發(fā)表評論 
當地時間昨天9時30分(北京時間昨天15時30分)左右，歐洲核子研究中心正式啟動世界最大的大型強子對撞機(LHC)，將第一束質子束流注入對撞機。55分鐘后，第一束質子束流貫穿整個大型強子對撞機，現(xiàn)場科研人員一片歡呼。從此開始，在注入第二束質子束流之后，在電光石火的相向對撞之中，將發(fā)生每秒約6億次的粒子碰撞，就像宇宙大爆炸之初，會釋放大量能量和基本粒子……
由此，關于牛頓沒有完成的粒子與質量問題、關于愛因斯坦相對論的第四維度空間問題、關于眾多科學家一直探尋的暗物質與反物質問題，以及關于全人類共同叩問的“世界從哪里來”這一哲學終極問題，都被認為將獲得一個新發(fā)現(xiàn)的良機。正如科學家預言，此次實驗有可能開啟物理學新黃金時代。
但同在昨天LHC正式啟動之前，一批持反對態(tài)度的歐洲科學家甚至鬧上了法庭，起訴投資該項目的歐洲國家，并申請對實驗發(fā)出緊急禁令。盡管申請已被法院駁回，但反對者稱，粒子撞擊過程中所釋放出的超高能量可能產生一個迷你黑洞，它要么吞噬地球，要么產生一種怪異粒子，總之地球將被帶入末日。
對此，著名物理學家、中科院院士楊福家接受本報越洋采訪時表示：“完全胡說八道！”
尋找粒子物理學的“圣杯”
“LHC通過加速強子，并讓兩束強子對頭碰撞，模擬宇宙開始時的情景，科學家就能從中研究宇宙起源，這也是該科學工程的主要目標之一。”楊福家向本報記者介紹了科學界關注LHC的焦點。
所謂強子，就是一種亞原子粒子，所有受到強相互作用影響的亞原子粒子都被稱為強子。在歐洲阿爾卑斯山腳下有一個美麗的日內瓦湖，湖的前面有一片開闊地，在地下100米深處有一條周長27公里的隧道。這臺世界最大的大型強子對撞機就位于隧道內。昨天，隨著大型強子對撞機項目主任林恩·埃萬斯的一聲啟動命令，第一束質子束流被注入對撞機開始運行。
實驗中，首批質子將以接近光速的速度走通27公里環(huán)形隧道；經過一段時間(數小時至數十小時)調試，在首批質子束流走通對撞機并運行穩(wěn)定后，再注入與其平行的第二束質子束流反方向運行。在相向平行運行的兩束質子束流穩(wěn)定之后，再經過幾天至幾個星期的極其復雜細致的同步調整，才可能開始實現(xiàn)兩束質子束流的對撞。
從構想到建成，LHC歷時近20年，耗資約60億美元，吸引了來自80多個國家和地區(qū)的約7000名科學家和工程師參與。中科院高能物理所研究員陳國明及其同事，以及北京大學等近10所中國科研院所和高校的科研人員都參與了最核心研究之———對“希格斯玻色子”的尋找。
這一被譽為粒子物理學“圣杯”的粒子，44年前由英國物理學家彼得·希格斯預言，能夠完美解釋物質質量之源。而“什么是質量”，這是牛頓也沒有完成的問題。希格斯提出，其它粒子在希格斯玻色子構成的“海洋”中游弋，受其作用產生慣性，由此產生了質量。這套被稱為“粒子物理標準模型”的理論預言有幾十種基本粒子，都陸續(xù)被實驗證實了，只剩最關鍵的希格斯玻色子至今仍未被發(fā)現(xiàn)。
LHC計算網格分為好幾層。第“零”層就設在歐洲核子研究中心，主要由上千臺計算機處理器構成，對撞產生的數據首先會傳送到第“零”層。第“零”層下面，是12個第一層計算中心，其中一個設在歐洲核子研究中心，另外11個分布在世界各地的其它主要研究機構；接下來是第二層計算中心，主要由眾多大學和研究所的小型計算中心構成。
通過這樣的數據分析，科學家就能從中尋寶。除了希格斯玻色子，其數據分析結果被認為將有助于回答一些涉及自然和物質本質的基本問題，包括各種作用力的統(tǒng)一、暗物質的本性……其中任何一項如果能有科學新發(fā)現(xiàn)，那都是彌足珍貴。對霍金而言，LHC極有可能驗證他有關黑洞蒸發(fā)的理論，“如果真的能造出黑洞進而驗證我的相關理論預言，無疑我將獲得諾貝爾獎。”
此外，LHC采用的先進加速器技術、探測器技術等，如有所推廣，也被認為將在治療癌癥、摧毀核廢料等實用方面發(fā)揮作用。
據英國《每日郵報》報道，幾乎全世界的科學家都在熱切等待LHC啟動那一刻。盡管如此，“對撞產生黑洞，帶來世界末日”的說法也在悄然傳播……
即便有黑洞 也微不足道
“過去20多年來，每個大型高能物理對撞機在建設過程中，總會有人以同樣的理由表示激烈反對。但后來這些加速器都運行得很好。”中科院高能物理研究所所長陳和生院士同樣對反對聲嗤之以鼻。
針對鬧上法庭的反對之聲，歐洲核子研究中心進行了安全評估。評估后認為：這種擔心不會變成現(xiàn)實。雖然研究人員承認，碰撞所能達到的能量級別是從前任何人造科技所無法達到的，但他們表示，自然界的宇宙射線碰撞已經產生更大的能量，但并沒有產生不良反應。研究人員稱：“在地球上，大自然已經導演了多次碰撞，相當于大約100萬次LHC實驗，不過地球依然存在。”
紐約市立大學理論物理學教授加來道雄前不久在英國《衛(wèi)報》撰文駁斥了因產生黑洞而導致“世界末日”的說法。他說，如果大型強子對撞機運行一百年，這些粒子所產生的全部能量甚至還不能點亮一只電燈泡，而且制造出的微型黑洞超級“迷你”、“短命”，尺度僅為百億億分之一米(10的負18次方米)，存在時間僅為十億分之幾阿秒(1阿秒為10的負18次方秒)，根本不會對地球造成任何影響。
民間科學組織“科學松鼠會”中聚集了不少物理專業(yè)的年輕研究人員。他們同樣認為，LHC只是人工第一次達到如此巨大的能量，但對于宇宙來說，這點能量根本微不足道。此刻也在轟擊地球的宇宙射線能量比這要高上萬倍，如果LHC能夠毀滅地球，那么這份“戰(zhàn)功”早就被宇宙射線奪走了。
LHC上的四個巨型探測器各負責一項實驗，分別被稱為ATLAS、ALICE、CMS和LHCb。中國高能物理研究所和北京大學為其中的CMS實驗研制了磁鐵支架、實驗大廳的地板和部分阻性板室等。兩院院士嚴東生領銜的中科院上海硅酸鹽研究所團隊，則自主研制了6000根人工晶體材料，在CMS對撞點上，像拼接木桶那樣，搭建成一段足有兩三人高的“水晶洞”。高質量的水晶洞，這種高能探測材料，是得到精準實驗結果的硬件基礎。
另一種“對撞”
歷史總是有所相似。
在上世紀90年代，美國超導超級對撞機(SSC)項目的“下馬事件”正是因為公眾爭議、甚至行內反對。
上海交通大學前人文學院院長、科學史專家江曉原教授向記者介紹：那是一項美國的大科學工程項目，1987年開始實施，在已經投資20億美元并取得一些成績的情況下，仍于1993年被國會干預而被迫下馬。當時，一名國會議員提出一個問題：“我們能通過這種機器找到上帝嗎？如果能，我將為它投上一票。”參加聽證會的所有物理學家面對這個問題，他們沒有給出具有說服力的答案。當然，這個議員的問題只是一個比喻，他的意思是超導超級對撞機對人類沒有意義。
“科學家不一定要回答能否找到上帝，卻有義務將項目的益處向公眾解釋清楚。在我看來，下馬原因中這一點相當重要，那就是工程耗資巨大，而科學家的解釋又毫無說服力，因此它看起來就像某些科學家一件巨大而極盡奢華的新玩具。”江曉原說。
說到底，有沒有希格斯玻色子，到底和普通人有何關系？
“在大多數現(xiàn)實的人看來，某種粒子存在與否與碗里有多少肉無關。但這并不成為我們放棄純科學研究的理由。”上海師范大學天體物理聯(lián)合研究中心教授李新洲說。純科學研究離不開研究者追根問底的好奇心的驅動，離不開人類對未知的本能追問。而這種好奇心與本能，是任何一個文明社會都提倡的人類品質，也是人類社會不斷前進的原動力之一。就LHC而言，它追問的是宇宙從何而來，這也是人類在能力所及范圍內，對世界、生命存在的一種叩問。
另一個重要的問題是，當社會進步到一定程度，當公眾文明素質發(fā)展到一定階段，在那些被廣泛關注的大科學研究項目中，誰最具有發(fā)言權？是內行的科學家，還是看似外行的廣大公眾？
“公眾對科技發(fā)展的關注度提升到了今天，科學家已經無法再高高在上，而無視那些看似外行的廣大公眾，”江曉原說，“美國SSC項目被迫下馬后，有些科學家痛心疾首，認為這是科學發(fā)展被外行阻礙的標志。但事實上，科學是要為人類服務的。而大科學研究項目是一個較長時間內多方參與的結果，各方關注焦點各不相同，因此，不論在立項之前還是在實施過程中，多方的相互溝通必不可少。科學家有義務面對外界爭議，有義務向社會公眾普及相關科技知識、報告最新進展，而不只是在科學界內交流或者只對政府主管部門進行匯報。”
“我認為，對科學研究項目的公眾爭議，可視為一種社會的進步。”江曉原由此看到了“對撞”的另一面。
或許，跳出此次實驗的另一種思想人文的“對撞”，恰是社會進步的標志。或許，努力讓科學離大眾近些再近些，亦是此次對撞實驗之外的更深意義。(章迪思 林環(huán))
相 關 報 道
|
圖片報道 |
更多>> |
|
