【发现商业模式】发现上帝粒子影响事件：揭开质量起源之谜

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在欧洲原子能研究中心工作的科学家们在对“上帝粒子”希格斯玻色子的属性进行研究，并将其与关于宇宙大爆炸后的另一理论相结合，最后得出“宇宙是不存在的”这一震惊世界的理论。只是还有许多新的物理学现象无法用这一理论进行解答，所以科学家们对宇宙的探索仍在继续进行中。

　　而关于上帝粒子如果真实存在，将会引发那些震惊世界的事件发生，科学家们对此也有自己的看法。下面就让我们一起来看看上帝粒子对整个宇宙发展历程的重大影响吧。

　　1. 揭开质量起源之谜

　　物体的质量是怎么来的？这个问题一直困扰物理学界，而希格斯玻色子恰恰被认为与宇宙中一切物体的质量起源有关。希格斯玻色子与一种场有关，那就是所谓的希格斯场，理论上认为这种场充斥着整个宇宙。当宇宙中的其它粒子在这一场中运行时便获得了质量的属性。这就有点像是大家都在一个游泳池里游泳，然后身上都会被打湿，在这里，被水打湿就像是物体获得质量一样。

　　美国哈佛大学物理学家杰奥·哥斯达(Joao Guimaraes da Costa)表示：“希格斯粒子的机制让我们能够理解粒子获得质量的途径和方式。” 哥斯达是去年欧洲核子中心宣布疑似希格斯粒子发现时，大型强子对撞机(LHC)所属ATLAS探测器设备的标准模型召集人。他说：“如果没有这种机制，那么所有的一切物体都将失去质量。”

　　确认此次发现的粒子确实是希格斯粒子将证明我们设想的粒子获得质量属性的方式是正确的。美国加州理工学院物理学教授玛利亚·斯皮罗普鲁(Maria Spiropulu)表示：“这项发现从量子层面支持了我们对于质量来源的看法，而这正是我们当初建造大型强子对撞机的目的。这是一项无与伦比的成就。”

　　而后，这将进一步为一个更深层次的问题提供解决的线索，那就是：为什么这些粒子拥有这一质量数值？这个值是如何确定的？对此，哈佛大学物理学家丽萨·兰德尔(Lisa Randall)表示：“这是一个大得多的问题。确认这的确是希格斯粒子只是整个过程的第一步，此后我们才能更往前走，这两者之间是相互联系的。”#p#分页标题#e#
 

　　2. 完善标准模型

　　标准模型是当代粒子物理学的基石，它描述了整个宇宙中所有的粒子。所有被标准模型所预言的粒子此前都已经被找到了，除了希格斯粒子。就在去年宣布初步结果时，欧洲核子中心ATLAS实验设备科学家乔纳斯·斯兰德伯格(Jonas Strandberg)就曾表示：“这是标准模型中缺失的一环，因此如果这一发现得到最终确认，那么它将最终证明我们目前的认识是正确的。”

　　到目前为止，科学家们所发现的这一疑似希格斯粒子似乎和标准模型中预言的性质相吻合。但即便如此，标准模型本身也并不完整：例如它没有包括引力，也没有将被认为占据整个宇宙物质总量约98%的暗物质成分考虑进去。

　　美国费米国家实验室CMS中心的物理学家帕提·麦克布雷德(Patty McBride)在上周四表示：“即便有证据清晰地证明目前我们新发现的这一粒子确确实实就是标准模型所预言的希格斯玻色子，即便如此我们对宇宙的认识仍然模糊不清。”他说：“我们仍然不能理解为何引力如此微弱，我们还要面对巨大的暗物质的存在。不过，对于这一已经有48年历史的经典理论来说，迈出了完善的第一步仍然不失为一件令人高兴的事。”
 

　　3. 电弱相互作用

　　确认希格斯粒子还将对电弱相互作用的构建产生重要影响。这种作用是对电磁作用与弱相互作用的统一描述，这两者都是自然界的基本力类型之一。电磁作用描述带电粒子之间的相互作用，而弱相互作用则描述放射性衰变过程。

　　自然界中所有力的作用都和某种粒子有关。比如与电磁力有关的粒子是光子，这是一种质量为零的特殊粒子。而弱相互作用力则和名为W和Z的玻色子有关，这两种粒子都拥有很高的质量值。而所有这些粒子的质量来源，便被认为是希格斯玻色子的作用造成的。

　　欧洲核子中心的斯兰德伯格表示：“如果引入希格斯场的概念，那么W和Z玻色子就会和这个场混杂在一起，在这一过程中它们便获得了质量。”他说：“这解释了为何W和Z玻色子会有质量，并将电磁作用和弱相互作用两种基本力统一了起来，构成电弱相互作用。”#p#分页标题#e#
 

　　4. 超对称理论

　　超对称理论也将受到希格斯粒子发现的影响。这一理论认为任何一种已知的粒子都有一个“超级伙伴”粒子，这种伙伴粒子拥有轻微差异的性质。超对称理论拥有很大的吸引力，因为它可以统一自然界中的其它基本作用力，甚至有希望揭开暗物质构成之谜。然而到目前为止这一理论的前景黯淡，科学家们只找到了和标准模型预言的希格斯粒子性质极其相似的粒子，但是却没有能发现任何和超对称粒子有关的线索。
 

　　5. 大型强子对撞机

　　大型强子对撞机(LHC)是世界上最大的粒子加速器。这一耗资约100亿美元的设备率属于欧洲核子研究中心(CERN)，其目的是创建地球上能级最强大的粒子加速器设施。而其中找出希格斯玻色子则被列为了该设备的最优先目标之一。此次最新宣布的结果为LHC此前的结果提供了强有力的证明，也是对此前一直在这里为达成这一目标而忘我工作的物理学家们所取得丰硕成果的最好证明。

　　斯皮罗普鲁在去年的一份声明中表示：“这项发现从量子层面支持了我们对于质量来源的看法，而这正是我们当初建造大型强子对撞机的目的。这是一项无与伦比的成就。”他说：“科学家们已经等待了整整一代人的时间，为的就是这一刻。来自全世界各地大学和研究机构的粒子物理学家，工程师和技术人员们已经为了达成今天的这一成就奉献了数十年的辛勤工作。现在是时候让我们暂时停下脚步，回过头去审视这项发现的意义了，然后再继续进行海量的数据收集和分析工作。”

　　希格斯玻色子最早是在1964年由英国物理学家皮特·希格斯和同事们提出的。而这个名字的后半部分则是为了纪念杰出的已故印度物理学家和数学家玻色，他与爱因斯坦一同给出了玻色子的定义。玻色子是一类基本粒子，主要包括胶子和引力子等。其负责传递费米子之间的相互作用，如夸克，电子和中微子等等。费米子是宇宙中的另外一种基本粒子类型。#p#分页标题#e#
 

　　6. 宇宙的命运

　　希格斯玻色子的确认将为科学家们开启一扇大门，让他们得以进行此前无法进行的一些计算。其中一些计算的结果有关宇宙的命运。有一种观点认为宇宙将在未来数十亿年内毁灭。

　　在进行这样的计算时，希格斯玻色子本身的质量是一个非常关键的参数，它预示了时空的未来命运。目前的测量值显示，希格斯玻色子的质量约为质子的126倍，这一质量值几乎已经处在了一个临界点上，它将有可能让宇宙在未来数十亿年内走向毁灭。

　　约瑟夫·林肯(Joseph Lykken)是美国费米国家实验室的物理学家，他表示：“计算的结果告诉我们，在数十亿年之后宇宙将可能面临灾难。”他说：“这或许意味着我们所生活于其中的这个宇宙本身存在着内在的不稳定性，在数十亿年之后这一切都将归于瓦解。”

宇宙中心存神秘大脑 上帝粒子或成毁灭真凶

最新研究称希格斯玻色子可能具有合适的质量破坏宇宙。利用希格斯玻色子可能是废除所有自相矛盾、无实体的智能生物的最简单方法，这些生物本不该存在，但它们仍出现在最佳的宇宙模型里。此外，我们还将有200亿甚至300亿年时间存活。“这段时间还是很长，我们无须匆匆的买人寿保险。”美国加州帕萨迪纳市加州理工学院的肖恩·卡洛尔(Sean Carroll)这样说道，他与加州理工学院的金伯利·博迪(Kimberly Boddy)共同提出了这个观点。

　　这一悖论早在10多年前就已经出现，物理学家意识到他们的模型将导致未来充满玻耳兹曼的大脑：从真空里出现的完全形成的有意识实体。虽然这听起来非常怪异，但科学家无法阻止有时候物质会随机自我组建，从而创造适合玻耳兹曼大脑出现的条件。当你考虑宇宙正加速膨胀时，这种问题就会出现。#p#分页标题#e#

　　这提供了无限的时间、空间和能量以供玻耳兹曼大脑的形成，最终它们的数量超过正常意识形态的数量。这将导致玻耳兹曼大脑对宇宙的体验比我们的要更典型，这将成为一个大问题，因为我们的理解是基于人类才是典型观察者的假设。

就未来充斥玻耳兹曼大脑之前宇宙将如何终结，目前科学家已经提出好几种理论试图解决这一悖论，但大多数理论是基于未经测试的物理学，例如弦理论。相比之下，希格斯玻色子能够利用已经完备和广泛接受的物理学解决这一问题。

　　首先，希格斯玻色子伴随的场必须是相对稳定的，这意味着它能够自发的进入更低的能量状态。随后，具有自身物理学定律的太空气泡将涌现，并以光速膨胀，同时摧毁在该过程中遇到的一切事物，包括我们的宇宙。

　　这一观点并不新颖，但直到科学家发现希格斯玻色子并测量了它的质量——大约为125千兆电子伏。卡洛尔和博迪将其与另一个基本粒子——顶夸克的最新质量估计相结合，计算出物理学定律支持稳定的希格斯玻色子。

　最新研究称希格斯玻色子可能具有合适的质量破坏宇宙。利用希格斯玻色子可能是废除所有自相矛盾、无实体的智能生物的最简单方法，这些生物本不该存在，但它们仍出现在最佳的宇宙模型里。……

　　这听上去非常有前景，但稳定的希格斯玻色子数量似乎非常少，预计科学家将于2015年对顶夸克粒子的质量进行测量，大型强对撞机将在为期2年的休息期后重新开启，它将创造一个更加稳定的希格斯场。

　　最新的数据将帮助确定另一个未知问题。如果希格斯场是稳定的，并且能够跳入更加低能量的状态，那么受影响的区域生长速率是否会比宇宙膨胀速率更快?如果答案是肯定的，那么希格斯场将摧毁宇宙，玻耳兹曼大脑悖论也将解决。

　　即便答案是否定的，希格斯场仍可能摧毁宇宙。然而，在这种情形下只能通过一个棘手问题解决，而这个问题与多重宇宙可能性的本质有关。

关于上帝粒子你可能不知道的十件事

1、上帝粒子从哪里来？

物理学家普遍认为，上帝粒子来源于宇宙大爆炸。事实上，宇宙大爆炸被认为是包括上帝粒子在内的一系列基本粒子的最初起源。#p#分页标题#e#

2、上帝粒子如何使其他粒子产生质量？

上帝粒子会形成遍布宇宙空间的希格斯场，一些粒子在希格斯场中运动，就像在糖浆中穿行，因受到阻力而变得凝滞，粒子由此获得质量。不同粒子受到的“阻力”不同，其所获得的质量也有差异。

3、为什么说没有上帝粒子，就没有生命，没有人类？

如果没有上帝粒子，宇宙中的所有粒子都将以光速运动。这么快的速度运行，粒子将无法结合到一起，就不会产生原子、分子、DNA、蛋白质，也就不会有生命，不会有人类，不会有其他任何物质，宇宙将会是一片虚无。

4、科学家可能在十几年前就捕捉到上帝粒子了？

2000年，欧洲核子研究组织当时的旗舰加速器——大型正负电子对撞机打算结束运行，结果发现了一个迹象，看起来就像上帝粒子，拥有大约115 GeV的质量。科学家说服管理层，让大型正负电子对撞机超期运行了6个星期，在超期服役期间，更多看起来像是上帝粒子的事件出现了。科学家又要求再次延长运行时间，但是大型正负电子对撞机必须拆除，给更强大的对撞机（LHC）腾位置。2011年，LHC宣布了最新的结果，暗示上帝粒子如果存在的话，它的质量介于115-130 GeV之间，这说明科学家可能在十几年前就捕捉到上帝粒子了。

5、寻找上帝粒子过程中科学家有没有动摇过？

2008年8月，欧洲核子研究中心开始运行新的大型质子对撞机。这架大型质子对撞机造价约为80亿美元。计划实施时，将有来自34个国家近2000名科学家参加。乐观估计，将在2010年前后提供一个确切的答案。然而2011年8月，欧洲核子研究中心表示：一些迹象表明，上帝粒子也许真不存在，只是人们的“幻想”。与此同时，该中心许多科学家也认为“上帝粒子不存在”的可能性越来越大。

6、希格斯关于上帝粒子的论文曾经被拒？

1964年，希格斯写了两篇论文，每篇都只有两页长，内容就是现在被称为希格斯场的东西。《物理快报》接收了第一篇论文，但拒掉了第二篇论文。著名物理学家南部阳一郎在评审第二篇论文的时候，建议希格斯加上一部分内容来解释这一理论的物理学意义。希格斯加了一段话，预言这个场中会产生一种新的粒子，即上帝粒子。然后，他把改过的论文投给了那家杂志的对手——《物理评论快报》，结果发表了。#p#分页标题#e#

7、英国是不是举办过一场比赛，来寻找解释希格斯场的最佳方法？

科学家很难向英国政府解释清楚希格斯场。1993年，英国科学部长威廉•瓦多格列佛发起一场比赛，让科学家用一页纸的篇幅向他解释希格斯场，获胜者是英国伦敦大学学院的物理学家戴维•米勒。米勒把希格斯场比作一个房间，房间里均匀分散着一大群为政客聚会服务的工作人员。一个无关紧要的人可以不受阻碍地在人群中穿来穿去，然而，如果是时任英国首相撒切尔夫人到场，一定会吸引大量的关注：聚会工作人员会围拢在她周围，减慢她穿行的速度，使她带上某种“质量”。

8、霍金是不是用100美元打赌不存在上帝粒子？

著名物理学家霍金曾和密歇根大学的教授凯恩用100美元打赌，自信地认为被称为“上帝粒子”的希格斯粒子不可能被找到。不过，当欧洲核研究组织宣布找到上帝粒子时，霍金称赞了该发现的重要意义，并打趣地说：“这个发现应该能为希格斯赢得诺贝尔奖，不过害我输了100美元”。

9、上帝粒子名字里为何有“上帝”两字？

最初上帝粒子一说出自一本科普读物，事实上，很多科学家认为认为“上帝粒子”这个称呼过分抬高了这种粒子的重要性。利用类似的神学词汇来标注一个令人费解的亚原子粒子，似乎是为了触怒那些反科学的宗教人士，或至少使他们游离于科学之外。“上帝粒子”已经成为希格斯粒子的一种别称，然而它却既非物理也非神的意志，却对两方面产生了影响。“上帝粒子”是一种廉价的称呼，它在称呼上无疑抓住了人们的关注点，然而它的意思却是那样含糊，真正内容很难被人们洞悉。

10、希格斯不喜欢“上帝粒子”这个名字？

美国物理学家、1988年诺贝尔物理学奖获得者利昂·莱德曼曾著有科普书籍《上帝粒子：如果宇宙是答案，那么问题是什么？》。后来媒体也沿用了这一称呼，常常将希格斯粒子称作是“上帝粒子”。上帝粒子这个名字广泛传播，然而，作为一个无神论者，希格斯非常不喜欢这个名字。在此之前，谦虚的希格斯并不希望自己的名字冠在粒子前，但权衡之下，他终于接受了希格斯粒子这个名称。
 

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