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沙粒中的宇宙

瑞士大型强子对撞机启动、不久之后又因为技术问题被再次关闭的时候,引发了媒体的炒作风潮。对撞机的启动是科学界令人翘首企盼的一件盛事,它可能证实或者破坏有关宇宙构成最成功的理论之一。对撞机所受到的公众关注在科学新闻中非常罕见,这可能是因为人们害怕会在我们的后院里制造出某种想象不到的危险。

最初的报导时时夸大潜在的危险,因此当试验似乎未能如期进行的时候,人们产生出时空构造已经被扭曲的想法也就自然而然。有关未来局面的最初谣言非常极端。其中一种预测这些新产生的强大能量与某种粒子破裂方式相结合的时候,可以把我们从地球上消灭。另外一种猜测是,实验室可能制造出无法控制的小型黑洞。还有一种谣言认为,试验创造出的“奇异粒子”可能是新的、可怕的核能来源。

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Climate Change in the Trumpocene Age

Bo Lidegaard argues that the US president-elect’s ability to derail global progress toward a green economy is more limited than many believe.

用基本物质做试验可能伴随着危险,但具体到这次的情况,强子对撞机的关闭却是因为一次普通的漏气事件。让科学家、而非新闻制造者,对这个试验感兴趣的原因并没有改变,当欧洲核子研究中心再次启动对撞机的时候,科学家们仍然会兴奋不已。

我来解释为什么这次试验非常关键。要想某种科学理论为人们所接受,它就必须 1)可以解释人们所看到的现象; 2)理论“缜密”,其真实性和明确性都显而易见;和 3)在做从未做过事情的时候预测将会发生什么。

大型强子对撞机的目的是创造出一种前所未有的环境。如果没有出现预测中的粒子,那么一系列的理论概念都将受到挑战——并且被截然不同的理论解释所取代。

多数人并不了解科学模型的变化能让现实世界产生多大改变。对绝大多数人来讲,令物理学家们兴奋不已的课题似乎丝毫不会影响到现实生活。可是更深层次的概念链——我们赖以思考问题的工具——在这里发挥了作用,它是我们看待现实世界的基础所在。

比如,想想“零”这个概念发明以前世界与现在多不一样。零是记账的关键,也是所有现代商业的基础。而这个概念与我们习以为常的“没有”的概念大不相同。直到天主教堂在12世纪撤消对此概念的禁令之前,西方根本不存在“零”这个概念。而阿拉伯世界发明“零”这个概念却比西方早了1400年。

与此相似,如果细菌理论没有得到证实会怎么样?我们对信息传递或情报的看法就会发生改变。或者是力场论,以及建立在力场论之上的影响论会怎么样?由弗洛伊德创造的思想模式的后继者自此以后决定了我们对自身的看法,而佛洛依德最初的灵感却来源于爱因斯坦的相对论。影响巨大的科学理念最终影响着我们以何种方式来欣赏艺术,以及我们以怎样的方式来制定法律和表述道德。

在受到广泛关注的欧洲核子研究中心实验里,所探讨的理论恰好处在哪些概念在宇宙中占据更根本地位的争论的核心。一种理论是以数字为基础,而另一种理论则强调形状。第一种理论认为宇宙从根本上来讲是一种概率,虽然在许多情况下随机出现但这种随机却按照一种内在的规律发展。另一种理论则假定宇宙具有几何本质,而对称等几何属性决定着宇宙万物的状态。如果试验发现了预测中的粒子,那么形状论将会占据上风。

Fake news or real views Learn More

下面来说说这个问题的长远意义。当你只是读到“对称”这个词时,你可能会想到平衡的两半,或者想到映像。我们把这个简单的概念延伸到对世界的整体理解:男人和女人、老板和雇员、爱恋和仇恨、左和右。它驱动着支撑我们法律体系的政治、宗教乃至真理原则。

可如果在自然界中存在三方对称怎么办?如果通过粒子对撞,证明真正的平衡需要三方而不是两方该怎么办?