科學(xué)家懷有滿腔的熱情，他們希望通過希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)開啟一扇物理學(xué)研究領(lǐng)域的大門，2012年的夏天，歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)捕獲了一種新奇的粒子，科學(xué)家長(zhǎng)期以來尋找的希格斯粒子符合新奇粒子的基本特征，興高采烈的科學(xué)家看到了希望，也許很快就會(huì)開啟一扇通往新物理學(xué)的大門，開創(chuàng)物理學(xué)研究的新領(lǐng)域和新途徑。好似如日中天的弦理論對(duì)物理學(xué)和宇宙學(xué)的影響。在宇宙發(fā)生大爆炸之后產(chǎn)生了物質(zhì)的世界，基本粒子來源的神秘性有待揭示，有過一段時(shí)間，科學(xué)家創(chuàng)新物理學(xué)的積極性和熱情受到了科學(xué)界的冷遇。

一個(gè)以希格斯粒子為主題的高水準(zhǔn)學(xué)術(shù)會(huì)議曾在位于意大利阿爾卑斯山的一個(gè)小村莊舉行，科學(xué)家在為期五天的學(xué)術(shù)討論會(huì)上集中研討了粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型或“粒子拼圖”中最后一個(gè)遺失的基本粒子。粒子物理學(xué)家搜索希格斯粒子的行動(dòng)經(jīng)歷了30多年的時(shí)間，但直到2012年才初步確定了希格斯粒子的存在，有些追蹤希格斯粒子的物理學(xué)認(rèn)為，目前沒有獲得宇宙基本結(jié)構(gòu)的足夠認(rèn)識(shí)，希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)有不少有待澄清的疑點(diǎn)。

歐洲核子研究中心的物理學(xué)家波林·蓋格農(nóng)解釋說，希格斯粒子發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)正在增加，人們看到了有關(guān)希格斯粒子發(fā)現(xiàn)的更多令人興奮的實(shí)驗(yàn)成果，在日內(nèi)瓦附近的歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)室，科學(xué)家一直在探究希格斯粒子或“上帝粒子”的特性。美國(guó)的理論物理學(xué)家彼得·沃特在自己的科學(xué)博客中解釋了希格斯粒子發(fā)現(xiàn)的曲折過程，2012年，通過歐洲的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)發(fā)現(xiàn)了非常像標(biāo)準(zhǔn)模型家族成員的希格斯粒子，而在2012年之前，科學(xué)家對(duì)希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)有過十分沮喪的經(jīng)歷，他們終于看到了長(zhǎng)久以來尋找的希格斯粒子的真容，好似注射了一支強(qiáng)心針，科學(xué)家的內(nèi)心再次燃起了一團(tuán)照亮新物理學(xué)漆黑遠(yuǎn)景的火焰。

大型的強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)器是找到希格斯粒子的“功臣”，這臺(tái)高能級(jí)的機(jī)器不放過任何奇異發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)，除了希格斯粒子發(fā)現(xiàn)之旅的艱難行，尋找暗物質(zhì)的蹤跡和超對(duì)稱理論的證據(jù)都十分困難，科學(xué)家分享了從實(shí)驗(yàn)機(jī)器中獲得的海量數(shù)據(jù)記錄，但有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析成果時(shí)斷時(shí)續(xù)，超大型的強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）在運(yùn)行和維護(hù)之間關(guān)關(guān)停停，經(jīng)過幾次技術(shù)升級(jí)的大型機(jī)器顯著地提升了運(yùn)行的能量，各種粒子幾乎以光速實(shí)現(xiàn)了正面碰撞，創(chuàng)造了數(shù)以億次的微型“宇宙大爆炸”的場(chǎng)景，科學(xué)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)從高能粒子的對(duì)撞中收集了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

在歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)室，被加速的一批批質(zhì)子以接近光速實(shí)現(xiàn)了碰撞，從對(duì)撞機(jī)的一個(gè)被稱之為瞄準(zhǔn)儀的吸收裝置中產(chǎn)生了粒子的碎片雨。直到2013年之前，希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)沒有得到嚴(yán)格的科學(xué)論證，證據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性有一個(gè)最終的確認(rèn)過程，科學(xué)家進(jìn)一步解釋了希格斯粒子的各種神秘性。從上個(gè)世紀(jì)六十年代早期開始，科學(xué)家陸續(xù)推測(cè)了希格斯粒子的實(shí)在性，希格斯粒子的神秘性有一個(gè)重要的特點(diǎn)，宇宙在137億年之前發(fā)生了一次起源性的大爆炸，希格斯粒子為所有產(chǎn)生的基本粒子賦予了質(zhì)量，與此同時(shí)，物質(zhì)的質(zhì)量獲得了神秘性的引力，質(zhì)量和引力是宇宙誕生最早期的產(chǎn)物。

從1980年代開始，科學(xué)家暫時(shí)性地將希格斯粒子納入基本粒子組成的標(biāo)準(zhǔn)模型，2012年，科學(xué)家在大型對(duì)撞機(jī)或LHC的碰撞實(shí)驗(yàn)中初步找到了“迷失的粒子”，完成了基本粒子的標(biāo)準(zhǔn)模型拼圖，然而，神秘性的引力不在標(biāo)準(zhǔn)模型展現(xiàn)的范圍，有些物理學(xué)家期待希格斯粒子最終發(fā)現(xiàn)的更大價(jià)值，在標(biāo)準(zhǔn)模型的希格斯粒子之外開啟一扇通往新物理學(xué)的大門，科學(xué)家在“基本粒子動(dòng)物園”還將揭示很多新奇的奧秘，就像打開了一道通往科幻世界的大門，后面神奇的世界和寶藏令人暢想。

在意大利阿爾卑斯山的一處滑雪村莊舉辦的物理研討會(huì)為各國(guó)科學(xué)家?guī)砹艘淮瘟己玫慕涣鳈C(jī)會(huì)，希格斯粒子實(shí)驗(yàn)的最新證據(jù)是科學(xué)家討論的主要話題之一，希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)得到了后續(xù)實(shí)驗(yàn)的證實(shí)，他們也非常關(guān)注暗物質(zhì)和超對(duì)稱性的研究課題，暗物質(zhì)是不可見的物質(zhì)，占到了宇宙總成分的大約25%，根據(jù)超對(duì)稱性理論或模型的推測(cè)，所有的粒子都有對(duì)應(yīng)的反粒子，暗物質(zhì)和超對(duì)稱性已是新物理學(xué)中的主要概念，新物理學(xué)的知識(shí)體系解釋了諸如宇宙如何運(yùn)行的問題，這一知識(shí)體系超出了現(xiàn)有粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的范圍。

暗物質(zhì)存在的爭(zhēng)論性較小，暗物質(zhì)引力影響了周圍的可見星系、恒星和行星，從暗物質(zhì)的引力作用推測(cè)了暗物質(zhì)的存在。星系、恒星和行星之類的可見物質(zhì)占到了宇宙總成分的大約4%。科學(xué)家圍繞著超對(duì)稱性展開了一場(chǎng)持久的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論，物理學(xué)家將超對(duì)稱性理論稱為SUSY，有些物理學(xué)家贊成SUSY，有些物理學(xué)家則反對(duì)SUSY，持反對(duì)觀點(diǎn)的物理學(xué)家認(rèn)為SUSY只是幻想，從物理實(shí)驗(yàn)中得不到證實(shí)，好似弦理論對(duì)宇宙運(yùn)行的基本描述，看起來非常精美的理論出現(xiàn)了驗(yàn)證的困難性。歐洲核子研究中心的物理學(xué)家奧利弗·布赫繆勒贊成SUSY，他認(rèn)為科學(xué)家將要花費(fèi)更多的精力和時(shí)間，從科學(xué)團(tuán)隊(duì)目前的研究成果看來，超對(duì)稱性理論（SUSY）的驗(yàn)證在短期內(nèi)不會(huì)塵埃落定。

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的最可靠標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)也是檢驗(yàn)科學(xué)真理的最可靠標(biāo)準(zhǔn)，自然科學(xué)的真理性通常有一個(gè)反復(fù)檢驗(yàn)的過程，科學(xué)家之所以普遍接受了愛因斯坦的廣義相對(duì)論，這是因?yàn)槎啻蔚奶煳挠^測(cè)結(jié)果驗(yàn)證了這一理論的正確性，人們?cè)谔仗剿骰顒?dòng)中除了考慮低速運(yùn)動(dòng)的牛頓時(shí)空觀，還要考慮高速運(yùn)動(dòng)的愛因斯坦時(shí)空觀，否則可能產(chǎn)生不可忽略的時(shí)間誤差?？茖W(xué)家在初步發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子之后，多次驗(yàn)證了希格斯粒子的存在和特性。先是從基本粒子的標(biāo)準(zhǔn)模型推測(cè)了希格斯粒子的存在，后是從高能粒子對(duì)撞機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到了證實(shí)，從初步發(fā)現(xiàn)到完整而充分的證實(shí)，科學(xué)發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了似是而非的曲折過程。

量子物理世界的希格斯場(chǎng)論、超對(duì)稱性理論和弦理論都建構(gòu)了精美的模型，從理論模型上很好地解釋了微觀粒子的特性和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，后愛因斯坦時(shí)代的科學(xué)家致力于將相對(duì)論和量子論融合為一個(gè)理論的框架，以便更好地解釋宇宙物質(zhì)的特性和運(yùn)行規(guī)律。只有經(jīng)過充分而反復(fù)驗(yàn)證的理論才是嚴(yán)格的科學(xué)真理，沒有經(jīng)過充分而反復(fù)驗(yàn)證的理論不是真正意義的科學(xué)真理。實(shí)驗(yàn)出真知，檢驗(yàn)出真理，當(dāng)科學(xué)家的認(rèn)知出現(xiàn)出錯(cuò)時(shí)，在糾錯(cuò)過程中或者放棄，或者完善了現(xiàn)有的理論。新物理學(xué)離不開模型的建構(gòu)和物理實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件不能檢驗(yàn)的有待未來實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。

（編譯：2021-3-11）

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