Lisa Randall丽莎·兰道尔:理论物理学家和宇宙学家。
著有“宇宙三部曲”:《弯曲的旅行》《叩响天堂之门》《暗物质与恐龙》。
我担心人们会逐渐停止那些对科学研究非常重要的长期投资。如果我们要解决困难的(通常还是抽象的)科学问题,这些研究就是必要的;重要的基础实验科学将永远为技术上的可行性提供理论支撑。有时候,科学的现实应用不甚明显,这时就必须强化一个根本的信念,那就是我们需要为深层次的重大问题寻求答案。宇宙是怎样演进的?我们是怎样演化的?我们是由什么组成的?天空是由什么组成的?事物是怎样运转的?解答这些问题的能力是人类的特质之一,它使人类无与伦比,并为我们的生活赋予了意义。为了短期的结果而放弃这种努力必将酿成悲剧。
在我所在的粒子物理学领域,每个人都担忧。这不是随便说说的。我曾在短时间内连续参加了三场会议,会上讨论的主题都是“未来”。很多想法并不新鲜,但我和同事们的确担心实验研究还能否开展。
目前,我们一般都能用大型强子对撞机(Large Hadron Collider, LHC)来寻求新的实验结果。对撞机位于日内瓦附近,它能实现很高能量的质子对撞。2012年夏天,人们发现了希格斯玻色子的存在。这是一个重要的里程碑,大型强子对撞机的工程师和实验人员都倍感自豪。使用更多上一年被记录下来的希格斯玻色子衰变数据,我们将更深入地理解相关粒子的特性。
不过,我们也想知道,是什么存在于希格斯玻色子更深远的地方——它可用来解释希格斯玻色子的质量问题。我料想一定有超越希格斯玻色子的新粒子存在;然而,我不能断言可以在不超过以往实验能量的两倍条件下,就可以发现它。这是令人担忧的。颇有讽刺意味的是,“或许找不到任何东西”将是不做什么最好的理由——大型强子对撞机的能量根本不够高,更高的能量是必要的。但是,科学发现通常是鼓动我们继续努力的东西,没有任何发现,这会让人感觉很糟糕。
超导超级对撞机(Superconducting Super Collider, SSC)本可以产生三倍的能量,它是按照人们心目中的终极物理学目标来设计的,很多人断言它会是一个更加强大的机器,很可惜它后来被美国国会取消了。大型强子对撞机虽然是旨在回答相似的问题而设计的,不过它建在一个先前已有的“隧道”里,这个隧道限制了它能获得的最大能量。如果我们能获得三倍的能量,我会减少很多担心。
我担心自己将不会知道我十分关心的这些问题的答案了。理论研究(也是我在做的)当然可以,进步也不会干脆停止,因为我们依然能从天文观测和地球上的小型实验中获得新结果,而且还会有很多想法可以实践。但是,我们不会知道它们中的哪一个能代表世界上真正发生的事情。
最重要的是,宇宙常常比我们更具想象力。我们需要了解宇宙正在告诉我们什么。一些最棒的新想法,就来自于解释神秘现象的努力尝试。我希望未来给我们提供一些答案——还有更多的秘密要解释。
注:本文作者丽莎·兰道尔的《弯曲的旅行》《叩响天堂之门》《暗物质与恐龙》已由湛庐文化策划,浙江人民出版社于2016年出版。