大型強(qiáng)子對撞機(jī)的建造是為了解開宇宙大爆炸之謎

***霍金打賭“潑冷水”

LHC是迄今世界上最大、能量最高的粒子加速器和對撞機(jī)。在環(huán)形的LHC內(nèi)部，兩個(gè)被稱之為“強(qiáng)子”（質(zhì)子或者鉛離子）的亞原子粒子束朝著相反的方向前進(jìn)，這些粒子每運(yùn)行一圈，就會獲得更多的能量。當(dāng)兩個(gè)強(qiáng)子束流在高能狀態(tài)下以接近光的速度和力量正面相撞時(shí)，將產(chǎn)生令人畏懼的反應(yīng)能量，堪比宇宙大爆炸?？茖W(xué)家希望能重建“大爆炸”發(fā)生后的宇宙形態(tài)，探尋宇宙形成之謎。

在此過程中，LHC的首要任務(wù)是找尋被喻為“上帝粒子”的“希格斯玻色子”。希格斯玻色子是44年前由英國物理學(xué)家彼得－希格斯所提出的一種理論存在的粒子。它被視為物質(zhì)的質(zhì)量之源以及電子和夸克等形成質(zhì)量的基礎(chǔ)。然而，在粒子物理學(xué) “標(biāo)準(zhǔn)模型”所預(yù)言的62種基本粒子中，只有希格斯玻色子至今未“顯形”。它的存在與否關(guān)系著現(xiàn)有的宇宙理論是否能夠站住腳。

不過，英國著名天體物理學(xué)家斯蒂芬?霍金9月9日在接受英國廣播公司（BBC）電臺采訪時(shí)卻認(rèn)為，LHC是不會證實(shí)希格斯玻色子的存在，而找到“超對稱假說”中的“超伴子”是粒子的可能性更大。他表示：“如果我們沒有在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子的存在，那么這將是一件更令人激動的事情。因?yàn)檫@表明我們在某方面做錯了，我們需要重新來考慮這件事情。我已經(jīng)打賭100美元，他們是不會找到希格斯玻色子的?！?霍金認(rèn)為，無論LHC能發(fā)現(xiàn)什么，都將會告訴人類許多關(guān)于宇宙形成的信息。

而另一位物理學(xué)權(quán)威、美國普林斯頓高級研究院的尼瑪?阿卡尼?哈米德的預(yù)測則充滿樂觀。他說：“我用一年的薪水作賭注，我賭他們能找到希格斯粒子。”參與該項(xiàng)目的科學(xué)家則承認(rèn)，即便理論假設(shè)中的“上帝粒子”確實(shí)存在，它將在碰撞后10億分之1秒的時(shí)間內(nèi)衰變，因此要想捕捉到它極不容易。試驗(yàn)要想獲得任何有意義的結(jié)果，也還需要多年時(shí)間。 

***物理試驗(yàn)的現(xiàn)實(shí)價(jià)值

即使能發(fā)現(xiàn)制造宇宙物質(zhì)質(zhì)量的希格斯玻色子，這項(xiàng)試驗(yàn)對我們的生活又有什么實(shí)際的好處呢？能讓我們更便捷上網(wǎng)嗎？收看到更多電視頻道嗎？紐約市立大學(xué)理論物理學(xué)教授加來道雄（Michio Kaku）表示，物理學(xué)試驗(yàn)的潛在回報(bào)體現(xiàn)在多個(gè)方面：

其一，電信。先前的物理學(xué)試驗(yàn)帶來了數(shù)據(jù)處理方面的挑戰(zhàn)，這令CERN于1990年創(chuàng)造出了萬維網(wǎng)。同樣，LHC也將引領(lǐng)我們進(jìn)入一個(gè)全球分布式計(jì)算和大量數(shù)據(jù)更有效貯存的時(shí)代。更好地了解亞原子世界將導(dǎo)致量子計(jì)算和超安全通信方面取得突破。事實(shí)上，LHC進(jìn)行的每一個(gè)大型試驗(yàn)一年所獲得的數(shù)據(jù)，可以刻滿十萬張雙面DVD。為了對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，世界各地成千上萬名科學(xué)家都要參與進(jìn)來，他們所使用的數(shù)萬臺甚至數(shù)十萬臺計(jì)算機(jī)借助分布式計(jì)算網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)格計(jì)算）聯(lián)合在一起，構(gòu)成了全球最強(qiáng)大的超級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

其二，醫(yī)療。粒子加速器目前在癌癥治療和醫(yī)學(xué)成像方面的作用越來越顯著。許多醫(yī)院利用質(zhì)子、碳離子甚至是反物質(zhì)等帶電粒子來治療癌癥。用于開發(fā)LHC的新技術(shù)將來會在醫(yī)院找到廣闊的用武之地。為LHCb試驗(yàn)建造的超靈敏光子探測器就是一個(gè)重要的例證，此項(xiàng)目發(fā)言人羅杰?弗迪說：“我覺得它們在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用就像異花授粉?！?/p>

其三，能源：加來道雄表示，通過LHC獲得的認(rèn)識可能在未來數(shù)十年內(nèi)用于開發(fā)新能源，比如可控的核聚變電站。微型黑洞的產(chǎn)生甚至可能在能源需求中扮演一個(gè)長遠(yuǎn)性的角色。他說：“一些人認(rèn)為外太空的黑洞可能是未來人類的能源。”

加來道雄認(rèn)為，如果看更長遠(yuǎn)地來看，對宇宙的深入探索總是會帶來技術(shù)突破。利用機(jī)械力導(dǎo)致19世紀(jì)的蒸汽機(jī)的出現(xiàn)，人類進(jìn)入了工業(yè)時(shí)代，電力與磁力的統(tǒng)一導(dǎo)致計(jì)算機(jī)、激光和20世紀(jì)的其它發(fā)明的誕生。原子的奧秘的解開帶來了核時(shí)代的勝利和恐慌。

他說：“人類歷史被不斷破解的重力、電力和磁力以及核力所塑造。如今我們處于所有這些力統(tǒng)一始祖的邊緣，所有這些力將統(tǒng)一成一種超級力。我們認(rèn)為超級力就是超弦理論，是超級力引發(fā)宇宙大爆炸的，創(chuàng)造了宇宙萬物?！?/p>

來自LHC的最大發(fā)現(xiàn)會是什么？加來道雄認(rèn)為會是太多的巨大突破。他說：“LHC將不會打開另一宇宙的大門，它也不會在太空中開個(gè)洞。但它將會盡力建立一個(gè)等式，從而讓高級文明社會能精確操縱時(shí)空?！?/p>