令人振奮的大型強子對撞機

我很難用言語描述大型強子對撞機有多么令我激動。它對物理學的未來發展，以及由此帶動科技領域未來革新的重要性怎么夸大都不為過。不要被這花哨的名字誤導了，“強子”只是一系列由夸克組成的某一類粒子的總稱，而且整個設備可以稱為大型質子對撞機，因為這正是它的主要功能。建造大型強子對撞機（LHC）可是一個非常復雜而浩大的工程，組織者在20年間聘請了約1萬名世界頂級科學家，共花費了44億英鎊才建造完成——但是建造它的目的其實是非常簡單的：讓兩個質子高速往相反方向運動，然后讓它們彼此相撞，最后看看相撞后會產生什么。

為什么用質子呢？好吧，答案是就我們目前所知，單獨的夸克是不存在的，所以相對而言，質子是除夸克以外最適合的東西。質子是由夸克構成的，只要引起它足夠多的碰撞，遲早其中一個質子中的夸克就會正面撞上另一個質子中的某個夸克。在我們可能看到的許多物質中，我們最為焦急期待的，當然是希格斯玻色子。

不過我還是得說，別被這個花哨的詞迷惑，“希格斯”這個名字是從英格蘭堡的一位叫彼得·希格斯的數學家的姓中得來的，因為他是最先用最適宜的數學模型來描述這種粒子的，而“玻色子”則是另一種粒子的名字。我會很愿意向你介紹它極高的重要性——重要到它的昵稱居然叫“上帝粒子”。一言以蔽之，如果希格斯玻色子存在的話，大型強子對撞機（LHC）就會找到它。這非常令人期待，找到它后，會給人類增加多少新知？實際上這是一個令人著迷的專業秘密，而我很愿意把這個秘密告訴你。

我們將會在本章的后半部分看到，事實上，大型強子對撞機（LHC）的作用不限于尋找希格斯粒子，它還要做許多事。它為我們打開了一個全新的世界以供我們探索，這是一個物體可以小到10-19米的世界。在這個世界中，在我們可能發現的超乎尋常的事情中，其中包括額外維度——是的，這是真的！——還有一大群從來沒有發現過的新粒子。不僅是這些，我們還會看到，大型強子對撞機（LHC）并不只是為了探索量子物理的新篇章而建造出來的，而且它還會嘗試回答宇宙學中兩個最基本的問題：第一，如果宇宙大爆炸創造了等量的物質和反物質，那么粒子都去哪兒了？第二，如果大爆炸正如你所預期的，朝所有方向噴射出等量的物質，那么這些物質怎么集結成塊，形成恒星和星系呢？我們真的需要仔細回答這兩個問題，因為，它們對我們理解人類是如何來到這個世界的至關重要。

當然，另一個關于大型強子對撞機（LHC）的話題就是：對撞會產生極高的能量，以至于除了希格斯玻色子之外，另一個不受歡迎的東西——黑洞，也會被制造出來。這是一種可能性，你可能會心生一種虛無主義的沖動，把書扔到一邊，然后打開那瓶自從90年代后期就放在壁櫥里的，覆蓋著拉菲草的劣質馬略卡白蘭地，然后一口氣喝光，但是在這之前，我向你保證，這樣的黑洞是不可能摧毀現有的宇宙的——原因稍后奉上。