李珊珊

這可真是個(gè)大發(fā)現(xiàn)，7月9日的半夜，走出都柏林機(jī)場(chǎng)時(shí)，聽(tīng)說(shuō)我是來(lái)采訪歐洲科學(xué)論壇（ESOF）的記者，那位原本萎靡不振的禿頭海關(guān)大叔忽然變得很是熱心，“這次希格斯玻色子靠譜了吧？那可是個(gè)大新聞?！痹谶@個(gè)人類已經(jīng)上過(guò)太空和月球、火星又還過(guò)于遙遠(yuǎn)的時(shí)代，希格斯粒子，算是個(gè)讓人類精神一振的消息了。

上帝粒子的傳說(shuō)

消息的發(fā)布是在7月4日早晨9點(diǎn)，歐洲核子中心宣稱：我們（用大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)LHC）發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新粒子，它很有可能就是希格斯粒子(物理學(xué)家們解釋，這是因?yàn)橄８袼沽Ｗ硬环€(wěn)定，只能通過(guò)痕跡反推它曾經(jīng)存在過(guò)，關(guān)于希格斯的存在證據(jù)都會(huì)是幾率的形式)。

發(fā)布會(huì)的高潮是ATLAS（LHC上4個(gè)大型探測(cè)器之一）實(shí)驗(yàn)組的發(fā)言人法比奧拉?吉亞諾蒂（Fabiola Gianotti）在屏幕上打出一個(gè)尖峰，“置信區(qū)間為5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差”，這意味著粒子不存在的幾率只有350萬(wàn)分之一（截至發(fā)稿前，根據(jù)CERN的最新消息，希格斯粒子的置信區(qū)間已達(dá)到了5.9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，也就是說(shuō)，這個(gè)粒子不存在的幾率從7月4日的350萬(wàn)分之一降到了5.5億分之一）。吉亞諾蒂低頭說(shuō)：“感謝自然?！迸_(tái)下掌聲雷動(dòng)，坐在臺(tái)下的愛(ài)丁堡大學(xué)退休教授彼得?希格斯摘下眼鏡，用手絹擦掉淚水。

48年前，6個(gè)物理學(xué)家寄出3篇文章給《物理評(píng)論快報(bào)》，這些文章描述了類似的物理機(jī)制，6人中，完成最早的是希格斯，于是，希格斯獲得了首創(chuàng)權(quán)，那個(gè)機(jī)制被稱作“希格斯機(jī)制”——這種機(jī)制能掃除物理學(xué)實(shí)現(xiàn)自己野心的重大障礙，其副產(chǎn)物就是希格斯粒子。

物理學(xué)的終極追求是希望利用一套自洽的規(guī)則來(lái)解釋所有的自然現(xiàn)象，只有規(guī)則，不需要“神器”，也沒(méi)有“例外”。上世紀(jì)50到70年代，大約用了二十幾年的時(shí)間，物理學(xué)家們把電磁力、弱力和強(qiáng)力揉進(jìn)一個(gè)容器中。這個(gè)容器就是所謂的“標(biāo)準(zhǔn)模型”。標(biāo)準(zhǔn)模型在解釋我們的世界方面獲得了很大的成功，然而，它卻有最致命的一個(gè)缺陷——萬(wàn)有引力并不在這個(gè)框架中，而希格斯機(jī)制，就是給基本粒子們賦予了質(zhì)量。

希格斯粒子源于希格斯場(chǎng)，為了能解釋清楚這個(gè)復(fù)雜奇特的東西，英國(guó)人甚至展開(kāi)了一場(chǎng)競(jìng)賽，最終，獲勝的最佳解釋來(lái)自英國(guó)物理學(xué)家大衛(wèi)?米勒，他用的是兩幅漫畫(huà)：把希格斯場(chǎng)比作一個(gè)房間，房間里均勻分散著一大群工作人員，普通人可以不受阻礙地在人群中穿行。但如果有名人到場(chǎng)，就會(huì)有粉絲圍攏過(guò)來(lái)，大大增加了名人行進(jìn)的難度。于是，這位名人就獲得了某種“質(zhì)量”。

發(fā)布會(huì)之后，7月11日開(kāi)幕的歐洲科學(xué)論壇網(wǎng)站上，作為演講者之一的歐洲核子中心主任霍耶爾（Rolf-Dieter Heuer）的名字被推到最醒目的位置?；粢疇栔?，一直是新聞不斷的明星生物學(xué)家克里格?文特爾占據(jù)著頭條。

沿用利昂?萊德曼在科普書(shū)里的叫法，媒體喜歡稱希格斯粒子為“上帝粒子”。身為一個(gè)無(wú)神論者，希格斯本人并不喜歡這個(gè)名字，原因很簡(jiǎn)單，“這會(huì)冒犯那些上帝的信徒?！?/p>

希格斯粒子的消息傳來(lái)后，《大西洋月刊》記者還真找到了英國(guó)威斯敏斯特大教堂的大主教，但這位大主教婉拒道：“我們不想卷入這件事情?！薄缎驴茖W(xué)家》雜志發(fā)起了一輪投票：“既然科學(xué)家已經(jīng)找到了希格斯粒子，我們還該叫它‘上帝粒子嗎？”3天內(nèi)，投票吸引了眾多的推薦和轉(zhuǎn)發(fā)。有人認(rèn)為：希格斯給了這個(gè)世界質(zhì)量，它是夸克之父，它是永遠(yuǎn)的“上帝粒子”。也有人認(rèn)為：叫它“上帝粒子”，我們就需要定義“什么是上帝”——那多麻煩！3天后的投票結(jié)果顯示：79%的人支持仍把希格斯叫作“上帝粒子”。

諾獎(jiǎng)難題

在瑞士日內(nèi)瓦，最高建筑是圣皮埃爾大教堂的鐘樓，高度是37.5米，而日內(nèi)瓦地下最深的建筑，毫無(wú)疑問(wèn)就是郊外距地面深達(dá)百米的隧道——大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）。不過(guò)還好，在這個(gè)以加爾文的宗教改革和“日內(nèi)瓦圣經(jīng)”著稱的城市，發(fā)現(xiàn)“上帝粒子”不是件特別讓人吃驚的事情。

經(jīng)過(guò)了“毀滅地球”的謠言以及數(shù)次停機(jī)，耗費(fèi)了25年，這座周長(zhǎng)27公里的加速管道終于撞出了結(jié)果。發(fā)布會(huì)上，吉亞諾蒂宣布“5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差”的結(jié)果后，霍耶爾補(bǔ)充：作為一個(gè)物理學(xué)家，我只能說(shuō)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新粒子，但我更想像一個(gè)外行的普通人一樣說(shuō)：我們發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子。

這個(gè)管理著七千多名工作人員的老頭兒語(yǔ)言幽默、表情豐富，擅長(zhǎng)用新鮮有趣的語(yǔ)言講粒子物理。在歐洲科學(xué)論壇的會(huì)場(chǎng)上，開(kāi)場(chǎng)5分鐘之內(nèi)，他就不動(dòng)聲色地抖出了個(gè)新鮮得冒著熱氣的冷笑話：“宇宙的年齡有137億年，如果你覺(jué)得不好理解，把它們換算成美金。想象一下，這個(gè)數(shù)字大約有美國(guó)財(cái)政赤字的1%-2%。那該是多么可觀的天文數(shù)字呀！”

霍耶爾的幽默與耐心是CERN找到希格斯粒子的原因之一，他們必須擅長(zhǎng)溝通，善于向普通人推介那個(gè)令無(wú)數(shù)理論物理學(xué)家著迷一生的“上帝粒子”——根據(jù)福布斯估算，尋找希格斯粒子的花費(fèi)大約為132.5億美元，經(jīng)費(fèi)的主要來(lái)源是歐洲各國(guó)的稅收，另外，這個(gè)項(xiàng)目還是美國(guó)能源部在海外投資最大的科研項(xiàng)目。

與大型對(duì)撞機(jī)相伴的另一個(gè)傳奇是吉亞諾蒂。這個(gè)意大利女人正執(zhí)掌著LHC上進(jìn)行的最大的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)組，超環(huán)面儀器，這個(gè)名字的縮寫(xiě)是個(gè)巨人——ATLAS（希臘神話中的大力神）。ATLAS研究組有三千多人，愛(ài)穿紅衣的吉亞諾蒂是民主推舉出來(lái)的“頭兒”。她出生于1962年，比希格斯粒子大兩歲，曾認(rèn)真學(xué)過(guò)鋼琴，有米蘭音樂(lè)學(xué)院的鋼琴結(jié)業(yè)證書(shū)，卻因?yàn)椤皩?duì)那些終極性問(wèn)題的好奇心”而轉(zhuǎn)學(xué)物理。發(fā)布會(huì)后，她向一位記者評(píng)價(jià)自己的工作：我的同事們來(lái)自38個(gè)國(guó)家，“除了科學(xué)，這工作也是一次重要的人生經(jīng)歷”，畢竟，在CERN，你可以很容易地見(jiàn)到一個(gè)阿拉伯國(guó)家的物理學(xué)家和一個(gè)以色列物理學(xué)家坐在一張桌子上討論物理問(wèn)題。

對(duì)于這么大的團(tuán)體來(lái)說(shuō)，新發(fā)現(xiàn)帶來(lái)的另一個(gè)問(wèn)題馬上就來(lái)了。在都柏林的記者招待會(huì)結(jié)尾，有記者問(wèn)：“誰(shuí)來(lái)拿諾獎(jiǎng)？”

霍耶爾像孩子一樣撇了撇嘴，狡黠地眨了眨右眼，他說(shuō)，“希格斯，還有……這個(gè)交給諾獎(jiǎng)委員會(huì)來(lái)決定吧?！比缓笏盅a(bǔ)充：“科學(xué)實(shí)驗(yàn)的規(guī)模和涉及人數(shù)越來(lái)越多……我想，他們應(yīng)該能想出辦法?！?/p>

探索永不止息

希格斯的發(fā)現(xiàn)會(huì)帶來(lái)什么？最普遍的說(shuō)法是：它將帶來(lái)新物理。物理學(xué)家們說(shuō)：這個(gè)粒子將有助于我們?nèi)パ芯堪滴镔|(zhì)，另外，它很有可能與超對(duì)稱有密切關(guān)系。暗物質(zhì)與超對(duì)稱，實(shí)在是聽(tīng)上去過(guò)于玄妙的東西。在日內(nèi)瓦的記者招待會(huì)上，霍耶爾說(shuō)：“首先，這是個(gè)對(duì)這個(gè)世界上所有有意思的粒子性質(zhì)探索之旅的開(kāi)始……這就是為什么大家不僅是對(duì)這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)感興趣，而且對(duì)這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)所帶來(lái)的前景激動(dòng)不已?！痹贓SOF，他給出了更詳實(shí)的答案：“我們已知的信息不足宇宙的5%，發(fā)現(xiàn)希格斯粒子后，我們將走進(jìn)對(duì)宇宙剩下的95%的探索之路?！?/p>

希格斯粒子能做什么用？霍耶爾笑了一下，這也是個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，在時(shí)間緊迫的會(huì)場(chǎng)，他會(huì)抱歉地回答：“目前我們還不知道?！痹跁r(shí)間比較充足的會(huì)場(chǎng)，他則會(huì)勉強(qiáng)談?wù)勚T如發(fā)現(xiàn)本身就是樂(lè)趣之類的話題。把這個(gè)問(wèn)題提給中國(guó)科學(xué)院的理論物理學(xué)家李淼時(shí)，他講了個(gè)故事：“當(dāng)英國(guó)國(guó)王問(wèn)法拉第，你研究出的電磁現(xiàn)象有什么用？法拉第回答：陛下或者陛下的后代可以從中取稅?！辈贿^(guò)，最終他還是反問(wèn)：“知識(shí)本身不是一件美好的事情嗎？”

對(duì)科幻迷們來(lái)說(shuō)，希格斯粒子的用途也許更大——有了希格斯粒子，也許《星際迷航》里的超距傳輸機(jī)就能成真了……不過(guò)，美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)的一位物理學(xué)家及時(shí)地潑了冷水：那需要能操縱希格斯場(chǎng)，要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，還有很長(zhǎng)的路。

發(fā)現(xiàn)希格斯粒子僅僅是第一步。在霍耶爾的計(jì)劃中，LHC將運(yùn)行到今年年底，以確證希格斯的存在，然后會(huì)是一段長(zhǎng)達(dá)兩年的休整，之后以更高的能量進(jìn)行下一次撞擊，中間還會(huì)有升級(jí)和休整，LHC會(huì)運(yùn)行到2030年，到時(shí)，一臺(tái)能量更強(qiáng)的對(duì)撞機(jī)將接替LHC的位置，繼續(xù)尋找這個(gè)世界的真相……

事實(shí)上，早在2010年，在巴黎國(guó)際高能物理大會(huì)上，高能物理學(xué)家就已熱烈討論過(guò)LHC可能的接班人，比如：ILC（國(guó)際直線對(duì)撞機(jī)）和CLIC（緊湊型直線對(duì)撞機(jī)）。會(huì)后，加拿大物理學(xué)家馬丁（Martin Beech）寫(xiě)了本名叫《LHC：探秘宇宙》的書(shū)，書(shū)里的最后一章引用了一句英國(guó)諺語(yǔ)作為標(biāo)題：“舊王已死，新王永生”——這是LHC的宿命，也是所有科學(xué)探索的宿命。

7月4日，希格斯粒子的發(fā)布會(huì)后，《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》在文章中寫(xiě)道：“希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)，是史上最成功的科學(xué)理論中的最輝煌的頁(yè)碼之一，但它也意味著那個(gè)理論幾乎走向毀滅了。從這天開(kāi)始，過(guò)去的理論即將被一個(gè)更好的取代……探索永不止息，這一刻值得慶祝?！?/p>