态氮冻住土壤——在我参观这里之前，有一位和这个项目无关的物理学家告诉我，C.M.S.有时被人称作“眼前一团糟”。（ 译者注：“眼前一团糟”，英文“see a mess”，发音与C.M.S.相似）卡曾斯先生将我带到一个巨大的、像飞机库一样的建筑当中，这里就是探测器的组装地点。四面传来了咣当咣当的响声。几层楼高的铁环坐落在液压升降机上。在这个棚子的另一端，一个巨大的传动轴下降了几百英尺。卡曾斯说，这个传动轴是用来将探测器一部分一部分慢慢沉降到L.H.C隧道高度的。我们搭上了电梯，下降至接近底部的位置，然后走了出来。有一节沉降到位的探测器隐隐呈现在我们面前。看起来就像一艘火箭船的底部。粒子物理学的悖论之一是，尽管基本粒子是点状的，而且不可分割，但是它们普遍不具有稳定性。实际上，重粒子存在时间非常短暂，以至于说到它们的存在似乎都有些荒谬；例如，的寿命不超过1 & 10&²?秒。（做个比较，1 & 10&²?世纪就是三百万分之十亿分之一秒。）当不稳定的粒子分解，新的、质量更轻的粒子就会产生。这些粒子当中有一些也有可能是不稳定的，于是进一步分解。这一过程的结果就是“衰变产物”的散布，物理学家们将这些“衰变物质”称作粒子的“签名”。为了“读取”这样的签名，探测器必须捕捉所有在粒子碰撞之后飞出的衰变产物，并检测它们的属性。这需要一层又一层的检测元件；在C.M.S.中，检测元件的排列形式仿佛一个巨大的果子冻卷。最内层是追踪器，由七千五百万个硅传感器组成。第二层测量光子和电子蕴含的能量，由八万个钨酸铅晶体构成。再外面一层则是追踪强子的黄铜塑料闪烁体，还有一个直径二十英尺的管状磁体——超导螺线管。最外面那一层由若干道周长次第增加的铁圈组成。这些都用来支撑探测实质上属于重型电子的渺子的传感器。（不能直接探测，因此不被考虑在内。）将上述所有计算在内，C.M.S.重量达两千八百万磅。它里面的铁足够重建一座埃菲尔铁塔。显然，“紧密”是一个相对的概念。卡曾斯解释道，C.M.S.各层检测元件收集的信息几乎都是即时分析的，由探测器计算机决策，是否忽略这次碰撞或者通过磁带将写录将结果记录下来。“有很多著名的高能物理实验没能有所发现，那是因为他们没有将结果用磁带记录下来，”他对我说。我们穿过探测器组装棚，路过巨大的铁圈，这些铁圈被漆成了像救火车一样的红色。“所以，我们试着不去把太多精力放在我们所关注的理论假设上。我们把所有的能量加起来，如果数字很大，我们就记录在磁带上。如果在探测器的一端检测到不大的数据，而在另一端没有也什么，就是一个巨大的不平衡。这也会让我们兴奋，我们也会把它记录到磁带上。”任何时候，从C.M.S.当中穿过的质子只有一小部分会相互撞击。即便如此，这一小部分也是一个非常庞大的数字。当L.H.C在全光度的环境下运行时，粒子束每秒会交叉四千万次，每次交叉都会产生二十次碰撞。C.M.S.只能在磁带上记录不足百分之0.001的碰撞；即便如此，它每分钟会记录六千次，即每小时三十六万次、每周大约六百万次。CERN的其它三个主要探测器将会产生与之相似的数据量。我们可以用很多方式来说明这个数据量的庞大；我能立刻想到的就是用光盘。如果把所有的L.H.C数据都烧录到光盘上，这一摞光盘的高度会以每月一米的速度上升。在这座信息之塔的某处应该有希格斯粒子的签名，或者更确切的说，是一些签名，因为粒子的衰减方式是多种多样的。而且希格斯粒子的签名与其它不稳定粒子的签名看起来几乎没有任何差别。一位和我聊过天的物理学家说，辨识希格斯粒子对计算能力的挑战就好比在稻草堆里寻找一根针，不是一个稻草堆，而是十个。我觉得这听起来更像是在一家针厂里寻找某根针。粒子物理学家也分为两种截然不同的类型，就像物质与，彼此之间相互联系，同时也相互对抗。实验主义者建造机器，而理论主义者静思冥想。“我很乐意跟理论家们一起吃中餐，”获得诺贝尔奖的实验主义者丁肇中曾说，“但是如果花时间按照他们说的去做就是浪费时间。”“如果我偶尔忘了注明我所引用的理论家，那不是因为我忘记了，”另外一位获得诺贝尔奖的实验者里昂&莱德曼（Leon Lederman）在他探索希格斯粒子的记录当中写道，“而很可能是因为我讨厌他。”在采访CERN的科学家回来几周后，我又去采访了哈佛大学的理论主义者尼玛&阿尔卡尼&哈米德（Nima Arkani-Hamed）。他三十五岁，椭圆脸，有一双深邃的眼睛，留着黑色的齐肩长发。我去拜访他的那天，他浑身上下都穿着黑色的衣服。我一去他就马上用咖啡招待我，那是他从一台一次只能接一杯的小机器当中做出来的。“我一直都试图研究宇宙加速这一事实，”他一边解释一边擦拭那两块写满了方程式的黑板。“通常，这样的物理学被叫做粒子物理学，而我不喜欢粒子物理学，”阿尔卡尼&哈默德告诉我，“人们常常有一种错误的印象，认为我们所关心的就是粒子。科学的特点看似是研究：物体是由什么组成的？物质的最终构成成分是什么？我讨厌这种说法。听起来就像一样，实际上根本不是这样的。自然界中有很多、很多令人激动的事情，而不仅仅是一些没有规律的基本粒子。”“我们进行微观研究的原因不是为了探索物质的最终构成成分，”他继续说，“而是因为四百年来，基础物理学前进的轨道就是在统一看似毫不相干的事物。我们发现，随着我们懂得越来越多，看上去完全没有关联的现象实际上是同一个答案的不同方面，这个答案比我们预期的、甚至比我们希望的更加令人惊喜、更加美妙。这是从牛顿开始的，他意识到使苹果下坠的力与使月亮围绕地球旋转的力是同一种力。后来科学家又发现，电和磁实际上同一种东西的不同方面。又告诉我们，空间和时间也是同一种东西的不同方面。我们对大自然的理解有越来越多的统一。我们已经看到，尤其是在过去的几百年中，本质的统一和本质的朴素最能体现在微观领域。因此，我们关注的并不是粒子，而是规律。”阿尔卡尼&哈米德办公室的墙上贴着一幅“LHC光度轮廓图”。图上展示了各种现象应当在什么时间被发现——如果它们存在的话——包括希格斯粒子。阿尔卡尼&哈米德是CERN的常客，每次他离开的时候，都会告诉我“这像是一次宗教之旅。”为了给对撞器的启动阶段做好准备，他帮忙组织了一系列被称作“L.H.C.奥运会”的彩排。在这些演习当中，其中一队人扮演上帝，从理论家提出的众多宇宙模型中选出一个，假定它是正确的。然后按照模型计算出L.H.C理论上应该产生的数据。其他组的人必须要分析数据，努力向回推导出这些数据可能反映的理论模型。这里没有赢家或失败者，阿尔卡尼&哈米德解释道，“但是之后有些人会相互击掌庆贺，而另一些人则成为了被安慰的对象，”他补充道，“那真是一种令人惊艳的奇妙感受。”实验主义者和理论家冲突的来源之一就是令人尴尬的名誉归属问题。科学研究发现之后，谁应该获得荣誉：是提出设想的理论家？还是为设想找到证据的实验家？在这种情况下，怎样获得L.H.C.的数据都变成了棘手的难题；在美国，建造探测器的团队将会获取原始数据，但是他们不太可能把数据分享给别人。阿尔卡尼&哈米德开玩笑地说，为了获取信息，理论学家或许得寻找一个“深喉”，将数据秘密传输给他们（译者注：“深喉”一词来源于马克&费尔特Mark Felt，美国联邦调查局前副局长，他是揭示二十世纪美国最大政治丑闻“水门事件”的英雄，代号“深喉”）。“很多实验主义者觉得，理论家们是一群被宠坏的、不负责任的臭小子，整天坐在那儿，怀揣着各种搞笑的想法，喝着咖啡，游手好闲，完全没有责任感，”他说，“同时，实验主义者们又在那儿埋头苦干了10多年；他们建造了这该死的探测器，如果他们不把问题结果研究出来那就真是该死了！所以我们现在正帮他们做这事儿，但他们会认为我们迟来后到，会觉得，‘哦，现在一切都完成了，理论家们反而开始思考如何解决问题了’；好像理论家们突然冲过来要拿走他们的成果似的。我有点夸张了，不过事实也基本如此。”“物理学的普遍事实就是，人们记住的常常是理论家，”他继续说道，“至少在神话学当中，实验起并不占主要地位。还有一个很自然的原因：科学的最终目标并不是为了观察自然现象，而是为了理解并解释自然现象。所以，这就是一个‘鸡生蛋，蛋生鸡’的问题。你肯定想成为鸡。”阿尔卡尼&哈米德经常被称为家，尽管他研究更多的是大型额外维度——是以十分之一毫米为单位的大型存在——和一个被称为“割裂超对称性”的杂交理论。弦理论假定宇宙是由小段的“能量弦线”组成，这些弦线以不同的频率震动，从而形成了看似不同的粒子。通俗地讲，弦理论提出了在我们所熟知的四维空间（空间的三维和时间的一维）之外，还存在其它的七个维度。同时，通常被简称为SUSY（Supersymmetry的英文字母缩写，发音soo-see）的“超对称性”理论认为，每一种基本粒子都有一种被称为“超对称伙伴(Superpartner) ”的粒子与之匹配，超对称伙伴的自旋与原粒子不同，这里所说的自旋不是我们生活中通常理解的旋转，而是指决定粒子基本特征的固定属性。根据为这些假想的超对称伙伴设计出的命名体系，夸克的超对称伙伴是超对称夸克，光子的超对称伙伴是光微子。有人提出，这些“超对称伙伴”可能是黑暗物质的组成成分，而物理学家估计黑暗物质占整个宇宙的接近四分之一。弦理论和超对称理论对理论家们有着巨大的说服力，它们甚至于得到了大多数顶尖院校的理论团体的支持。（从2000年起，至少出现了1万篇关于超对称的科学论文，关于弦理论的论文比前者还要多个几千篇）。这两个理论都是为了进一步实现物理学的大统一，并且它们都在不同程度上解决了困扰物理学家几十年的问题。阿尔卡尼&哈米德花了近两个小时的时间跟我解释这其中的一个细节——所谓的“等级问题”。这期间，他喝了4杯还是5杯还是6杯咖啡——我甚至连这个都搞不清楚了。总之，等级问题和扭曲有关，物理学家管这叫做“微调”，为了解释重力相比起其它力为什么如此微弱，这个步骤必须要进行。“这不是有点奇怪，”阿尔卡尼&哈米德告诉我，“而实在是太奇怪了。有一个我们不需要回答，或者我们已经回答了但是答案很奇怪的问题，那就是：为什么会有宏观宇宙的存在？”弦理论和超对称性理论目前的麻烦之处是，它们还只是纯理论。粒子物理最后一个公认的突破是一系列被称作“”的等式。标准模型等式是在二十世纪七十年代创建的，这些等式描述了所有形态的物质和所有已知力的行为，但是有一个明显的缺陷，就是没有描述到引力。尽管作为一个描述自然的基础性理论具有很多的缺陷，等级问题只是其中的一个，但是这个模型的预测已经被接二连三的对撞机以惊人的准确度证实。（希格斯粒子将会是这一模型当中最后一个被确认的因素。）形成鲜明对比的是，弦理论连一个完全被证明的假设都没有。就的预测之一超对称理论来说，所有试图证明这一假设的努力如今都已失败：迄今为止在所有对撞机所能达到的能量级上，连个超对称夸克或者光微子的影子都没有发现。正如加拿大圆周理论物理研究所的物理学家李&施莫林（Lee Smolin）在最近的一篇对现代理论的评论文章中写到的那样，最终“你开始觉得自己像个超对称笨蛋，也就是小丑；或者像个笨蛋，也就是超对称小丑。或者是超对称某某。”对于理论学家来说，L.H.C的前景是诱人的，因为它最终将会提供他们一直期待的“新物理学”证据。例如，几种失踪的能量可能预示着额外维的存在，也可能预示着迷你黑洞的产生。不同的实验结果——也是以失踪能量的形式体现的——也可能会证明超对称夸克或其它超对称粒子的存在。从理论上讲，我们非常有理由期待这些现象在L.H.C的能量级上产生，至少阿尔卡尼&哈米德又花了几杯咖啡的时间这样向我解释。他告诉我，他非常自信希格斯粒子将在对撞机内产生：“我敢打赌，赌我好几个月的工资。”他还说，如果希格斯粒子是产生的唯一结果，那L.H.C.就是令人失望的。“要取悦我们理论家可没那么简单。我们一直把很多事情当成理所当然的，所以我们会说‘哦，是的，你们一定会发现希格斯粒子。’但是我们真正感兴趣的事情是那些更重要的谜团。”最后，有几个哈米德指导的研究生走进了他的办公室。他们带了一瓶健怡可乐，哈米德倒在他的咖啡杯里喝了起来，还带了一篇100页的论文——打算当天发表。这篇论文的首句写道，“大型强子对撞机很快就要开启了，高能物理学即将进入这一时代最令人兴奋的阶段。”（后面还有一句指出，“读者可能会凭着直觉发现，我们的方案可能会极大的改进，因为囊括了矩阵元素的领头级近阀值行为之后，我们的准确度十分稳定。”）1969年，美国国会核能联合委员会举行了一场听证会，物理学家罗伯特&威尔森（Robert Wilson）应要求出席听证。威尔森曾经过担任曼哈顿计划实验核子物理学的带头人，那时他掌管着费米实验室——CERN的主要竞争对手，也掌管着国会分配给该实验室用于建造新的对撞机的2.5亿美元。罗德州岛的约翰&帕斯托（John Pastore）议员想知道政府出了这么一大笔钱到底依据何在。对撞机跟加强“国防”真的有一丝一毫的关系吗？威尔森：先生，确实没有关系。我确实不认为二者有关系。？帕斯托：真的一点关系都没有？？威尔森：真的一点关系都没有。？帕斯托：对国防没有一点价值？？威尔森：它只跟我们对别人的尊重有关，跟人类的尊严、跟我们对文化的热爱有关……它关系到：我们是不是好的粉刷匠、好的雕刻家、优秀的诗人？我的意思是，它跟我们国家真正推崇的东西有关，也跟爱国到底意味着什么有关……它和保卫国家扯不上任何直接的关系，但是却是让国家值得我们保卫。于是当粒子物理学家们被问到，他们的工作拿了公众的钱、到底为公众利益做出了什么贡献时，他们常常会引用威尔森的话，或者换一种说法表述他那不像答案的答案：对知识的求索不能通过其它方式来衡量；其本身的价值，比如粒子物理研究的价值，是无法估量的。L.H.C.预计将会花费超过80亿美元，这还不包括建造隧道的成本，这个隧道以前是为LEP挖掘的。这些资金大部分都来自欧洲纳税人的腰包；德国贡献资金的最多——大概百分之二十，英国和法国仅次于德国。（美国提供了5亿美元多一点。）与此同时，物理学家还在为了建造新设备而游说政府。计划建造的是国际直线对撞机（I.L.C），顾名思义，是一条直线而非环形，它将需要一条20英里长的隧道，使正负电子在其中点处对撞。专门为I.L.C设立的网站上提到，这个假想的对撞机计划当中也考虑将在“工程的第二阶段”把它“升级”为一条30英里长对撞机。更加雄心勃勃的巨型强子对撞机周长则能达到一百四十英里。原则上，对撞机会变得越来越大——超级巨型强子对撞机！——相应地，也会变得越来越贵。实际点说，对资金的占用当然会有一个极限，而且很有可能现在就已经触碰到这个极限了。几乎我采访的每位物理学家都会回忆起超导超级对撞机（Superconducting Super Collider）那段伤心的——应该说是非常伤心的——故事。超导超级对撞机是1987年在声势浩大的宣传中由总统罗纳德&里根宣布建造的，这个对撞机当时应该在德克萨斯州的华兹堡市地下占有周长为54英里的隧道。按照计划，它应该产生20 TeV的射束能量，是能够产生的能量的三倍。当隧道已经挖掘了14英里，花费了20亿美元时，1993年，国会突然中止了这项工程。“找到更多的宇宙构成单元对改变人们生活的方式没什么作用，”俄亥俄州的众议员马丁&R&霍克（Martin R. Hoke, of Ohio）不屑于为之投票。正如科学历史学家彼得&盖里森（Peter Galison）指出的那样，苏联一解体，对超级对撞机的资金支持就立即取消，这恐怕不是巧合。“人类的尊严”这种理由只有在冷战进入白热化的时候才最奏效。那时候，除了参与其中的科学家，没有人会完全相信那句话。（译者注：大家都认为粒子对撞实验是为冷战做准备）。除非另一个对撞机的资助得到落实，否则一大批科学实验者马上就失业了。“这些家伙中有一半人已经向对冲基金投了简历，”一位理论家向我开玩笑说。理论家们现在的处境可以说并没有太多保障；但是从某种意义上说，对宇宙本质的各种猜想不可能使物理学的发展停滞。因此，大型强子的未来也成为了它自身的巨大负担。一个真正惊人的发现——比如说额外维存在的证据，或者们还没想出来的比额外维更不可思议的东西的证据——会赋予一代代向前发展的强大动力。但如果没有突破，就很难想象这一项目将如何继续下去。这样的结果并不意味着宇宙的基本秩序是不可知的。而很有可能意味着人类将永远无法知晓。？将为您减少类似内容我要收藏127个赞不感兴趣分享到分享到：还可以输入140字热门频道988.9万人订阅424.8万人订阅2170.9万人订阅34.5万人订阅19.8万人订阅你还可用第三方账号来登录请输入你注册的电子邮件地址绑定密保手机*您可用使用此密保手机找回密码及登录*请勿随意泄露手机号，以防被不法分子利用，骗取帐号信息手机号码发送验证码确定电子邮件请输入您的意见和建议请您输入正确的邮箱地址，以便我们和您联系，帮您解决问题。扫描下载手机客户端热门搜词}