追尋“上帝粒子”

這可真是個大發現，7月9日的半夜，走出都柏林機場時，聽說我是來采訪歐洲科學論壇（ESOF）的記者，那位原本萎靡不振的禿頭海關大叔忽然變得很是熱心，“這次希格斯玻色子靠譜了吧？那可是個大新聞。”在這個人類已經上過太空和月球、火星又還過于遙遠的時代，希格斯粒子，算是個讓人類精神一振的消息了。

上帝粒子的傳說

消息的發布是在7月4日早晨9點，歐洲核子中心宣稱：我們（用大型強子對撞機LHC）發現了一個新粒子，它很有可能就是希格斯粒子(物理學家們解釋，這是因為希格斯粒子不穩定，只能通過痕跡反推它曾經存在過，關于希格斯的存在證據都會是幾率的形式)。

發布會的高潮是ATLAS（LHC上4個大型探測器之一）實驗組的發言人法比奧拉?吉亞諾蒂（Fabiola Gianotti）在屏幕上打出一個尖峰，“置信區間為5個標準差”，這意味著粒子不存在的幾率只有350萬分之一（截至發稿前，根據CERN的最新消息，希格斯粒子的置信區間已達到了5.9個標準差，也就是說，這個粒子不存在的幾率從7月4日的350萬分之一降到了5.5億分之一）。吉亞諾蒂低頭說：“感謝自然。”臺下掌聲雷動，坐在臺下的愛丁堡大學退休教授彼得?希格斯摘下眼鏡，用手絹擦掉淚水。

48年前，6個物理學家寄出3篇文章給《物理評論快報》，這些文章描述了類似的物理機制，6人中，完成最早的是希格斯，于是，希格斯獲得了首創權，那個機制被稱作“希格斯機制”——這種機制能掃除物理學實現自己野心的重大障礙，其副產物就是希格斯粒子。

物理學的終極追求是希望利用一套自洽的規則來解釋所有的自然現象，只有規則，不需要“神器”，也沒有“例外”。上世紀50到70年代，大約用了二十幾年的時間，物理學家們把電磁力、弱力和強力揉進一個容器中。這個容器就是所謂的“標準模型”。標準模型在解釋我們的世界方面獲得了很大的成功，然而，它卻有最致命的一個缺陷——萬有引力并不在這個框架中，而希格斯機制，就是給基本粒子們賦予了質量。

希格斯粒子源于希格斯場，為了能解釋清楚這個復雜奇特的東西，英國人甚至展開了一場競賽，最終，獲勝的最佳解釋來自英國物理學家大衛?米勒，他用的是兩幅漫畫：把希格斯場比作一個房間，房間里均勻分散著一大群工作人員，普通人可以不受阻礙地在人群中穿行。但如果有名人到場，就會有粉絲圍攏過來，大大增加了名人行進的難度。于是，這位名人就獲得了某種“質量”。

發布會之后，7月11日開幕的歐洲科學論壇網站上，作為演講者之一的歐洲核子中心主任霍耶爾（Rolf-Dieter Heuer）的名字被推到最醒目的位置。霍耶爾之前，一直是新聞不斷的明星生物學家克里格?文特爾占據著頭條。

沿用利昂?萊德曼在科普書里的叫法，媒體喜歡稱希格斯粒子為“上帝粒子”。身為一個無神論者，希格斯本人并不喜歡這個名字，原因很簡單，“這會冒犯那些上帝的信徒。”

希格斯粒子的消息傳來后，《大西洋月刊》記者還真找到了英國威斯敏斯特大教堂的大主教，但這位大主教婉拒道：“我們不想卷入這件事情。”《新科學家》雜志發起了一輪投票：“既然科學家已經找到了希格斯粒子，我們還該叫它‘上帝粒子’嗎？”3天內，投票吸引了眾多的推薦和轉發。有人認為：希格斯給了這個世界質量，它是夸克之父，它是永遠的“上帝粒子”。也有人認為：叫它“上帝粒子”，我們就需要定義“什么是上帝”——那多麻煩！3天后的投票結果顯示：79%的人支持仍把希格斯叫作“上帝粒子”。

諾獎難題

在瑞士日內瓦，最高建筑是圣皮埃爾大教堂的鐘樓，高度是37.5米，而日內瓦地下最深的建筑，毫無疑問就是郊外距地面深達百米的隧道——大型強子對撞機（LHC）。不過還好，在這個以加爾文的宗教改革和“日內瓦圣經”著稱的城市，發現“上帝粒子”不是件特別讓人吃驚的事情。

經過了“毀滅地球”的謠言以及數次停機，耗費了25年，這座周長27公里的加速管道終于撞出了結果。發布會上，吉亞諾蒂宣布“5個標準差”的結果后，霍耶爾補充：作為一個物理學家，我只能說發現了一個新粒子，但我更想像一個外行的普通人一樣說：我們發現了希格斯粒子。

這個管理著七千多名工作人員的老頭兒語言幽默、表情豐富，擅長用新鮮有趣的語言講粒子物理。在歐洲科學論壇的會場上，開場5分鐘之內，他就不動聲色地抖出了個新鮮得冒著熱氣的冷笑話：“宇宙的年齡有137億年，如果你覺得不好理解，把它們換算成美金。想象一下，這個數字大約有美國財政赤字的1%-2%。那該是多么可觀的天文數字呀！”

霍耶爾的幽默與耐心是CERN找到希格斯粒子的原因之一，他們必須擅長溝通，善于向普通人推介那個令無數理論物理學家著迷一生的“上帝粒子”——根據福布斯估算，尋找希格斯粒子的花費大約為132.5億美元，經費的主要來源是歐洲各國的稅收，另外，這個項目還是美國能源部在海外投資最大的科研項目。

與大型對撞機相伴的另一個傳奇是吉亞諾蒂。這個意大利女人正執掌著LHC上進行的最大的物理學實驗組，超環面儀器，這個名字的縮寫是個巨人——ATLAS（希臘神話中的大力神）。ATLAS研究組有三千多人，愛穿紅衣的吉亞諾蒂是民主推舉出來的“頭兒”。她出生于1962年，比希格斯粒子大兩歲，曾認真學過鋼琴，有米蘭音樂學院的鋼琴結業證書，卻因為“對那些終極性問題的好奇心”而轉學物理。發布會后，她向一位記者評價自己的工作：我的同事們來自38個國家，“除了科學，這工作也是一次重要的人生經歷”，畢竟，在CERN，你可以很容易地見到一個阿拉伯國家的物理學家和一個以色列物理學家坐在一張桌子上討論物理問題。

對于這么大的團體來說，新發現帶來的另一個問題馬上就來了。在都柏林的記者招待會結尾，有記者問：“誰來拿諾獎？”

霍耶爾像孩子一樣撇了撇嘴，狡黠地眨了眨右眼，他說，“希格斯，還有……這個交給諾獎委員會來決定吧。”然后他又補充：“科學實驗的規模和涉及人數越來越多……我想，他們應該能想出辦法。”

探索永不止息

希格斯的發現會帶來什么？最普遍的說法是：它將帶來新物理。物理學家們說：這個粒子將有助于我們去研究暗物質，另外，它很有可能與超對稱有密切關系。暗物質與超對稱，實在是聽上去過于玄妙的東西。在日內瓦的記者招待會上，霍耶爾說：“首先，這是個對這個世界上所有有意思的粒子性質探索之旅的開始……這就是為什么大家不僅是對這項發現感興趣，而且對這項發現所帶來的前景激動不已。”在ESOF，他給出了更詳實的答案：“我們已知的信息不足宇宙的5%，發現希格斯粒子后，我們將走進對宇宙剩下的95%的探索之路。”

希格斯粒子能做什么用？霍耶爾笑了一下，這也是個常見問題，在時間緊迫的會場，他會抱歉地回答：“目前我們還不知道。”在時間比較充足的會場，他則會勉強談談諸如發現本身就是樂趣之類的話題。把這個問題提給中國科學院的理論物理學家李淼時，他講了個故事：“當英國國王問法拉第，你研究出的電磁現象有什么用？法拉第回答：陛下或者陛下的后代可以從中取稅。”不過，最終他還是反問：“知識本身不是一件美好的事情嗎？”

對科幻迷們來說，希格斯粒子的用途也許更大——有了希格斯粒子，也許《星際迷航》里的超距傳輸機就能成真了……不過，美國亞利桑那州立大學的一位物理學家及時地潑了冷水：那需要能操縱希格斯場，要實現這一點，還有很長的路。

發現希格斯粒子僅僅是第一步。在霍耶爾的計劃中，LHC將運行到今年年底，以確證希格斯的存在，然后會是一段長達兩年的休整，之后以更高的能量進行下一次撞擊，中間還會有升級和休整，LHC會運行到2030年，到時，一臺能量更強的對撞機將接替LHC的位置，繼續尋找這個世界的真相……

事實上，早在2010年，在巴黎國際高能物理大會上，高能物理學家就已熱烈討論過LHC可能的接班人，比如：ILC（國際直線對撞機）和CLIC（緊湊型直線對撞機）。會后，加拿大物理學家馬丁（Martin Beech）寫了本名叫《LHC：探秘宇宙》的書，書里的最后一章引用了一句英國諺語作為標題：“舊王已死，新王永生”——這是LHC的宿命，也是所有科學探索的宿命。

7月4日，希格斯粒子的發布會后，《經濟學人》在文章中寫道：“希格斯玻色子的發現，是史上最成功的科學理論中的最輝煌的頁碼之一，但它也意味著那個理論幾乎走向毀滅了。從這天開始，過去的理論即將被一個更好的取代……探索永不止息，這一刻值得慶祝。”