【心笔散漫】《孤独和空虚的物理学内涵和外延》之五

打印 (被阅读 次)

我们这个世界在不断动荡中进化,因为宇宙在不断膨胀和演变。人们关于宇宙膨胀的认识有个三级跳,至今基本完成了前两级,第一级,知道我们现在经历的这个宇宙不是恒常的,而是有个诞生发展过程。第二级,镜头往前推了一步,知道这个诞生过程的前期是如此壮观剧烈,绝非任何现世景象可比其亿亿万份之一,甚至连最基本的万有引力在当初都表现为万有斥力;可是即便如此,这个诞生过程在前期已然纳入自然规律的轨道,掌控今天寻常物质世界的自然律也掌控这个匪夷所思的宇宙诞生过程。未完成的第三级,我们对这个诞生过程的最终起点几乎还是一无所知。

要对这个最终起点有更多的了解,许多外围问题需要先予扫清,其中很主要的一个,是宇宙诞生之初只有高辐射能量场,然后才从中转换出物质的块垒形成万有引力,那么,决定物质而为物质的质量(mass)到底是什么,如何而来?这里就得说到西格斯(Higgs)场,西格斯场在宇宙诞生之刻就存在,只是能态极高,随着宇宙膨胀能量密度迅速降低,西格斯场也迅速消退,但有趣的是,当西格斯场抵达某个值的时候,就一直滞留在那里而成为越来越稀的宇宙中一个恒常的存在。

1965年希格斯(Higgs)等人根据公认的物质标准模型(Standard Model)推出物质的质量主要来自各种基本粒子与一种弥漫宇宙的叫做Higgs场(Higgs Field)的相互作用,而希格斯波色子就是Higgs场的传递粒子。这个理论很快就为物理界接受,但是人们苦于技术限制而一直无法验证,直到2008年耗资巨大的高能强子对撞机在CERN落成才有了实验可能。

那么西格斯场到底有何特殊使命?原来,所有的物质基本粒子(或它们代表的量子场)沐浴在这个弥漫整个宇宙的西格斯场中,它们与西格斯场相互作用的不同强度,就决定了它们粒子的质量(mass)。光子与西格斯场的作用最最低,所以光子几乎没有质量。这只是理论,西格斯场究竟存在吗,要实证,前面说过,就要看通过实验是否能找到西格斯场的载体粒子 - 西格斯波色子 (Higgs Boson)。这个神秘的赋予万物以质量的粒子,竟获得了上帝粒子God Particle的尊称。

2012年6月,随着欧洲联合核子研究中心(CERN)强子对撞机的两声炮响,西格波色子被发现了。这个划时代的发现,其意义绝不低于当年对生命核糖核酸大分子DNA的发现。2012年7月4日,欧洲联合粒子研究中心(CERN)宣布:两个互相独立的研究小组分别从强子对撞机实验结果中发现了一种新的粒子,这种粒子在99.99996%的可能性上就是半世纪前理论上推出的被戏称为上帝粒子的 Higgs Boson粒子。举世哗然。

科学家在庆贺之余也大大地松了一口气,如果希格斯波色子久久不能被发现或证明是不存在的,那么整个物质标准模型就面临被推翻的可能,几代人的努力付诸东流,粒子物理将被打回半个世纪前重起炉灶。2012年7月4日将留载史册,人类终于在基本粒子层次找到并验证了形成物质世界质量的机理,并且,在“以太”被推翻一个多世纪后,终于认识到并证明了茫茫宇宙空间并非一无所有的虚空,Higgs场弥漫其间。

科学家对弥漫宇宙包括其真空的某种存在始终充满无限好奇,从以太,到时空引力场,到宇宙常数,到背景辐射,到量子潜能,到暗物质暗能量,于此相关的各种学说此起彼伏,直到今天,西格斯波色场终于呼之欲出(毕竟还没有100%获得肯定)。在这上面,科学也许早晚会成为强弩之末,但至少顺着这个方向,我们已看到宇宙的诞生并非凭空而来,宇宙的胚胎沐浴在那样一片海洋般的场里,而洋面之上,云蒸霞蔚,气象万千。空非空,神创宇宙,到处都有实迹。

登录后才可评论.