上帝粒子和诺贝尔奖——王令隽-挑战相对论-西陆网

上帝粒子和诺贝尔奖——王令隽

[楼主] 作者:hudemi 发表时间:2013/11/22 19:52

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上帝粒子和诺贝尔奖

王令隽 2013年11月16日

1。上帝粒子是怎样练成的？

2013年10月，瑞典皇家科學院將2013年的诺贝尔物理奖授予布鲁塞尔大学的英格勒特（François Englert ）和爱丁堡大学的希格斯（Peter W. Higgs），其贡献是“理论上发现了理解亚原子粒子质量的机制，这一机制为最近在欧洲核子研究中心的大强子对撞机的ATLAS 和CMS 实验所证实。” 牟然宣布 “这一机制为最近在欧洲核子研究中心的大强子对撞机的ATLAS 和CMS 实验所证实” 是轻率的，因为这一机制并没有得到确切的实验证实。诺贝尔奖颁给了一个尚未得到实验证实的理论假说，这还是破天荒第一次。

上帝粒子到底是怎么假设出来的？它对基本粒子理论为什么如此重要？让我们简单地回顾一下半个世纪以来基本粒子理论的发展过程。

基本粒子理论界奉行一条基本原则，就是理论必须具有数学对称性，其中最重要的对称性就是Yang-Mills场的规范协变性。可是Yang-Mills规范场理论有一个非常大的问题：这种非阿贝尔规范容不得带质量的粒子存在。一带上质量就不能保持规范协变性。比如说，自旋为半整数的费米子的拉格朗日函数如果带有质量，其自旋度（helicity）根本无法翻转。W和Z玻色子的拉格朗日函数如果带有质量，也不能保持规范协变性。所以，无论是玻色子还是费米子，都不能把质量作为一种内秉特性，除非放弃规范协变性。这一结果被称为“高尔兹敦定理”。基本粒子理论家们选择了情愿让粒子质量等于零也要维护规范协变性。因为对称性原则是这些理论家们不可动摇的信仰和基本教义。

为了解决弱相互作用或者弱电统一理论中的质量问题，理论家们提出了一种所谓的“自发对称破缺”机制。最早于1960年提出自发对称破缺機制的是芝加哥大學的南部陽一郎（也是一個諾貝爾獎得主）。1962年，超導理論學家菲利普安德遜發現，如果将无质量的南部—高尔兹敦模式和无质量的规范场模式捆绑在一起就可以构造一个带质量的矢量场。其情形一如“夸克禁閉”将几个夸克捆绑在一起一样。1963年，安德遜在一篇論述Yang-Mills场的文章中得出結論說：“這兩种玻色子看起來能夠互相抵消，剩下有質量的玻色子。” 1964年3月，阿伯拉罕克萊因（Abraham Klein）和本傑明李（Benjamin Lee）證明了，至少在某些非相對論條件下，可以通過自发对称破缺繞過高尔兹敦定理，並猜想在相對論條件下也應該行得通。

這一猜想立即被發展成一個相對論模式。1964年下半年，三個研究組幾乎同時提出了希格斯機制（Francois Englert and Robert Brout, Peter Higgs, Gerrald Guralnik, Carl Hagen and Tom Kibble）。这个机制假定真空中存在一个四分量的标量场（希格斯场）。这个场构成一个弱同位旋 SU(2)空间中的复数双重态。这个场的弱超荷为1/2。（弱超荷等于电荷减去弱同位旋。）

希格斯标量场的数学表示就是一个1x2的矩阵，只有两个矩阵元，每个矩阵元都是复数，都有实部和虚部，所以希格斯场应该是四个变量的函数。如果将它画成图表，希格斯场看上去像一顶墨西哥帽子，或者像一个香槟酒瓶子的底，中间隆起来，最低的部分是底部的边而不是底的中心。希格斯场的基态就是最低的部分，不在中心而在边上。这个基态是退化的。这许多退化的基态之间通过SU(2)规范变换相连系。正是在此地，神迹发生了。理论家们可以令四个变量中的三个为零，只保留一个，其真空期望值（vev）具有质量的量纲。这个具有质量量纲的vev与希格斯拉格朗日函数中的两个耦合常数一起给出了W粒子和Z粒子的质量。夸克和轻子与希格斯场的相互作用则是通过汤川耦合来实现。拉格朗日函数中的汤川相互作用部分式子比较冗长，包含希格斯场的所有四个元素以及汤川耦合矩阵。同样地，应用所谓的“自发对称破缺”机制，即仅保留希格斯场四个元素中的一个而丢掉其他三个，就会产生费米子的质量项。这就是上帝粒子使玻色子和费米子获得质量的“希格斯机制”。关于这种抛弃退化基态函数中的无数多个分量只保留一个分量的数学操作（美其名曰“自发对称破缺”）之背理，我在“科学上有没有最终的万能理论”一文中已有分析，兹不赘述。

在提出“自发对称破缺”机制的所有人當中，希格斯之所以特別受到注意，是因爲他明確提出了標量玻色子的存在。可是一般認爲，這三个研究组中的六個人對希格斯機制的提出都有功勞。1967年，溫伯格（Stephen Weinberg）和薩拉姆（Abdus Salam）表明了希格斯機制如何可以應用到格拉肖（Sheldon Glashow）的弱電統一理論中。溫伯格還表明了，自發對稱破缺機制不僅可以使玻色子得到質量，還可以使費米子得到質量。

可是這些工作在當時沒有得到太多的重視，因爲這樣的機制玄乎得使許多物理學家無法接受。當時理論界普遍認爲非阿貝爾規範理論是一個毫無希望的死胡同，他根本就無法被重整化。格拉肖在他的教學中都不太提溫伯格薩拉姆和他自己的弱電統一理論。1974年，《近代物理評論》雜誌有一篇評論文章指出，“沒有人真正相信大自然會像魔鬼一樣聰明地來借助這些機制。”

1971年，維爾特曼（Martinus Veltman）和提胡佛特（Gerard ‘t Hooft）證明了Yang-Mills场重整化的可能性。加上本傑明李的出色的科普工作，使得弱電統一模型逐漸為主流所接受。此後許多為標準模型作出過貢獻的人獲得了諾貝爾獎。光是理論家就有南部陽一郎，格拉肖，溫伯格，薩拉姆，維爾特曼，提胡佛特，當然還有今年的希格斯和英格勒特（Francois Englert）。

潮流是形成了，可是要使學界信服，不提供某些實驗證據是不行的。W和Z粒子可以算是某种實驗證據。可是如果沒有希格斯機制，這些粒子同樣不能有質量。這就是爲什麽尋找希格斯粒子成了30年來基本粒子物理界的中心問題。

2。尋找上帝粒子的偉大戰役

這位上帝粒子閣下到底能不能找到呢？

这个问题逻辑上不完整，因为没有时间限制。逻辑上正确的回答是：“任何时候都不能说永远找不到”。你不能因为今天没有找到就否定其存在。只要继续不断地追加研究经费，不断地找，总有可能找到的。比如说，长生不老药是否存在？谁都无法否定它的存在。秦始皇找不到，不等于永远找不到。当然，如果设定时限（比如 100年或1000年），我就可以肯定地说，长生不老药不存在，找不到。

其次，对于 “找到”的定义也十分关键。比如说，一个瞎子摸到一根柱子，就宣布摸到了象，是因为他把“找到了象”定义为“摸到了一根很粗的柱子”。这位盲人没有根据象的本质特性来定义“象”。如果您看到一只美猴王在耍弄闪闪发光的金属棒，就以为找到了孙悟空，便忘记了孙悟空的本质特性--他能腾云驾雾，一个筋斗能翻十万八千里，有七十二般变化，能从耳朵里掏出一个绣花针，晃一晃，碗来粗细。如果不管这些本质特性，只按猴子的脸谱找孙大圣，那您找到的很可能是六龄童或六小龄童，而不是齐天大圣。

这种不按本质而按表象寻找某种目的物的盲人摸象哲学，也被20世纪的主流物理学采用了。比如说，黑洞是施瓦兹查尔德半径以内的时空区域，其本质特性是时间和空间互换。如果您仅仅发现宇宙空间中存在某个不发光的巨大的物体，但是并没有证实这一物体内时间和空间翻转了，就宣布发现了广义相对论中的黑洞，那就是学术造假。

同样地，要证实找到了上帝粒子，就必须证实它的本质特性。什么是上帝粒子的本质特性呢？它的本质特性就是所谓的“希格斯机制”，这种机制产生“自发对称破缺”，并赋予所有粒子以质量。希格斯场是真空中无处不在的具有四个分量的标量场。这个场的激发态就是希格斯粒子，寿命仅为10的负22次方秒。希格斯场的三个分量被弱同位旋的SU(2)对称性吸收，U(1)规范玻色子则变成W和Z粒子的纵向分量。剩下的电中性分量与其它费米子通过汤川耦合使费米子带上质量。这就是上帝粒子的本质特性。如果物理学家们不能证实这些本质特性的存在，不能證實上帝粒子如何使其他所有的玻色子和費米子獲得質量，如何產生自發對稱破缺，不能证明希格斯场具有墨西哥帽子一样的势能分布，仅仅是在126 GeV的能量值找到一个散射截面的共振峰，則并不能证实希格斯场和上帝粒子的存在。当然，如果像我这样定义“实验证实”，游戏就没法玩了。基本粒子这一行的行规是，只要间接地找到某种与此“粒子”有关的“迹象”(signature)，就算找到了这个粒子。

那末，什麽是上帝粒子存在的迹象呢？這當然還得聼理論家的指示。只有他們才有資格告訴人們什麽是這種signature。根據標準模型，上帝粒子一經產生便會立即衰變，寿命仅为10的负 22次方秒。衰變渠道可以不止一個，而且和“上帝粒子”的制造方法有关。上帝粒子的制造同样非常困难。根據標準模型的理論期望，上帝粒子有可能通過幾種方法產生：

1）胶子聚變：如果對撞的粒子是強子，比如質子和反質子的对撞，那么强子中的胶子很可能会聚变而成上帝粒子。在LHC 和 Tevatron（美国的亿万电子伏加速器）中上帝粒子的生产，理论认为这一过程是主要的。

2） 希格斯轫致辐射：如果一个费米子和反费米子对撞，比如正负电子对产生对撞，其费曼图上会有一个虚W或者虚Z粒子，这虚的玻色子如果有足够的能量，便可能产生一个上帝粒子。在 Tevatron 的大型正负电子对撞机（LEP）中，理论认为上帝粒子的产生便是以希格斯轫致辐射为主。

3）弱玻色子聚变：费米子对撞的另一个可能的费曼图是互相交换一个W或者Z粒子，然后发射一个上帝粒子。这个过程被认为在LEP 和LHC中可能都是重要的机制。

还有其他许多可能的机制。

上帝粒子的衰變渠道也非常之多，因爲它承擔著使其他 53 个有质粒子獲得質量的繁重任務。根据标准模型，最重要衰變渠道有如下幾條：

1）如果上帝粒子的质量大于350 GeV（顶夸克质量的两倍），最可能的反应是衰变成一对顶夸克和反顶夸克。

2）如果上帝粒子的质量在126 GeV，则最容易衰变成一对底夸克和反底夸克。

3）另一个衰变渠道是变成一对 Tao 和反 Tao 介子。

4）上帝粒子还可以分解成一对带质量的玻色子，最可能是一对 W 中间玻色子。W 玻色子也不能直接测量，而会衰变成一对夸克—反夸克，或者衰变成一个轻子和一个中微子。可是，衰变成一对夸克—反夸克的反应很难与本底噪声区别，而衰变成轻子和中微子的反应则很难处理，因为中微子很难检测。

5）能给出比较清楚的信号的衰变是变成一对 Z 玻色子。Z 粒子随后衰变成一对容易检测的轻子（electron or muon）。

6)上帝粒子还可以衰变成规范玻色子（胶子或光子），只是需要在费曼图中有虚夸克中间环或者带质量的玻色子。最普通的此类过程是通过虚夸克衰变为一对胶子（胶子聚变的逆反应）。

7）上帝粒子还可以通过 W 玻色子或重夸克为中介环路而衰变为一对光子。这个反应的分支比例非常小，约为千分之二。不过，此反应对寻找上帝粒子却非常重要，因为光子的能量可以比较精确地测量。

希格斯粒子的寿命仅为 10 的负 22 次方秒，一产生就立即衰变，根本无法直接测量。所以，只能间接地测量其最终生成物，质子，电子，介子和光子。因为云室，气泡室，多丝室和闪烁计数器只能检测带电的粒子，连中子都测不到。光电管和闪烁计数器可以检测光子。（我不认为光是粒子，只是姑且用一下通行的说法。）

所以，一个寻找上帝粒子的伟大战役，其总体图像就是：将一对正负电子或者正反质子加速到非常高的能量，使它们对撞，然后探测对撞的最终生成物：质子，电子，带电介子，光子。如果再由这些最终生成物的空间分布和能量分布曲线上有一个共振峰，就认为是一个新的粒子，再以这个共振峰来反推上几代的反映过程，从而推论上帝粒子的存在，并推断上帝粒子使其他粒子获得质量。

关于大型基本粒子实验证实的间接性和不可靠性，我已在多篇文章里谈到。上帝粒子探测的间接性是又一个例子。仅仅根据对撞的最终生成物质子，电子，介子和光子的空间和能量分布就能反推上几代的反映过程，就能断定诸多费曼图所代表的衰变过程的存在，就能断定图上的虚夸克，虚玻色子，虚胶子和上帝粒子的存在？这和根据病人的脉搏和舌苔的观察来断定肺属金，肾属水，肝属木，心属火，脾属土，从而证明北方属水，东方属木，南方属火，西方属金，中间属土，并进而证明人的命运决定于天上的星相，用的是同样的逻辑和推理。基本粒子动物园里有好几百号动物，即使按照标准模型中的夸克理论，有质量的粒子也有53个，他们都必须通过上帝粒子以获得质量。这里边有多少可能的上帝粒子的生成机制和衰变渠道？仅仅根据对撞的最终生成物的能谱上的一个共振峰就能证明所有粒子的质量是通过自发对称破缺机制获得的？

自1990年代开始，欧洲核子研究中心开始在正负电子对撞机（LEP）上寻找上帝粒子。直至2000年，都未能找到。美国费米实验室的 Tevatron 于 1995 年宣布发现了顶夸克以后，乘胜追击，立即以寻找上帝粒子为新的使命。此时欧洲的大强子对撞机LHC尚未竣工，而美国的超强对撞机SSC又已经下马，既然 LEP寻找上帝粒子失败，正是Tevatron乘胜扩大战果，建功立业的天赐良机。但是Tevatron并没有找到上帝粒子。对上帝粒子的寻找于2011年九月正式结束。

LHC 寻找上帝粒子的工作本来计划2008年底启动，可是实验开始才九天，因为一根电线接触不良损坏了50个超导磁铁并污染了对撞机的真空系统，使得整个计划推迟了14个月，直到2010年3月才正式开始收集数据。主要探测器有两个：ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus) 和CMS (Compact Muon Solenoid)。至2011年5月，这两个探测器逐渐发现了伽玛光子和4个轻子事件出现的迹象（signature），也就是在能谱曲线上125 GeV 的位置隐隐有一个小小的隆起。数据积累到11月，这个小小的隆起好像不太可能是噪声，而非常像是一个共振峰。2011年11月28日，ATLAS 和 CMS 的负责人和欧洲核子研究中心的主任召开内部会议讨论他们的观察结果，初步认为ATLAS 和 CMS有可能朝125 GeV 的位置靠拢而分享成果。至 2011年底，许多人期待着2012年底应该会有比较确定的结果，证实是否找到了上帝粒子。

2012年7月4 日，这两个探测组宣布他们在125 GeV 左右发现了一个未知的玻色子。ATLAS 的数值是125.3 GeV , CMS的数值是126.5 GeV。将两个结果合起来，显著性检验达到 5 个均方差，也就是错误的几率仅有百万分之一。这个结果在一般公众听来，好像是找到了上帝粒子是毫无疑义的了，错误的可能性不到百万分之一。这是完全的误解。他们宣布的结果只是说，在125.3 GeV 左右确实有一个共振峰，能谱曲线上这个小小的隆起是噪声的可能性小于百万分之一，可是他们不能断定这个隆起一定就是上帝粒子。打个比方，我在花果山的瀑布前观察到了一只猴子，它不是猴子的几率不到百万分之一，但是这不是说，那只猴子不是齐天大圣的几率不到百万分之一。同样，确切地观察到了125.3 GeV 的地方有一个共振峰，并不能确证找到了能够在10的负22秒钟内通过破坏对称性而使粒子们获得质量的上帝粒子。上帝粒子的这些本质特性是无法直接观察检测的，更谈不上5个均方差的显著性检验。

这里要特别强调的是，“自发对称破缺”理论并不能计算或者“预言”上帝粒子的质量是多少。上帝粒子的质量是一个不定的自由参数，所以，这个125.3 GeV 的共振峰的精确度的实际意义就大打折扣。仅就质量而言，理论上能谱曲线上任何一个地方有一个小隆起都可以解释为上帝粒子。所以还应该检验希格斯机制假设的上帝粒子的其它特性，比如说它的自旋等于零且具有偶宇称。这些特性得到检验之后，虽然还是不能确证希格斯机制和上帝粒子的存在真实性，但是毕竟可以为上帝粒子的存在增加一些论据。在2012年11月的京都会议上，科学家们只是认为LHC的实验结果比较倾向支持标准模型而不太支持其他的替代理论。但是不能排除别的可能的反应会产生同样的结果。所以议者以为，要真正有比较肯定的结果，还得等些年头。现在比较有把握的意见是，科学家们在125 GeV 的位置找到了一个未知的粒子，这个粒子很可能是某种玻色子，其特性有些像期待已久的上帝粒子。但是科学家们并没有肯定这个新的共振峰一定是上帝粒子。可是，自从2012下半年以来，媒体就开始炒作，开始宣布上帝粒子已经被找到了。其情形，一如当年泰晤士报迫不及待地宣布爱丁顿的日食观测结果证实了爱因斯坦的广义相对论一样。

2013年1月，欧洲核子研究中心总监胡沃（Rolf-Dieter Heuer）声明，根据现有的数据，要到2013 年中才有可能得到答案。美国布鲁克海文国家实验室物理部副主席则在2013年声明，要等到2015年对撞机重新开机以后再收集几年新的数据，才可以有比较确定的答案。欧洲核子研究中心的研究部主任伯托卢奇（Sergio Bertolucci）表示，为了决定这个粒子是不是某种上帝粒子，接下来最主要的任务是证实它的自旋为零和偶宇称。

可是，2013年3月 14日，欧洲核子研究中心發表声明：“CMS和ATLAS 对于这个粒子的自旋-宇称的几个可能的选择进行了比较，加上对这个粒子与其他粒子的反应的测量结果，强烈地暗示（strongly indicates）这个新粒子是希格斯粒子。” 我猜想，欧洲核子研究中心这么快地转变态度，发表如此肯定的声明，大概与诺贝尔奖评选日期迫近有关。

2013年10月，瑞典皇家科學院將2013年的诺贝尔物理奖授予比利时布鲁塞尔大学的英格勒特（François Englert ）和英国爱丁堡大学的希格斯（Peter W. Higgs），其贡献是“理论上发现了理解亚原子粒子质量的机制，这一机制为最近在欧洲核子研究中心的大强子对撞机的ATLAS 和CMS 实验所证实。” 瑞典皇家科学院的这一声明，比之欧洲核子研究中心2013年3月14日的声明，对上帝粒子的实验证实说得更为肯定，也更为轻率。物理学上的传统是，一个理论一旦荣获诺贝尔奖，便得了敕封诰命，荣升为真理。在實驗工作者自己都還沒有足夠把握的情況下就授予一個理論以諾貝爾獎，歷史上還是首次。這種迫不及待反映了基本粒子學界的某种無奈。在理論已然走入死胡同，而越來越高的經費要求越來越難得到社會的理解和滿足的時候，要守住嚴格的學術標準已经很難了。

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[楼主] [3楼] 作者:hudemi 发表时间: 2013/11/23 01:00

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3。技术层面的质疑
我多次质疑过庞大的高能物理实验的可靠性问题。寻找上帝粒子的实验是又一个例子。欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）耗资数十亿欧元，光是两个探测器ATLAS 和 CMS的雇员就有约7000人，加上大型对撞机本身的运行维护，其庞杂自不待言。这里面任何一个环节出错，都将产生严重的错误结果。天真的人们可能会说，这些人都是世界顶尖的科学家，既有丰富的经验，又严肃认真，对设备和软件一定进行过反复的检查和测试，怎么可能会出错？实际情况与芸芸众生善良的愿望和善良的信任相反，这种超大型实验出错的可能性可以大得出乎人们的意料。我们就以欧洲核子研究中心本身作为例子看看历史记录。
1960年代初，欧洲核子研究中心和美国布鲁克海文国家实验室在悄悄进行一场探测中微子的较量。1961年5月，一个瑞典物理学家达德尔（Guy von Dardel）发现欧洲核子研究中心对中微子流量的估算有错。欧洲核子研究中心估计六个月之类大概能观察到40个中微子，可是达德尔的计算表明，六个月之内最多不超过4个中微子。欧洲核子研究中心的错误出在一些非常初级的环节，比如说他们忽视了磁场对pi介子轨迹的影响，又没有考虑到pi介子衰变成mu介子和中微子以后他们的轨迹会分叉。达德尔不是欧洲核子研究中心中微子实验组成员，他义愤填膺，称其为丑闻。欧洲核子研究中心不得不立即推迟实验进程。这是理论计算环节出错的例子。布鲁克海文赢得了这场比赛，赢得了1988年诺贝尔奖（证明了存在两种中微子）。
连基础设施都可能出问题。上面提到，LHC 在实验开始后才九天，就因为一根电线接触不良而损坏了50个超导磁铁并污染了整个对撞机的真空系统，使得整个实验推迟14个月。这是第二个例子。
朋友们一定还记得前些时从欧洲核子研究中心传出来的特大新闻，说他们和意大利的实验物理学家们证实了中微子的速度超过光速。后来他们自己否认了，原因是电子设备和数据处理软件方面的错误。
没有实验经验的朋友们可能会说，如果计算和设备出错，一定会表现出来。经过反复检查，一切都顺利了，说明没有问题了，才会开始实验。一旦得出了结果，是不是就可以说明整个测量没有问题？
不一定。有些问题是会表现出来的，比如磁铁不干活了，真空坏了，等等。这一类问题很容易排除（虽然可能会要好几个月）。有些问题是隐性的，没有明显的表现和病态症状，只是悄悄地产生系统误差，甚至给出像样的但是错误的结果。从事软件工作的朋友一定也有这样的经验。明显的大错误很容易排除，最令人头痛的甚至是致命问题是隐形问题。对于低概率事件，这种潜在的系统误差就更为可怕。上述的超光速中微子实验的结果就属于这一类。其实所有的中微子实验，质子寿命测量实验，寻找上帝粒子的实验，都是低概率实验。根据LHC自己的估算，上帝粒子出现的概率大约是十亿分之一，其他好多可能的过程都会呈现出类似于理论期待的上帝粒子的迹象（signature），所以必须根据理论家假定的衰变渠道来设计符合线路以排除一些其他可能的类似过程，从几百万亿个事件中筛选出符合上帝粒子特性的事件。在这种情况下，如果存在某种未知的系统误差，就很容易造成能谱曲线上某个地方的隆起，而误以为是上帝粒子。特别是，理论家并不能预言上帝粒子的质量究竟是多少。所以，LHC 所允许的能量范围之内任何一个地方出现隆起，都可以解释为上帝粒子。这又使隐藏的系统误差用武之地更为广阔。
对于如此复杂的实验，按理应该有不同的独立实验多次重复互相检验，才能对实验结果建立某种信心。可是如此耗资几十亿，历时十几年的项目，想重复一次谈何容易！LHC宣称，ATLAS 和 CMS 是两个独立的实验。两个实验组测出的能量值符合得相当好，这还不够吗？当然不够。这两个实验组用的探测器都是装在同一个对撞机的同一个束流上，用的是同样的粒子束（正反质子）。他们测到相近的共振峰，不是什么不可思议的奇迹，不能认为是两个不相关的独立实验。如果说，在别的国家再建一个大型对撞机并且用不同的反应机制来测量上帝粒子的质量，不太可能，至少应该在欧洲核子研究中心用铅离子的对撞和正负电子对撞来证实一下，检验以下，看看共振峰是不是在同一个位置。LHC 的设计是可以进行铅离子对撞的，也可以进行正负电子对撞。
事实上，独立的实验检验是存在的。在上一节中提到的欧洲核子研究中心的正负电子对撞机（LEP）在1990年至2000年寻找上帝粒子，未能找到。美国费米实验室的 Tevatron 于 1995 年至2011年曾经认真地寻找上帝粒子，也没有找到。按道理，这些结果应该和LHC今年的结果具有同等的统计权重。可是粒子物理学界的规矩是，如果一个权威理论须要找到一个粒子，那么凡是否定的结果都被认为是失败，只有肯定的结果才被认为是成功，才有可能获奖。如果这次LHC寻找上帝粒子的结果是否定的，同样会被认为是失败，一直到得到肯定的或近似肯定的结果才肯罢休。这叫“实验检验”吗？我觉得叫“实验拥护”更为诚实。
4。“上帝粒子”名字的由来
希格斯是個無神論者，對於“上帝粒子”這個名字非常反感。就個人的名譽地位而言，他自然也更願意把這個新粒子叫做“希格斯粒子”。因爲有許多人對自發對稱破缺假設的提出做出了差不多的貢獻，所以有人提議不叫“希格斯粒子”，而取一個比較一般化的名字，比如“標量玻色子”。不過，最出名的還是“上帝粒子”。這個名字要歸功於另一個諾貝爾獎得主，費米實驗室的主任利昂理德耳曼（Leon Lederman）。他從1983年起就積極推動美國建造超高能對撞機（SSC），可是美國政府並沒有支持到底而于1993年叫停。所以理德耳曼于 1993年寫了一本科普書《上帝粒子：如果宇宙是答案，那什麽是問題？》目的是爲了宣传粒子物理的重要性，以説服美國公衆和政府給這些費錢的高能物理項目以充分的經濟支持。在這本書中，理德耳曼把超高能對撞機比作古代巴比倫人動工建築可是並未竣工的通天塔（又叫巴比塔，译自英文Babel）。事見聖經創世紀第11章。故事是这样的：古代全世界的人都说同一种语言。他们来到一个叫做示那（Shinar）的地方，准备建一座高塔（Babel）通到天堂。上帝知道了，就说：“如果他们是说同一种语言的同一个人民，就没有作不成的事。我们还是下去把他们的思想搅乱，让他们说不同的语言，使他们互相都不理解。”于是上帝就把人分成不同的民族分居各地，说不同的语言，于是通天塔的建造就停下来了。理德耳曼把建造超高能加速器比作建造巴比通天塔。超高能加速器建成以后，我们就可以进入天堂，明白大自然的最终规律，或者说，“能够读懂上帝的思想”。理德耳曼把圣经故事改写成这样：“上帝在说：看啦，人类正在将我设下的秘密解密。上帝叹了一口气说：让我们下去给他们上帝粒子吧，让他们看看我所创造的世界是多么美妙！”
粒子物理学家们认为，大自然的规律是对称的，具有规范协变性的，可是，我们所观察到的物理世界却明明是不对称的，这使理论家们苦思不得其解。费曼坦承他的惶惑：我们生活于其中的宇宙明明是不对称的不规范的，是不是上帝不能接受一个完美无缺的世界？正如他破坏了通天塔的完美，上帝创造的规律会不会只是近似对称？基本粒子理论圈一般认为，在宇宙创造之初，大自然具有完美的对称性，各种相互作用会统一到一个万能的大统一理论，一切都是完美的，对称的。基本粒子学界的历史使命就是建成这座物理学上的巴比通天塔，到达天堂，得到最終的万能理论，读懂上帝的思想。所以理德耳曼要把建造超高能加速器比作建造通天塔。
雖然希格斯本人不喜歡，上帝粒子這個名字卻道出了這一假設的真諦：他在基本粒子物理理論中所起的作用和上帝在創世记故事中所起的作用實質上是一樣的。沒有它，就沒有這個世界。因爲沒有它，所有的粒子都不可能有質量，整個物質世界就不存在。我们人类当然也就不存在。真是天下安危係于上帝粒子一身。他就是一個微觀的上帝，一個數學化了的上帝。“上帝粒子”真是实至名歸，一点也不冤枉；当然也名至实归，一点也不吃亏。這個名字本來也是粒子物理的積極推動者取的，以上帝的名義在基督教世界中争取公衆支持。現在又後悔了，因爲它赤裸裸地將創造論的實質擺在了公衆面前。無獨有偶，相對論宇宙學家們把他們的理論叫做“大爆炸理論”，以引起公衆的注意，現在又後悔了，因爲它赤裸裸地將創造論的實質擺在了公衆面前。所以古斯吸取歷史教訓，把他的理論叫做“膨脹理論”，顯得溫和得多。其實他的“膨脹”速度超過“大爆炸”速度20幾個數量級，超過光速20幾個數量級。
5。哲學与逻辑的思考
我在其他一些文章中谈到了对称性问题。物理世界和大自然的规律本质上是不是对称的？根据对现实世界及其运动规律的观察研究，我们没有什么理由认为对称性和规范协变性是普适的大自然的基本规律。在这里粒子物理理论家们陷入了一个无法解脱的逻辑悖论：他们在构造一个理论时必须以对称性和方程式的规范协变性为前提；如此构造出来的理论却导致完全违背物理现实的结论—所有粒子的质量都等于零；为了摆脱这一极端荒唐的结果，他们又不得不假设一个希格斯场的存在，并假设所谓的“自发对称破缺”机制使所有的粒子获得质量，从根本上推翻了一开始假定世界和物理规律是对称的哲学基础。所以我们可以從哲學角度質疑把對稱性作爲自然規律根本原理这一大前提。
让我们根据哲学和逻辑思维来讨论另一个问题：基本粒子如何获得质量。
我們首先要问的是，这种使别的粒子获得质量的伟大行动，是瞬时的动作，还是长期的持续的动作？按道理，应该是瞬时的动作。质子的质量是一个原子质量单位，一个常数。如果质子获得质量的过程非常漫长，那么在这个获得质量的过程中，质子的质量就可以是从零到一个原子质量单位之间的任何数值，因此我们就可以测量到质量比一个原子质量小得多的质子。可是从来没有人测量到质量小于一个原子质量的质子。这是铁的事实。
所以，按照逻辑，上帝粒子使质子获得质量的过程应该是很短暂的瞬时过程。这个过程的时间间隔应该小于上帝粒子的理论寿命，10的负22次方秒。一个奶妈喂奶的时间不应该超过奶妈的寿命。
质子一旦获得了质量以后，质量就已经成了质子的固有特性了，应该就没有上帝粒子什么事了。正如关云长从曹操那里“获得”了赤兔马以后，就可以骑着赤兔马离开曹操去和任何人打仗，不须要总是把曹丞相背着才能打仗。赤兔马成了关云长战斗力的固有特性。人们在和关云长作战的时候，能够感觉到，或者说测量到的他的战斗力和作战特点，就只是赤兔马和青龙偃月刀以及他自己的武艺等等固有特性，和他在何时何地获得以及如何获得赤兔马和青龙偃月刀的过程没有关系，和使他获得赤兔马的曹操没有关系。我从妻子手里获得了食品，吃到肚子里以后，我的身体的运行完全遵照生理规律进行，和我如何获得食品的过程以及使我获得食品的妻子没有关系。同样地，上帝粒子一旦使质子“获得”了质量，质量就应该变成了质子的物理特性，这个特性和他如何获得质量的历史过程已经无关了。质子的运动规律也应该独立于上帝粒子的存在了。质子的寿命比宇宙的寿命还要长几十个数量级，而上帝粒子的寿命不过10的负22次方秒，它就是想一天到晚陪着质子，也活不了那么长。如果让无穷多個上帝粒子轮流值班，不停地让质子获得质量，那质子的质量可就得是无穷大了！
既然如此，当物理学家们用理论来描述质子的运动规律时，一个正确的理论应该只须要知道质子的质量（固有特性），而不须知道它的质量是如何获得的具体过程。可是粒子物理标准模型却给我们呈现出了一个完全不同的理论。在这个标准模型里，如果没有无处不在无时不有的希格斯场和上帝粒子的存在，所有的粒子就都没有质量，理论就不干活！这真是滑稽得相当可以。当着电子，质子和离子等等在质谱仪的磁场中飞行的时候，上帝粒子在陪着他们飞吗？上帝粒子的质量是质子质量的135倍，电子质量的25万倍。电子或者质子背著这么重的上帝粒子在质谱仪里飞行，那轨迹还能服从电磁理论的公式吗？这些粒子在质谱仪里的飞行时间在毫微秒数量级，上帝粒子的寿命比这短十万亿倍，陪得了吗？标准模型宣称能够处理弱电相互作用，那就应该能够处理电磁相互作用，能够处理质谱仪中运动的各种带电粒子。可事实上，没有上帝粒子它就处理不了电磁相互作用。
我们还可以问一个更为基本的哲学问题：粒子的质量需要某种机制来“获得”吗？如果其他粒子需要上帝粒子來獲得質量，那上帝粒子自己的質量是如何获得的？在这个问题上，“上帝粒子”的概念又表现出了和“上帝”观念本质上相同的创造论性质。宗教徒们总是问“世界是那里来的？人是从哪里来的？”好像这个世界不是客观存在，没有一个造物者来创造，世界就不可能存在似的。粒子物理标准模型的制造者居然也制造了一个“粒子如何获得质量” “粒子的质量是从哪里来的”这样的问题，然后假设出希格斯机制和上帝粒子作为答案。
物理學上有幾百個物理量，但是最基本的就是四個：時間，空間，質量，電荷。其他所有的物理量都是從這四個基本物理量定义或推算出來的。質量和電荷之所以是基本物理量，是因爲質量和電荷是物質的固有特性，不需要外在物的給與，也不需要從外界“獲得”。一句话，质量和电荷不须要被创造，也不能被创造。如果質量的獲得是一個問題，那电荷的获得为什么就不是问题，电荷为什么不须要任何机制就可以存在呢？在基本粒子標準模型裏面，電荷是如何“獲得”的呢？
科学从中世纪的神学统治中解放出来的一个最根本的信念转变就是现实世界以及大自然规律的客观性。这个世界本来就是存在的，不须要一个全能的上帝和神秘的创世纪故事使客观的世界上的万事万物存在。同样，物质粒子的质量和電荷也是客观存在的，不须要任何全能的“上帝粒子”和神秘的机制来使它们获得质量。假设物質的质量必須通过上帝粒子和希格斯机制获得，比假设世界由上帝创生更加不可思议。因为创世纪中的上帝是万寿无疆的，而上帝粒子的寿命仅为10的负22次方秒。由于历史的原因，一些科学家比如牛顿和爱因斯坦都宣称信仰上帝，但是他们在构建自己的理论时，并不需要将上帝创世纪的神秘机制包含在物理理论里面，而只是把上帝当作一种“第一推动力”。上帝一旦创造了世界，给了第一推动力以后，就让世界按照固有的规律运转，不再干扰大自然的规律了。上帝创造了亚当以后，从他身上取下一根肋骨做成夏娃。这个创造过程完成以后，人类的繁衍生存就按照生物学的规律延续了。如果有一个生物学理论，假定上帝必须不停地从我身上抽出肋骨以维持我太太的肌体和质量，否则刘碧华就不存在，那这种生物学理论就太可怕了。可是，粒子物理标准模型就是如此可怕的理论，它必须把使粒子获得质量的希格斯机制和上帝粒子包含在理论模型之中，否則其他粒子就不可能有質量，否则标准模型就不干活。这种理论比犹太教的创世纪还要不可思議。
希格斯是无神论者，却发明了一个微观的上帝，一个不折不扣的数学创造论。这种高级幽默说明，一个高智商的学者如果失去哲学与逻辑判断力，如果以宗教的热忱来信仰一些权威先驱们曾经尝试过但是并没有确证的理论假定，把这些假定的原理当作天经地义的真理，盲目崇拜，无限演绎，最终必将导致宗教的结果。20世纪的粒子物理理论是建立在一大串玄学假定之上的海市蜃楼和巴比通天塔，成了一种名副其实的数学化的宗教。
6。对上帝粒子实验探测的鉴定离不开对基本粒子理论的总体评价
基本粒子理论家们之所以不得不假定希格斯场和上帝粒子的存在，是因为标准模型陷入了无法容许粒子具有质量的困境。粒子物理理论之所以走入这种困境，是因为它是一个本质上发散的理论，一个以对称性规范协变性为基本原理的理论，于是就走入死胡同。为了走出死胡同，理论家们就发明了重整化，夸克禁闭，自发对称破缺等等违背逻辑的机制，最终不得不依靠上帝粒子来使各种粒子获得质量。上帝粒子当然也就继承了前此所有基本假定的遗产，诸如相對論与量子力学的结合，二次量子化，重整化，同位旋，規範協變性，費曼圖，共振態，誇克模型，質能等價，波粒二象等等。让上帝粒子单独地对整个粒子物理理论负责，是不公平的，也不能理清基本粒子理论的总体结构性问题。对上帝粒子真僞的鉴定离不开对基本粒子理论的总体评价。只有系统地分析从相对论量子力学開始以后量子場論各个阶段的主要假定，才能认清上帝粒子概念的是非真僞。
我在《科学上有没有最终的万能理论？》一文中，对基本粒子理论尤其是弱電统一理论有一些比较详细的讨论，当然也讨论了希格斯场和上帝粒子。我明确地表达了“量子场论是一座建立在一系列假定之上的大厦”的意见。对于我的这些意见，许多朋友不一定很容易接受，因爲一般人很难相信整個20世纪的理论物理学找錯了方向，走錯了路綫。难道几十个诺贝尔奖得主都没有你聰明？难道整个理论物理学界都没有你高明？你是不是太过自负，不知天高地厚，胆敢臧否天下？
我不敢自诩比整个理论物理学界高明，不过，历史上极少数反对主流学术意见的人最终被证明是正确的，而当时学术界的正统理论却是根本错误的例子确实存在。哥白尼和布鲁诺就是反对主流学术理论的。在《科學上有沒有最終的萬能理論？》一文中，我對粒子物理給出了一個明確的結論：
根据理论物理的过去，我们对其未来可以作一个如下的估计：只要理论物理继续按照现行的路线走下去，继续以相对论量子力学，重整化，规范协变性，同位旋假定和夸克模型为基本架构，继续坚持共振态是基本粒子，这个理论就会永远是一个自我封闭的理论，和小圈子以外的现实世界不可能发生什么关系，產生任何衝擊。唯一能讓人們感覺到的衝擊，是对人力资源和科研经费的争夺。
如果你們認爲我的論斷太過激，太武斷，那就不妨在每年审查和评估科研项目分配科研经费的时候，也重新评估一下我的論斷，看看是否仍然成立，看看基本粒子理论作为“基础科学”对核物理，凝聚态物理，化学，等等等等任何一个科学分支，有没有任何指导作用？看看今年是不是比往年进步了？是不是比十年前或50年前有进步了？看看基本粒子物理是不是已经走出了自我陶醉的圈子。我对自己的话负责到底。我在《为钱学森申辩》中曾说“君子立言可不慎欤”，这句话對我自己也適用。我对20世纪理论物理的总体评估牵涉到整个物理学界的功过是非，是在冒天下之大不韪，一不小心就会身败名裂，我能不慎重吗？我對粒子物理理論的評估，是根據對80年來量子場論的理論體系，基本假設，哲學邏輯，實驗檢驗諸方面的認真思考作出的，不是一時衝動的意見。我重申對這個結論負責到底。也请关心理论物理的现状和未来的朋友们每年检查评估一下我的论断。

[楼主] [4楼] 作者:hudemi 发表时间: 2013/11/23 01:04

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7。兩种詭辯
对基础理论的考绩，通常有两种通行的辩說。一种辩说许诺美丽的未来；一种辩说炫耀美丽的副产品。
第一种辩说强调基本粒子理论是基础理论，不能指望基础理论立即转化成实际应用。他们说，从基础理论的发现到实际应用一般要延遲大约50年的时间。这种辩说似乎言之成理，但是不符合事实。牛顿的《自然哲学的数学原理》（Principia）发表于1687年。他立即将他应用于天体力学，得出了万有引力的平方反比定律，成功地推导出了开普勒行星运动三定律。牛顿力学立即被物理学家和工程师们应用到科学技术和工程实践的所有可能的分支，并没有50年的迟延。麦克斯韦的电磁场理论发表于1873年，阐述了电磁波的传播。赫兹研究了麦克斯韦的电磁场理论以后，于1886年成功地实现了无线电传播。薛定谔于1926年提出量子力学，立即被应用到原子分子光谱学和固体物理。21年后，第一个半导体三极管问世。这一工作获得了1956年诺贝尔奖。
牛顿的万有引力定律之所以没有很快被用于空间和航天科学，不是因为它不适用，而是因为当时的技术水平还没有产生真正的空间科学。同样，大型电脑的诞生之所以比半导体三极管的诞生晚了三十年，是因为集成电路小型化的技术性问题，不是半导体理论的适用性问题。一般地，一个基础变了，他的上层建筑或者说实际应用不须要等半个世纪。一個建築的基礎一旦變動，立即會影響到棟梁和上層建築。
社会所期待于基本粒子理论的，并不是什么成熟的技术成果，而是非常初级的，萌芽性质的示范型应用，人们也不奢望粒子物理对应用物理学科或化学生物学等领域有任何指导性作用，只是指望基本粒子理论在极为有限的领域，比如核物理，产生哪怕是一丁点指导性的推动作用，这应该不过分吧？
核物理是基本粒子物理的娘家。欧洲核子研究中心，前苏联的杜布纳核子研究中心等的名字就说明了这些研究中心的本来目的和投资动机。美国的橡树岭，布鲁克海文，洛斯阿拉莫斯，洛仑斯利沃莫，阿岗和费米实验室等等，雖然名字上沒有核子研究的字樣，原本也都是以核物理为研究目标的。这些实验室早期的领导者如费米和奥本海默，都是杰出的核物理学家。现在的粒子物理学家们在谈到基本粒子物理的重要意义时，不也总是说粒子物理可以使我们理解微观世界深层的秘密吗？有的不是扬言一旦制造出了夸克弹，就可以在核竞赛中胜出，立即打倒美帝苏修吗？爲什麽一到考績的時候，就推託要等50年再说呢？
至于时间期限，社会上其实并没有对粒子物理界太大压力。等50年也可以。但总不能遥遥无期吧？我们等了多少年呢？自从狄拉克，克莱因，戈登在1920年代末将相对论与量子力学结合，发展出量子场论，已经80年了。粒子物理对核物理，无论是核军工还是民用核物理，比如受控热核反应，放射化學等等，有任何推动和影响吗？至于科学的其他分支，就更不能奢望了。
当然，如果80年还不够，纳税人也许还可以再等。不过我要坦率地提醒负责制定国家科技战略的院士们和制定国防科研战略的将军们：即使再等800年，也不要指望现在的粒子物理理论对科学的任何分支提供任何理论指导。你们可以为粒子物理理论投入几十亿几百亿的研究资金和成千成万的科研人才，但是绝对不要指望这个理论能够制造出夸克弹或者推動受控热核反应的研究。这些钱全部用在建造巴比通天塔。只要你们不给足够的经费建造一个比太阳系还大的加速器，巴比塔的建造者们就不必对不能到达天堂负任何责任。
对于以黄金时代的出现许诺给我们的子孙的漂亮而动听的理论许诺，人们应该有本能的警惕。
另一種為粒子物理百無一用的辯說，是炫耀副产品（Spin-offs）。他们说，虽然粒子物理这种大型科研项目（Big science）没有實際應用，可是却带来了非常了不起的副产品。比如说，网络通信就是欧洲核子研究中心的科学家们为了尽快地将大量的数据传送到世界各地的研究組而发展出来的通信系统，他们还发展出了大型的云计算机。如果没有高能物理实验，就不会有这些伟大的成果。
这种诡辩简直是强词夺理。如果以几十亿美元的资金直接投入网络通信或者大型计算机的研究，难道还搞不出互联网和计算机网？這種強詞奪理爲什麽不可以反过来说：如果没有电子技术和电脑技术以及激光半导体元件等检测技术的发展，就没有高能物理實驗的发展。那末，为什么不把几十亿资金和成千成万的科技力量投放到电子技术，电脑和凝聚态物理的研究呢？对所谓的“基础科学”之类的费时费钱的超大型项目的投资，是不是应该有一个适度的平衡和限度，而不是根据理论家们大统一的梦想来决定科研经费呢? 爲了建成巴比通天塔，實現你們的大統一理論，需要建造比太陽系還大的加速器。這比安徒生筆下皇帝的裁縫所提出的科研基金可是大得多呀！納稅人承擔得起嗎？
网络通信从实验高能物理项目中孕育出来，确实有赖于高能物理研究工作的一个特点，就是这种研究允许广泛的国际合作，这是其他的国防科研和民用工业科学技术研究做不到的。为什么做不到？因为国家机密和商业机密不容许无限度的公开共享研究成果，否则就会危及国家利益或者本公司的商业利益。基本粒子研究没有任何机密可言，正是因为全世界都知道，粒子物理研究的任何结果无论是对国防还是对民用工业都不可能产生任何实际效用。如果真如一些理论家们许诺的那样，一旦研究出了夸克弹，就可以立即打倒美帝苏修，那全世界所有的国家都会把这一类研究当作最高机密来保护，决不可能有什么国际合作。二次大战期间美国和德国之间制造原子弹和导弹的竞赛就是如此。冷战时期美苏之间的核竞赛也是如此。谁要是泄露了这方面的技术机密，就构成叛国罪。欧洲核子研究中心广泛的国际合作，是这种大型研究项目与科学技术发展毫无关系的最好见证。
如果以副产品来为主要任务的失败开脱，我们就会得到非常奇怪的谬论。比如说，秦始皇为了寻找仙山和长生不老仙丹，派徐福带五百童男童女出海求仙。长生不老药虽然没有找到，可是却给日本带去了中国文字，医药和农耕技术，催生了日本的“弥生文化”，也促进了航海技术的发展。那是不是说，为了发展日本文化和航海技术，就必须大力开展寻找长生不老药的运动？南北朝以后，佛教开始在中国广泛传播，封建统治者为了修成正果到达西方极乐世界，到处搜刮民脂民膏大肆修建佛寺。“南朝四百八十寺，多少楼台烟雨中。”这种迷信活动的一个副产品就是给我们留下了大批的艺术珍品和雄伟的古典建筑。那是不是说，为了发展艺术和建筑，就必须劳民伤财，掀起一个大建佛寺邁開大步奔向西方極樂世界的群众运动?
科学工作者们不应该忘记自己的科研目的，正如一个将军不应忘记自己的战场任务。对于本来的科研目标的结果无法交代，却津津乐道一些副产品，其实是承认科研项目本身的根本失败。
8。如果上帝粒子沒有找到怎麽辦？
如果上帝粒子沒有找到，基本粒子物理理論還是會繼續沿著已經走過的路走下去，只是標準模型可能會被其他的理論责难，甚至被取代。可能的候選理論比如超對稱和超弦理論，就等著躍躍欲試。
超對稱和超弦理論並沒有被現在的主流粒子物理理論界接受。我在《現代宇宙學的基本問題與DET理論》和《前沿科學還是前沿神學？》中提到過兩位諾貝爾獎得主里奇特和格拉肖對超對稱理論和超弦理論的批判。他们把這些理論斥為神學。最近世界科技出版社贈我一本書，是另一個諾貝爾物理獎得主維特曼（Martinus Veltman）的書《粒子物理：事实与神秘》。這本書最後的跋是這樣結尾的：
读者们可能会问，为什么这本书没有讨论超对称和超弦理论。…… 这本书讨论的是物理，那就意味着理论思想必须有实验支持。超对称和超弦理论都不满足这一判断标准。它们仅仅是一些理论奇想。用泡利的话说，这些理论连被称为错误都不够资格 (They are not even wrong)。这里没有它们的位置。
主流理論界也有支持超對稱和超弦理論的，比如溫伯格和霍金。但是縂的説來，超對稱和超弦理論基本上沒有得到主流標準模型的認同。不過，如果尋找上帝粒子宣告失敗，這些理論的機會就來了。
如果標準模型真的被超對稱或超弦理論取而代之，是不是就意味著超對稱和超弦理論是正確的理論呢？不見得。事實上超對稱和超弦理論和標準模型一樣繼承了量子場論的所有基本假設，總體思路是一樣的。一個錯了不等于另外一個就一定對。比如阴阳八卦理论，有周易，有连山，有归藏，还有云南楚雄彝族人的八卦和韩国人的八卦，版本虽不同，但思维相通，都是八卦理论。
9。一个国家的科学战略不应该建立在锦标主义上面
錢學森教授臨終時语重心长地提了一個問題：中國爲什麽培養不出諾貝爾獎得主？從錢老的問題中我聼出了三個意思：1）錢老非常關係祖國科學事業的未來；2）錢老是想婉轉地表達他對祖國科學研究人才培養方面存在著體制性的問題；3）錢老也認爲諾貝爾獎是衡量一個國家科學技術發展水平的标准。對於錢老的前面兩個關切，我深表贊同與敬佩。但是對於最後一個意思，則不敢同意。今年的諾貝爾物理獎授予了比利時物理學家英格勒特（Englert）和英國物理學家希格斯（Higgs)，是不是比利時的科技水平一下子就爬到了世界頂尖的高度了？
説到諾貝爾獎得主的國籍，倒是有一個饒有興趣的現象：1980年代以来，獲得諾貝爾物理獎的歐洲人越來越多了，在粒子物理學界尤其如此。如果美國人不建造一個比歐洲大型強子對撞機大得多的機器，這種趨勢恐怕是不可逆轉了。据我估計，美國大概不會去搶這個風頭。那是不是意味著美國的科學技術從此就一蹶不振了？絕對不是。美國是一個重視考績的（mission oriented）國家。他不可能支持一個長期不對社會和科學產生任何效用的事業。美國大型對撞機SSC的下馬，正説明了這個國家的成熟和科研體制自我制衡的機制。我們經常可以聽到對這種“大科學項目”（big science）的意義的質疑。美國大型對撞機SSC的下馬的一個重要原因，就是以當年美國物理學會主席安德森（也是諾貝爾獎得主）為代表的固體物理學方面的反對意見。反對意見的核心，就是基本粒子物理到底是不是起到了基礎理論的作用？它到底能不能夠找到萬能的最終理論？现在，民间工业界对粒子物理研究的资助已经降到零。政府对这方面的基金也在缩减。
二次大戰后，高能物理的領頭羊無疑是美國。美國不僅經濟實力雄厚，而且聚集了大批從歐洲移民來美國的科學家，其中最有影響力的是核物理學家費米，奧本海默，納粹火箭專家範布朗（von Braun）。当然还有愛因斯坦，但是他对美国科学技术的发展基本上没有影响。在與蘇聯的核競賽中，美國無論在資金上還是理論上都走在前面。世界上最好的加速器和實驗室，如橡樹嶺實驗室，布魯克海文實驗室，洛斯阿拉莫斯實驗室，洛倫斯利沃莫實驗室，費米實驗室，阿崗實驗室，巴特爾實驗室等等都在美國。在理論研究方面，費米和奧本海默親自披掛上陣，大膽假設，大膽探索，唯恐蘇聯人突然因爲一個成功的大膽假設而超過美國。蘇聯人也同樣大膽假設，並斥巨資建造杜布納核子研究中心。杜布納也為中國培養了不少核物理科學人才。在那個軍備競賽的冷戰時代，大膽假設成了一種戰略心理，連費米這樣的物理大師都顧不得理論的嚴密性了。在美蘇兩國轟轟烈烈進行基本粒子物理研究的時候，歐洲還在力圖從大戰的廢墟中恢復。在60年代前，歐洲核子研究中心還沒有真正形成自己的理論和實驗隊伍，還是美國的小學徒。自70年代以後，這種情形在開始改變，高能物理的威風慢慢转到歐洲核子研究中心去了，歐洲的諾貝爾獎得主也多起來了。這種局面並不说明美国和蘇聯的科技在衰敗，而説明美國和俄國已經在這條競技跑道上跑了夠長的距離了，開始慢慢清醒，意識到這種投資是在無休止地花錢造巴比通天塔，和國家的科技發展沒有絲毫關係。一個國家的科技戰略不應該建立在錦標主義上。
中国人没有获得诺贝尔奖，是不是意味着中国的科技水平还赶不上比利时巴基斯坦和印度？当然不是。且不说中国在核物理和航天科技方面的瞩目成就，就是在基础物理方面，也作出了比诺贝尔奖级的研究工作重要得多的贡献。比如说，季灏先生的实验，推翻了爱因斯坦的质能关系式。这项工作的重要性可以用爱因斯坦相对论的重要性来衡量。爱因斯坦相对论最重要的结论之一，就是质能关系式。这一关系式用来解释核能，在理论物理中用来定义共振态及其质量。没有爱因斯坦的质能关系式，就没有共振态，就没有基本粒子动物园中的几百号动物，也就没有夸克模型和量子色动力学。季灏实验的意义绝对不是一个诺贝尔奖可以衡量的。
当然，你可以怀疑季灏实验的可靠性。那好办，其他人可以重复，可以检验。季灏实验非常直接了当，费钱不多，很容易在别的城市重复。如果有几个实验组独立地检验了，其结果就不容置疑。这种实验应该比LHC的上帝粒子探测，黑物质探测，质子寿命测量等等简单得多，可靠得多。
如果其他人的实验否定了季灏实验的结果，证实了爱因斯坦的质能关系式，也是诺贝尔奖级的工作。我在《论质能关系》中已经清楚地说明了，直到今天，爱因斯坦的质能关系式没有任何实验证实。你如果能证实，就可以得诺贝尔奖。可是中国物理学界为主流物理学思想束缚，瞧不起这一工作，选择了不理睬。
在内举不避亲的精神鼓舞下，我要说，我的DET 理论同样是诺贝尔奖不足以衡量的工作。这一理论的重要性可以大爆炸理论在宇宙学上的垄断地位来衡量。如果宇宙红移的多普勒效应解释被推翻了，大爆炸宇宙学也就被推翻了，创造论也就被推翻了，黑洞和黑物质也就没有了，多重宇宙，时间机器，因果背反，等等等等，也就没有了。除此以外，我们还可以从新认识射电类星体的性质及其空间分布，重新估计前此的宇宙距离的准确性及其修正。也就是说，我们的天文望远镜所能看见的宇宙实际上比现在天体物理学认为的要小得多。毫不夸张地说，这将引起整个天体物理学的革命。这是多么重要的工作？区区诺贝尔奖能够衡量其重要性吗？这个理论预言了宇宙红移与谱线宽度的平方成正比，与波长的立方成反比。这些都是此前不知的全新的物理内涵，并且可以用以作为证实或者证伪 DET 理论的实验检验。实验检验也非常容易，对于大型天文台来说，几乎不用什么追加的硬件投资，只要分配一点望远镜时间和电脑时间以及研究人员（包括学生）的工资就成。
同样地，主流天体物理学界选择了不理睬。
探索君彭宏钟先生立志动手兴建衡山天文馆，我殷殷期待其成。如精力允许，我一定尽力推动。
科学研究不同于体育。科学研究直接关系到国民经济和国防的发展。一个国家的科技发展战略，不应该建立在锦标主义之上。特别地，诺贝尔物理奖不能代表一个国家的科学技术水平。
10。科学兴亡，匹夫有责
20 世纪末，理论物理已经明显地暴露出了反实证主义倾向。在宏观物理方面，以大爆炸理论为垄断的宇宙学已经直言不韪地提出了本质上是地心说的创造论。在微观物理方面，标准模型必须假定上帝粒子的存在来维持物质世界的存在。这从两个方面说明了20世纪的理论物理已经走进了神学和星象学的不归路。
在中世纪，现代科学刚刚启蒙，尚未形成完整的体系，人们的科学知识还相对贫乏，可是哥白尼布鲁诺伽利略等科学先驱居然有勇气有智慧冲破宗教审判的迫害，向统治了欧洲1500年的神学创造论和地心说挑战。布鲁诺宁可被宗教裁判所烧死，也不愿向地心说神学低头。历史进入20世纪，科学已然形成了一个广博的知识体系，创造论和地心说早已被经典科学界抛弃，黑暗的宗教统治也早已被社会进步推翻。可是，当某些物理学家思维中残存的神学理念逐渐渗透到理论物理，形成主流并占据垄断地位以后，即使理论本身的神学星象学性质已经赤裸裸地暴露出来了，整个学术界居然万马齐喑，万籁俱寂。有些物理学家明明看到了理论物理中的许多根本问题，还是选择了沉默，听凭理论物理一步步地走向死胡同。这使我感到非常惶惑。难道我们现在的处境比布鲁诺伽利略的处境还困难吗？
今年五月，我去西安交大讲学，黄德民先生晚上来访。我们素昧平生，却一见如故，十分投缘。他说，我们也和一些主流物理学家们交流过。他们说：“我们有我们的难处。我们和你们不一样。你们不以物理为职业，可以随便批评相对论，随便批评理论物理。我们不一样，我们的专业就是搞物理。如果我们批评相对论，批评理论物理，就拿不到科研项目，文章就没法发表，就会影响到工资，奖金和职称。这些都是不得不考虑的问题。”
这使我想起读书时的一位朋友。他是从事基本粒子理论研究的颇有成就的访问学者。我记得他写文章时不停地吸烟，一边来回踱步，一边埋怨：“我发誓不让我儿子搞粒子物理！”可是他的儿子还是学了粒子物理。在理论物理这个行当里，如果你不和主流保持一致，就不可能站住脚。关于这点，一位郑道先生在“评吴耀琪先生的核育论”一文中揭示了超弦理论界学术垄断的例子：
“在美国，追求弦理论以外的基础物理学方法的理论家，几乎没有出路。” “在崇高的普林斯顿高等研究院享受有永久职位的每个粒子物理学家几乎都是弦理论家，唯一的例外是几十年前来这儿的一位。在卡维里理论研究所也是如此。自1981年麦克阿瑟学者计划开始以来，9个学者有8个成了弦理论家。在顶尖的大学物理系（伯克利、加州理工、哈佛、麻省理工、普林斯顿和斯坦福），1981年后获博士学位的22个粒子物理学终身教授中，有20个享有弦理论或相关方法的声誉。弦理论如今在学术机构里独领风骚，年轻的理论物理学家如果不走进这个领域，几乎就等于自断前程。”
在这样恶劣的大环境下，有些人专业从事核弦，但“私下也对自己的研究没有信心”。他们不得不坐在这条船上随波逐流。不过郑道先生所说“年轻的理论物理学家如果不走进这个领域，几乎就等于自断前程”有些言过其实。理论物理学界对待弦论的态度分歧颇大。弦论并没有被接纳为标准模型的一部分。
也有少数有勇气的学者，比如高能物理研究所的郭应焕研究员。他在《关于对物理学当前状况的简单分析和看法》一文中就明确表示 “我们赞同王令隽教授对物理学当前状况的分析和看法。” 提出了对20世纪理论物理中许多根本问题的质疑：“宇宙大爆炸理论是玄学。”“按现在当前建立的3代夸克-轻子的观点下，原来的SU（3）还有基础吗？62种基本粒子已发现61种，只差Higgs的说法有根据吗？”“在物理学中数学被歧化。”“当前物理前沿把小于微观（渺观）和大于宇观（称胀观，实际亦为渺观）区域的物理被魔幻化。”“卡拉比猜想和正质量定理都是假命题，却被证明成立。难道吹肥皂泡的孩子能制造宇宙？”“弦（S）-膜（M）应属于欧几里德空间。一个0尺度的欧几里德点必需其小无内。时空中不存在6/7维内空间。”“现实世界不会有希格斯粒子（上帝粒子）。”“不能描写天体有挠（扭）运动的广义相对论是假理论。”“《自然哲学的数学原理》是一切科学的基石。”
一个毕生从事基本粒子研究的理论物理学家，能够如此明确地批判粒子物理和大爆炸宇宙学，不得不令人佩服他的勇气和深厚的学识。不从事理论物理工作的人不是都有郭教授的学养和见识。大多数学生或博士后迫于功课和论文的压力，从导师那里领到一个课题，就埋头做微扰，做对易关系，画费曼图，算散射矩阵，忙得晕头转向，根本就没有精力去思考总体结构性的问题，去理清理论体系的大逻辑，去追究基本假设的正确性。这都情有可原。可是一些资深的理论家，已经没有了出论文的压力，更没有提职加薪的压力，又没有太重的教学任务，公余之暇，难道就不能思考一下理论物理为什么会走到今天的死胡同？难道就一个问题也看不出来？还是看出来了不敢讲，没有自信，怕围攻，不敢舌战群儒？您们如果不敢全盘否定，哪怕承认个别假定有问题也好。难道连重整化这样的问题都看不出来吗？难道粒子物理的一系列基本假定都是正确的？您们选择明哲，选择沉默，倒也是人权保障的题中之义。可是，科学家的责任心呢？难道我们不知道科学兴亡匹夫有责？难道我们忘记了错误盛行的必要条件是善良人的沉默？
象郭应焕教授这样的学者确实是风毛鳞角，难能可贵。
这一行当里当然也有成功的，甚至和诺贝尔奖有缘的，或将来有希望得奖的。诺贝尔奖意味着名誉地位和财富。一个人一旦赢得诺贝尔奖，便修成了正果，身价百倍。您要说这些物理大师们都是奔着金钱和地位而奋斗，倒也可能有些不公平不厚道。但是，决不能低估诺贝尔奖金的含金量和诱惑力。世界上有多少物理学家们在研究诺贝尔奖得主的成功之路？你想拿诺贝尔奖，就得沿着他们决定的既定的方向走，就得继承他们的理论系统逻辑系统和哲学系统。你就得承认他们对学术成果的评价标准。尤其是，诺贝尔奖得主有诺贝尔奖的提名权和审议权。你如果和他们唱反调，用季灏老师的话说，做主流的叛逆，有任何希望得诺贝尔奖吗？这种评奖系统无疑造成了诺贝尔奖的近亲繁殖，使得理论物理几十年来很难从理论泥沼里自拔，最终走上神学的不归路。
霍金虽然没有得过诺贝尔奖，可是他的名气决不在诺贝尔奖得主之下。有人甚至将他捧为“爱因斯坦以后最伟大的科学家”。他也有为稻梁谋的时候。方励之先生在《挤开国门的时代4. 霍金第一次访华》一文中披露了霍金写《时间简史》的动机：
霍金变成一个公众“偶像”是在他的“时间简史”一书畅销之后。1985年霍金访问合肥时，他正在赶写“时间简史”。1985年5月2日我陪霍金和他的翻译护士等一行乘火车从合肥回北京。霍金在火车上还在抓紧时间写他的“时间简史”。他很坦率，说，写这本科普书的目的就是为赚钱。因为，他要雇用一个医生一个护士一个翻译（他当时还能说话，但一般人听不懂，必得有专门人译成普通的英文）。开销很大。英国当局和剑桥大学不能付所有费用。
霍金身残志坚，令人尊敬。但是，为了赚钱写科普书，贩卖谬论，误人子弟，忽悠外行，忽悠儿童，为君子所不齿，学者所不为。谋生的路多得很，为什么一定要为几个先令向创造论低头，为了赚钱就去好莱坞拍时空穿越电影，欺骗儿童们说时空可以倒转，你可以和牛顿爱因斯坦和机器人坐在一起打牌？要知道您并没有告诉儿童们这是神话故事，而是“科学幻想故事”。在儿童们和他们的家长看来，这就是未来的科学！
要维持一个正统教义，有两种方法。一种是威胁，一种是利诱。宗教审判是威胁，金钱名利是利诱。宗教审判没有使布鲁诺屈服，科学终于冲破了1500年的神学统治。金钱名利使现代人屈服了，科学终于被神学绑架，创造论成功地被20世纪理论物理学界扶上了科学殿堂，确认为主流思想。
呜呼！熟知金钱名利之酷有甚于宗教审判者乎！故为之说，以俟乎有志于科学复兴者得焉。

[27楼] 作者:yetiaoxin 发表时间: 2013/11/29 13:11

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我们以3D、4D打印模型模具研究夸克弦膜层次，是求类似中医药学的实际运用，这是和王令隽教授不奢望产生哪怕是一点点指导性的推动作用的不同地方。王令隽教授说：“2012年7月4 日，LHC两个探测组宣布，ATLAS 的数值是125.3 GeV , CMS的数值是126.5 GeV。2013年3月14 日，欧洲核子研究中心发表声明：“CMS和ATLAS 对于这个粒子的自旋-宇称的几个可能的选择进行了比较，加上对这个粒子与其他粒子的反应的测量结果，强烈地暗示这个新粒子是希格斯粒子。2013年10月，瑞典皇家科学院比之欧洲核子研究中心2013年3月14日的声明，对上帝粒子的实验证实说得又更为肯定。这种迫不及待反映了基本粒子学界的某种无奈，在理论已然走入死胡同”。
然而王令隽在批评希格斯粒子时举的一些例子，也仍然用的是一些人们客观感的模具模型。既然如此，吻合LHC实验已经发现质量为125.3±0.6GeV与126.5GeV的疑似希格斯粒子或称“上帝粒子”的新粒子，我们也来使用大量子弦论分析的类似巴拿马运河船闸-马蹄形链式弦图的抽象，由此希格斯能级梯海的“度规格子”类似长江三峡大坝的“船闸格子”或巴拿马运河的“船闸格子”，如此希格斯粒子可变换为类似希格斯海中的拖船、驳船、锚泊船或起重吊船。这里要虚拟希格斯粒子超对称的是起重吊行为，这可以设想希格斯粒子是两个配对的，起重吊量差不多的起重机，它们安置在船闸河道的两岸。事实上，类似的这种超对称，有马约拉纳费米子可参照，该粒子会作为它们自己的反物质并湮灭它们自己。据陈国明先生讲，中国参加欧核中心CMS和ATLAS发现质量为125.3±0.6GeV与126.5GeV的粒子的实验，在CMS组中，全世界有30多个国家的3000多位科学家参加，中国参与的团队是中科院高能所和北大，总共30多人，在人数中占到了1%的样子；在参加的一些物理分析中，中国小组在区分信号和本底噪音这一关键技术上，提供了自己的方法，使得数据分析的灵敏度，比之前最好的美国组的方法还提高了3%。但对于自旋，不知中国小组有没有提供三旋弦论实用符号动力学的研究意见。
如果在CMS组中，是从球量子自旋在作一般的定位，这里自旋虽然也是所有亚原子粒子非常重要的特性，决定了它与其它粒子相互作用的方式；如分析“疑似希格斯粒子”的一个自旋值似乎为零，又似乎自旋值为2的结果无法被排除。这可以看出没有弄通环量子自旋弦论。因为他们说，如果最后确定其自旋为2，那么这将意味着是一种此前未曾预料到的新粒子，虽然这种可能性目前看来正在变得越来越小。另外又说，ATLAS探测器的数据已经检测到，这种疑似希格斯粒子衰变为两个质子的现象，这在意味着某些新的物理原理。其实对于三旋弦论实用符号动力学的“大量子弦论”看来，这一切也难否定欧核中心既发现了希格斯粒子又发现了超对称。
也许世界上大多数人看粒子碰撞时的粒子碎片雨，感觉其轨迹都是复杂或杂乱。但从三旋符号动力学大量子弦论研究的调和超对称量子数看来，却类似放礼炮的烟花烟火飞舞，是有规律可循的。例如烟花厂家里的顶级烟花烟火设计技师，从看烟花烟火释放的外源性弦丝、弦粒、弦线雨的光谱色泽，就知道在礼炮烟花烟火中，加添了些何种的化学元素原子。类比LHC探测器，测粒子就是测弦，测弦就是测粒子。因为用对撞机寻求证明的希格斯王国，不再神秘。这并不是说希格斯粒子可有可无，而是说类似巴拿马的船闸每级闸门至少要修多宽？多长？才是巴拿马极限型类似的基本粒子大质量。因为基本粒子中的庞然大物，与被精确地塞进为它特制的容器是一致的。例如把所有24种的夸克、轻子和除希格斯玻色子以外的规范玻色子等基本粒子，类似对应船只，那么修的大坝的船闸闸门，要照应也才合适，这就可知希格斯船闸的极限型。由此可以把巴拿马比作希格斯王国，巴拿马运河的船闸限定大船的机制与希格斯王国生成大量子弦的机制连接，这就不难知道始于137亿年前的宇宙大爆炸。已经有实验验证过格林夸克质量谱系统中质量最大的顶夸克t为202Gev，作为希格斯运河船闸可供进靠的大量子弦的极限“长度”，为202GeV类似的质量；这个“船闸”的尺码，极大地打造了基本粒子物理王国，被称为希格斯场机制，成为打造“上帝粒子”的首选。目前欧核中心的希格斯王国模拟实验，125.3±0.6 GeV/c2为CMS发现的质量，而ATLAS发现的质量为126.5GeV，取它们各自的质量的一半（各占概率的50%），那么综合希格斯粒子的质量准确值为：（125.3 +126.5）×50%＝125.9（GeV）（1）
接下来该怎么办呢？因为这个125.9GeV/c2的希格斯粒子质量，似乎与顶夸克的验证质量为202GeV/c2是矛盾的。这是一个类似的“谷仓内的标枪悖论”，即希格斯粒子质量的大小，小于“希格斯船闸”可供进靠的大量子弦的极限“长度”，是悖论。但解决这个悖论，反而能为ATLAS和CMS两个研究团队接下来该怎么办，提供了一个方向：
因为依据顶夸克的质量，寻找希格斯粒子质量打开的判据，是大型强子对撞机将它产生时的速度，达到光速的83%，就可一锤定音。“谷仓内的标枪悖论”，据上海科技教育出版社2010年出版的查尔斯•塞费的《解码宇宙》一书介绍，它是个早已闻名和已经研究解决了的悖论。塞费分析它的关键点类似，希格斯王国的“宪法”对测量或观察执行的密码，是爱因斯坦相对论的两个假设。虽然这个希格斯王国在137亿年前的宇宙大爆炸初始，就已完成了它的使命，但质量“宪法”没变。塞费说，相对性原理和光速不变原理两个假设有许多离奇的结果，但该理论却有着完美的对称性。观察者或许对长度、时间、质量以及许多其他基本实物各抒己见，但与此同时，所有的观测者都是正确的。塞费用具体数据解说“谷仓内的标枪悖论”：想象有一名短跑运动员能以光速80%的速度快跑，他是手持一根15米长的标枪，向着一座15米长的谷仓跑去。
这座谷仓有一个前门和一个后门。一开始，谷仓前门开着，后门关着。观测者原地不动，坐在屋顶橼架上测量，由于奔跑者米尺的相对论性效应，他实际测量到这根15米长的标枪缩短了，只有9米。而固定不动的谷仓，仍然保持它原来的15米的长度。塞费说：“正如爱因斯坦的理论所说，信息即实在。如果我们的精确测量仪器获取了关于标枪的信息，这些信息显示标枪是9米长，那么它就是9米长----不必考虑一开始时它有15米长”。我们不想重复塞费在书中从各个角度论证他的这个正确结论。丹尼尔•肯尼菲克出版的《传播，以思想的速度》一书中，也重复了对“谷仓内的标枪悖论”类似塞费得出的分析：短跑运动员与屋顶橼架上的观测者对事件的顺序意见不一致，解决这个悖论与时间有关。我们习惯于独立地在空间或在时间中测量，但实际存在一个描述两扇门关闭之间信息传播需要时间的时空区域，它兼有空间的和时间的两个方面。
具体联系到ATLAS和CMS两个研究团队，是在人工实验室里重新“复活”大爆炸时期的希格斯王国和希格斯运河的船闸，以寻获希格斯粒子的踪迹。但这里，时间顺序是被颠倒了，然而爱因斯坦的理论告诉这却有着完美的对称性。我们用类似巴拿马运河船闸模型的大量子弦论，解释希格斯粒子是一种理论上预言的能解释其他粒子质量起源的新粒子，这类似从薛定谔猫到彭罗斯的薛定谔团块，假设宇宙大爆炸的撕裂，质量变化有类似轮船在船闸的位移，是用在不同落差的分段的数学分析，来解释的。当然也还有类似玻尔-索末菲的超对称量子化量子数n、k和m交织等，用这种基于链式弦图的质量谱公式，才验算出顶夸克的质量为202GeV的。

[28楼] 作者:yetiaoxin 发表时间: 2013/11/29 13:12

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其次，王令隽教授也说：“如果标準模型真的被超对称或超弦理论取而代之，是不是就意味著超对称和超弦理论是正确的理论呢？不见得。事实上超对称和超弦理论和标準模型一样继承了量子场论的所有基本假设，总体思路是一样的。一个错了不等于另外一个就一定对。比如阴阳八卦理论，有周易，有连山，有归藏，还有云南楚雄彝族人的八卦和韩国人的八卦，版本虽不同，但思维相通，都是八卦理论”。王教授说科研是“八卦”，意思是“胡搞捣鼓”。但2013年11月22日的《中国科学报》发表武夷山先生的文章《科研也需“胡搞捣鼓”》说：美国哈佛大学著名生物学家、美国国家科学院院士威尔逊教授的新书《致年轻科研人员的信》提到: 科学过程中最重要的不是准确精密，而是“胡乱捣鼓”。探索的过程，对自己的研究（包括不符合原来设计方向的研究）逐渐熟稔起来的过程，对于科学家的创造过程是必不可少的历练。
当然这里不是说威尔逊院士真正主张胡搞捣鼓,也不是说我国古代《黄帝内经》等的中医学“藏象”研究是胡搞捣鼓,现代主流研究的基本粒子物理学是胡搞捣鼓。我国古代中医学是非常伟大的，道理是如果把病人的生理和病理看着一部夸克弦膜层次的3D、4D打印机，王令隽教授提到的中医学“根据病人的脉搏和舌苔的观察来断定肺属金，肾属水，肝属木，心属火，脾属土的逻辑和推理”，实际是一套非常完整、系统、严密的模具模型认识系统。这个模具模型认识系统的完整性、系统性、严密性，远远超过了当今主流研究夸克弦膜层次提出的一些模具模型认识系统的完整性、系统性、严密性。而且更重要的还是我国古代中医学做到了实际应用性，这也正是我们研究夸克弦膜层次的3D、4D打印问题现实目的。
我国古代中医药学提供给全人类的启示，是在那种远古时代的局限，无先进的科学仪器去检测鉴定难以观察的“藏象”世界，但中医学创建的《内经学》，几千年的实践已为中华民族的生存发展做出的巨大贡献。虽然《内经学》主要靠“大脑实验”，但大脑实验不是不做实验，因为它不仅是依靠实物显示、资料、自然信息在进行理性思维，而且还是在尽力而为地做一些或找出一些模拟实验或相似实验。同时自然界或社会的生产、生活，本身就漂泊着大量带启示性的物质变化和物质运动的现象，也总是为它提供着自然观察试验的场所。用直觉就能抓住事物的联系，人们靠的是自己的大脑。与人们自己做的实验相比，往往认为自己的大脑是主观的，实验才是客观的。所以目前"实验"被冠上各种定语，却唯独没有"大脑实验"。大脑实验长期以来未被认识或论述得很不全面，诚然，研究基本粒子离不开高能加速器，研究星系离不开大型天文望远镜，但是只要人类的大脑继续在进行创造性的思维劳动，那么决定性的科学工具还是人类的大脑。所以我国的《黄帝内经》的“内经学”，使用的阴阳、五行、运气等理论，实际类似“模具”，这与3D、4D打印与前沿科学纠缠的夸克弦膜研究使用的鸟叫声“夸克”和弦、膜，也类似“模具”，是一致的。
由此，我们假设把创造出科学仪器去检测鉴定难以观察的“藏象”世界的相较方式，叫做《外经学》。当然在现代，没有绝对的《内经学》，没有绝对的《外经学》，两者总是相辅相成的，或者条件差的地方《内经学》用得多一些，条件好的地方《外经学》用得多一些。因此把海夸克及其量子色荷云与量子色动能联系外源性，在不能做类似大型强子对撞机实验的地方，进行自然全息的探讨，我国并不是没人跳出高能实验的狭小范围。例如再说武汉科技大学青山校区就在武汉长江边，文革那些不能上课又没有娱乐活动的年代，同学们差不多都爱在晚饭后坐江边看落日和晚霞，常想到把长江类比宇宙能量长河，作大量子论的模具。因小河只能看到小船，在长江轮船、小船都能看到；小河到处都有，长江只有一条。以此图解质量小的光子、电子，类比小船在小河，在低能量时也能看到。但质量大的基本粒子，不是高能量的对撞机就难见到。而从大量子论长江三峡大坝船闸模型，联系到两端有大坝船闸的巴拿马运河，是因为希格斯质量粒子类似生成论大单位的“母亲”---巴拿马运河船闸的尺码是进靠船舶的极限，已成为世界造船业的首选。这是一幅生动的希格斯场机制、希格斯粒子和其他基本粒子质量起源的类似写照。以此把所有24种的夸克、轻子和除希格斯玻色子以外的规范玻色子等基本粒子，类似对应船只，那么修的大坝船闸闸门、码头和进出操作，要照应也才合适。
以此船闸轨道图式弦图安排量子数，2012年我推导出的新质量谱公式，在格林夸克质量谱中，对应的正切函数的角度∠θn的分数值θn公式：θn＝θfS±W²。式中θ＝15′，称为质量基角。f称为质量繁殖量子数，f＝6²或6^0。S称为首部量子数，W称为尾部量子数；S＝n×m，W＝m×n。其中m＝1、2、3、4、5，n＝1、2、3、4；多数S≠W，少数才S＝W。由此格林夸克质量谱公式为：M＝Gtgθn＝Gtg（θfS±W²）。由于G＝1Gev，上式可写为M＝tg（θfS±W²）。这里角度（θfS±W²）的数值是以“分”不是“度”数在计算，查正切函数表时要换算。新量子数质量谱公式只需要用一个质量基角常量θ＝15′，就可以求出格林夸克质量谱中的6个夸克质量值。
王令隽教授是紧绷阶级斗争这根弦离开祖国的，当然国内更有这根弦的基础。但事情是具体问题应具体分析。例如王令隽教授说：“粒子物理标准模型是可怕的理论，它必须把使粒子获得质量的希格斯机制和上帝粒子包含在理论模型之中，否则其他粒子就不可能有质量，否则标准模型就不干活。这种理论比犹太教的创世纪还要不可思议。希格斯是无神论者，却发明了一个微观的上帝，一个不折不扣的数学创造论。20世纪的粒子物理理论是建立在一大串玄学假定之上的海市蜃楼和巴比通天塔，成了一种名副其实的数学化的宗教。为了走出死胡同，理论家们就发明了重整化，夸克禁闭，自发对称破缺等等违背逻辑的机制，最终不得不依靠上帝粒子来使各种粒子获得质量。上帝粒子当然也就继承了前此所有基本假定的遗产，诸如相对论与量子力学的结合，二次量子化，重整化，同位旋，规范协变性，费曼图，共振态，夸克模型，质能等价，波粒二象等等。让上帝粒子单独地对整个粒子物理理论负责，是不公平的。只要理论物理继续按照现行的路线走下去，继续以相对论量子力学，重整化，规范协变性，同位旋假定和夸克模型为基本架构，继续坚持共振态是基本粒子，这个理论就会永远是一个自我封闭的理论，和小圈子以外的现实世界不可能发生什么关系。社会所期待于基本粒子理论的，是人们不奢望粒子物理对应用物理学科或化学生物学等领域有任何指导性作用，只是指望基本粒子理论在极为有限的领域，比如核物理，产生哪怕是一点点指导性的推动作用”。

[29楼] 作者:yetiaoxin 发表时间: 2013/11/29 13:12

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3D、4D打印与上帝粒子获诺奖
王令新
据武汉科技大学李友荣教授说：“目前的3D打印技术发展很快，但它目前也有一定的局限性，主要是用量大面广且受载不大的器件。对于受冲击重载的冶金装备的主体设备来说，目前3D打印尚不能满足其强度要求。武汉科技大学机械学院实验室上个世纪，就已经有所谓的3D打印实验设备了。工业设计专业（当时在机械学院，后转到艺术学院去了）的老师，还设计了一条漂亮的盘龙，用该实验设备打印出来，该设备及作品就在机械学院的二楼实验室里”。所以我国因为机械专业的需要及实用，很早就有对3D打印、4D打印关注的和不太关注的。
但由于3D、4D打印提出了一个“造物”的不变与可变，把立体三维空间的1、2、3维，变换为物质、能量、信息这种1、2、3维，仍然有不变的情况，而映射大量的无机物现象，那时在3D、4D打印中凸显出来的“时间”这第4维，就映射到大量的有机物等生命现象，也涉及4D打印从3维加进1维时间，在无机物中有放射性元素和部分同位素，由于有较明显的放射性，这种原子核的衰变可以从一种元素变为另一种元素，而明显违反3D打印的造物的东西不随时间而变的定义。所以从这里的纠结出发，我们已经不关注3D、4D打印类似受冲击重载的冶金装备不适应那种局限性，而转向物质、能量、信息、时间等四维在上帝粒子在“造物”中研究。
简单地说，以3D、4D打印作类比的模具模型，基本粒子动物园里有几被好百号动物，按照标准模型中的夸克理论，有质量的粒子也有53个，它们都必须通过上帝粒子以获得质量，这里边有如何的上帝粒子的生成机制和衰变渠道？根据对撞的最终生成物的能谱上的一个共振峰，能证明所有粒子的质量是通过自发对称破缺机制获得的吗等问题，就很容易理解：是那个会用3D、4D打印的“上帝”打印出来。这个“上帝”就是2013 年10月诺贝尔物理奖授予的英格勒特和希格斯，他们从“理论上发现了理解亚原子粒子质量的机制，这一机制为最近在欧洲核子研究中心的大强子对撞机的ATLAS 和CMS 实验所证实”。这当然不是说他们也在用类似3D、4D打印作的理论思考，但我们说3D、4D打印机制，是与希格斯等人用的方法相通的。
基本粒子理论有一条基本原则，是数学对称性，具体说就是杨-米尔斯场的规范协变性。但这种非阿贝尔规范，容不得带质量的粒子存在；一带上质量就不能保持规范协变性。如自旋为半整数的费米子的拉格朗日函数，如果带有质量，其自旋度根本无法翻转。W和Z玻色子的拉格朗日函数，如果带有质量，也不能保持规范协变性。
所以，无论是玻色子还是费米子，都不能把质量作为一种内禀特性，除非放弃规范协变性。为了让粒子质量等于零也要维护规范协变性，而且也要解决弱相互作用或者弱电统一理论中的质量问题，“自发对称破缺”机制最早于1960年被南部阳一郎提了出来。1962年，超导理论学家菲利普安德逊发现，如果将无质量的南部—高尔兹敦模式和无质量的规范场模式捆绑在一起，就可以构造一个带质量的矢量场。其情形一如“夸克禁闭”，将几个夸克捆绑在一起一样。1964年三个研究组几乎同时提出，假定真空中存在一个四分量的标量场（希格斯场），这个场构成一个弱同位旋 SU(2)空间中的复数双重态，这个场的弱超荷为1/2（弱超荷等于电荷减去弱同位旋。）希格斯标量场的数学表示，就是一个1x2的矩阵，只有两个矩阵元，都是复数，都有实部和虚部，所以希格斯场应该是四个变量的函数。如果将它画成图表，希格斯场看上去像一顶墨西哥帽子，中间隆起来，最低的部分是底部的边而不是底的中心，即希格斯场的基态是最低的边上部分。这个基态是许多退化的基态之间，通过SU(2)规范变换相连系。
即选择四个变量中的三个为零，只保留一个，其真空期望值（vev）具有质量的量纲。这个具有质量量纲的vev与希格斯拉格朗日函数中的两个耦合常数一起，给出了W粒子和Z粒子的质量。夸克和轻子与希格斯场的相互作用，则是通过汤川耦合来实现。拉格朗日函数中的汤川相互作用部分式子包含希格斯场的所有四个元素以及汤川耦合矩阵。应用“自发对称破缺”机制，即仅保留希格斯场四个元素中的一个，而丢掉其他三个，就会产生费米子的质量项。这就是上帝粒子使玻色子和费米子获得质量的“希格斯机制”。对此，希格斯特别明确提出，存在标量玻色子。
1967年，温伯格和萨拉姆将希格斯机制应用到格拉肖的弱电统一理论中。温伯格还特别提出，自发对称破缺机制不仅可以使玻色子得到质量，还可以使费米子得到质量。
1971年，维尔特曼和提胡呼特等证明了杨-米尔斯场重整化的可能性，而使得弱电统一模型逐渐為主流所接受。实验证据就是W和Z粒子在实验中被证实，剩下的就是寻找希格斯粒子。但要证实找到了上帝粒子，它的本质特性就产生“自发对称破缺”，并赋予所有粒子以质量。希格斯场是真空中无处不在的具有四个分量的标量场。这个场的激发态就是希格斯粒子，寿命仅为10的负22次方秒。
希格斯场的三个分量被弱同位旋的SU(2)对称性吸收，U(1)规范玻色子则变成W和Z粒子的纵向分量。剩下的电中性分量与其它费米子通过汤川耦合使费米子带上质量。这就是上帝粒子的本质特性。根据标準模型，上帝粒子一经產生便会立即衰变，寿命仅为10的负22次方秒。衰变渠道可以不止一个，而且和“上帝粒子”的制造方法有关。根据标準模型的理论期望，上帝粒子有可能通过几种方法產生：1）胶子聚变：如果对撞的粒子是强子，比如质子和反质子的对撞，那么强子中的胶子很可能会聚变而成上帝粒子。2）希格斯轫致辐射：如果一个费米子和反费米子对撞，比如正负电子对产生对撞，其费曼图上会有一个虚W或者虚Z粒子，这虚的玻色子如果有足够的能量，便可能产生一个上帝粒子。3）弱玻色子聚变：费米子对撞的另一个可能的费曼图是互相交换一个W或者Z粒子，然后发射一个上帝粒子。还有其他许多可能的机制，且上帝粒子的衰变渠道也非常之多，因为它承担著使其他粒子获得质量的繁重任务。
根据标准模型，最重要衰变渠道有如下几条：1）如果上帝粒子的质量大于350 GeV（顶夸克质量的两倍），最可能的反应是衰变成一对顶夸克和反顶夸克。2）如果上帝粒子的质量在126 GeV，则最容易衰变成一对底夸克和反底夸克。3）另一个衰变渠道是变成一对Tao和反Tao介子。4）上帝粒子还可以分解成一对带质量的玻色子，最可能是一对W中间玻色子。W玻色子也不能直接测量，而会衰变成一对夸克—反夸克，或者衰变成一个轻子和一个中微子。可是，衰变成一对夸克—反夸克的反应很难与本底噪声区别，而衰变成轻子和中微子的反应则很难处理，因为中微子很难检测。5）能给出比较清楚的信号的衰变是变成一对Z玻色子。Z粒子随后衰变成一对容易检测的轻子。
6)上帝粒子还可以衰变成规范玻色子（胶子或光子），只是需要在费曼图中有虚夸克中间环或者带质量的玻色子。最普通的此类过程是通过虚夸克衰变为一对胶子（胶子聚变的逆反应）。7）上帝粒子还可以通过W玻色子或重夸克为中介环路而衰变为一对光子。这个反应的分支比例非常小，约为千分之二。不过，此反应对寻找上帝粒子却非常重要，因为光子的能量可以比较精确地测量。
而寻找上帝粒子总体图像是：将一对正负电子或者正反质子加速到非常高的能量，使它们对撞，然后探测对撞的最终生成物：质子、电子、带电介子、光子，再由这些最终生成物的空间分布和能量分布来反推上几代的反映过程，从而推论上帝粒子的存在，推论上帝粒子可以是其他粒子获得质量。即上帝粒子探测的只能是间接的----仅根据对撞的最终生成物质子、电子、介子和光子的空间和能量分布，能反推上几代的反映过程，就能断定诸多费曼图所代表的衰变过程的存在，就能断定图上的虚夸克、虚玻色子、虚胶子和上帝粒子的存在。这类似我国古代《黄帝内经》等的中医学“藏象”研究。
《黄帝内经人体解剖学》一书的作者高也陶先生说：“我不认为《黄帝内经》是藏象论，这是1960年代的中医提出的理论，我认为是脏腑论，明确的解剖理论”。高先生的说法我们也赞同：即类比看见上帝粒子说的“藏象”世界，也如同不是王洪图先生等人编著《内经学》说的《黄帝内经》是藏象论。类比理论猜想看见的“藏象”，是指与仪器类似的人体脏腑透视相比，不能直接观察之意。原子在夸克弦膜层次，也与远古时代一般医生一样，不能直接观察“脏腑”。但这也不是说远古时代一般医生不知道人体解剖情况，因为那时杀猪、杀羊也能类似知道人体的解剖情况.

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上帝粒子和诺贝尔奖

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