蒂姆·克羅斯
托馬斯·赫胥黎說(shuō):“科學(xué)的最大悲劇,是用丑惡的事實(shí)屠殺美麗的假說(shuō)?!钡@是科學(xué)的方法。如果自然提供了某假說(shuō)有誤的明確證據(jù),那么你必須放棄該假說(shuō),或者至少修改該假說(shuō)。毫無(wú)疑問(wèn),那些與該假說(shuō)的正確性存在利益關(guān)系的人,心里會(huì)不舒服。但至少每個(gè)人都知道自己的立場(chǎng)是否正確。
然而,在相反的情況下——即自然未否定某假說(shuō),但頑固地拒絕提供任何支持該假說(shuō)的事實(shí)——會(huì)發(fā)生什么?沒(méi)人知道自己的立場(chǎng)是否正確。物理學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要假說(shuō)——超對(duì)稱性——正迅速陷入上述境地。超對(duì)稱性理論認(rèn)為所有已知的基本物質(zhì)和能量粒子都存在“超對(duì)稱性”伴粒子,即“超對(duì)稱粒子”,此理論試圖填補(bǔ)物理理論中的許多漏洞。超對(duì)稱性理論既簡(jiǎn)潔又精妙,但仍然沒(méi)有任何事實(shí)支撐。現(xiàn)在看來(lái),這一理論在2017年要么被證實(shí),要么被拋棄。
超對(duì)稱性不是什么新理念,其現(xiàn)代形式可追溯到1971年。但是,直到最近,沒(méi)有人對(duì)粒子加速器未能發(fā)現(xiàn)超對(duì)稱粒子一事太擔(dān)心,因?yàn)槌瑢?duì)稱性理論預(yù)測(cè),超對(duì)稱粒子比與其對(duì)應(yīng)的基本粒子更重,因此需要更多能量來(lái)生成。對(duì)于“更多”能量具體是高多少,不同版本的超對(duì)稱性理論有不同的說(shuō)法。但很多版本的超對(duì)稱性理論都說(shuō)要“高得多”,當(dāng)時(shí)的機(jī)器無(wú)法產(chǎn)生如此高的能量。位于日內(nèi)瓦郊區(qū)的歐洲粒子物理實(shí)驗(yàn)室——?dú)W洲核子研究中心(CERN)的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)于最近升級(jí),改變了這一狀況。該機(jī)器于2015年重新開(kāi)放,如今,其能量之大,足夠發(fā)現(xiàn)所有簡(jiǎn)單直接版本的超對(duì)稱性理論所預(yù)測(cè)的超對(duì)稱粒子。
然而,該機(jī)器一無(wú)所獲。2016年,曾有一系列報(bào)道稱強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)發(fā)現(xiàn)了一種新粒子(后被證實(shí)是誤報(bào)),即便如此,也不能表明所謂的新發(fā)現(xiàn)是超對(duì)稱粒子。而且,在隨后于哥本哈根舉行的會(huì)議上,根據(jù)理論物理學(xué)界一項(xiàng)歷史悠久的傳統(tǒng),超對(duì)稱粒子不存在得到正式承認(rèn)。打賭稱超對(duì)稱粒子將于2016年6月前被發(fā)現(xiàn)的一群科學(xué)家,按時(shí)將賭注——一瓶白蘭地酒交給了與其對(duì)賭的一群科學(xué)家。
雖然上述賭局已塵埃落定,但是如果超對(duì)稱粒子能在2017年確實(shí)被發(fā)現(xiàn),人人都將歡呼雀躍,而物理學(xué)將重新回到解釋暗物質(zhì)(宇宙的組成部分,只能通過(guò)其引力效應(yīng)察覺(jué),可能是由超對(duì)稱粒子組成)這樣的奧秘,以及解釋各種自然力量是否本質(zhì)上是同一事物的不同方面。然而,如果超對(duì)稱粒子仍然毫無(wú)蹤影,超對(duì)稱性理論也將難以為繼。
有些改良版的超對(duì)稱性理論可能使該理念多存活一段時(shí)間。舉例來(lái)說(shuō),有一種超對(duì)稱性理論認(rèn)為,只有一半的已知粒子具有對(duì)應(yīng)的超對(duì)稱粒子,而強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)目前尚無(wú)力發(fā)現(xiàn)這些超對(duì)稱粒子。但此種狡辯像是絕望之舉,與2013年理論物理學(xué)界的信心滿滿形成鮮明對(duì)比,彼時(shí),預(yù)言已久的希格斯玻色子終于被發(fā)現(xiàn)。通常,確定一種理論破產(chǎn)的確切時(shí)間,要比確定理論誕生的時(shí)間更有難度。然而,除非超對(duì)稱粒子最終決定現(xiàn)身,否則,歷史書(shū)可能一致將2017年記載為超對(duì)稱性理論的破產(chǎn)之日。
(翻譯:熊靜,審譯:康娟)