2015-12-16 02:37:00
我在今年一月写的《高能物理的绝唱(一)》一文中,解释了当前高能物理界的困境。40多年来无数的实验,都无法突破标准模型(Standard Model)的预测,然而标准模型显然并不包含暗物质和推动宇宙暴涨的机制。在1990年代初期,美国开始了新一代的对撞机计划,设在德州,叫做SSC(Superconducting Super Collider,超导超级对撞机)。我博士班毕业之时,全班(哈佛高能物理理论当年毕业了7个博士,算是很大的一班)都马上转了金融,衹有我还想不开,觉得可以到SSC做现象学(Phenomenology,不搞叠床架屋的玄学,纯粹解释实验结果的理论派),躲开超弦的歪风。没想到一向花钱如流水的美国国会,居然在1993年为了节省110亿美元的预算,不顾好几个诺贝尔奖得主(包括我当时的老板Steven Weinberg,他原本是标准模型的三个创建者之一,可惜那时正要搭上了超弦的贼船)的游説,放弃了已经投入的20亿美元资金,把SSC整个裁了,衹留下了草原地下深处几英里长的一个大洞。我也沦落在前不着村、后不着店的德州,除了一件印着SSC的T-Shirt,什么都没有拿到。还好后来一个已到高盛工作的同班同学指点,才到费城找到了金融界的第一个职位。
SSC垮了之后,欧洲人以为这是在“尖端科学”上超赶美国的大好良机,在同一群诺贝尔奖得主的努力哄骗下,相信可以发现超对称粒子(参见前文《高能物理的绝唱(一)》;超对称是超弦的起源,多借了几百个新自由度来解释标准模型的几十个参数,一般人或许会认为这是明显的赔本生意,但是超弦论者还嫌不够空汎,最后发明了有10^500个自由度的新理论),于是决定投入经费建造LHC(Large Hadron Collider,大型强子对撞机)。LHC沿用CERN(Organisation européenne pour la recherche nucléaire,原名Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire,欧洲核子研究组织,LHC是它的附属单位)原有的隧道,能量也比SSC低一截,照理说应该可以减低一大半的造价,但是最后还是花了90亿美元。这倒不像ITER(国际核聚变实验反应炉,参见《永远的未来技术》)屡次超支是日本籍主管人谋不臧的结果,而是因为原本高能物理界就严重低估了预算来哄骗资金来源,所以虽然CERN是大型科学计划管理的典范(LHC衹比原计划晚了三年完成),还是超支了三倍左右(原预算是26亿美元,不过这是1995年的币值,而90亿是1995年一路花到2008年)。
时间快转到2015年,LHC在几个起落之后,终于达到了13TeV(基本等同原设计的14TeV)的总对撞能量。昨天(2015年十二月15日)CERN开了记者会,公布了最新的实验结果,那当然是一个超对称粒子都没看到的。但是高能物理界沸沸扬扬,仍然兴奋不已,因为在比Higgs重6倍的能级上(750GeV,Higgs重125GeV)发现了一个“统计鼓包”(“Bump in Statistics”)。这种两三个标准差的统计异常,其实在高能物理实验里稀松平常,绝大多数都起因于早期取样数不够,等实验做久了自然就会消失。LHC今年的取样连原计划的一半都还不到,但是仍然在年底按时程改为对撞重离子来研究强作用力,要等明年底才可能更新实验结果。就算这个统计异常最后以极小的机率证实为一个真的粒子,它也不过是第二个Higgs;Higgs是标准模型的一部分,所以大家早已都知道是必须存在的,不确定的衹在于有几个。高能物理界花了25年,超过100亿美元的资金,最后的成就就在于决定了Higgs粒子的数目,实在是无限的悲哀。(当然这是一个非Higgs的新粒子的可能性不是零,但是目前LHC衹在双光子衰变看到鼓包,客观的评估应该等到其他的衰变型态也被观察到才能认真地当它是一回事。)
但是早在这个惨剧闭幕之前,学术界的大佬已开始忙着推销下一代的实验;他们不敢再吹嘘超对称这匹死马的潜力,衹能説是要建一个等同100TeV能级(能级问题有点复杂;他们建议的是电子-正子对撞机,名义上能级比较低,但是在性能和费用上等同一个100TeV能级的强子对撞机,SSC和LHC都是强子对撞机)的Higgs工厂,把Higgs粒子的性质摸到底。像这样无关宏旨的死巷子底的细节,仍然必须开挖一个100公里长的隧道,总造价号称200亿美元,其实至少要500亿,若是最后上了1000亿大家也不必吃惊。它的真正用途当然不是为了发展科学,否则这种规模的资金,可以资助无可数计真正有社会价值的科学研究。这个Higgs工厂的唯一实际功能,是把大笔钱财当作闪电,以便将快要死透的高能物理这具尸体转化成Frankenstein式的科学怪人,以行尸走肉式的存在撑到教授群的退休期;而即使是超弦论者向来都可以从大型实验计划里巧立名目、分一杯羹。要实现这个美梦,最大的难关在于找到一个人傻钱多的金主,愿意浪费大笔钱财买一个超英赶美的虚名,于是学术大佬的关爱眼神就全都投注到李克强身上。
去年在中国物理界的内綫安排下,Nima Arkani-Hamed成为新成立在北京的高能物理前沿研究中心(Center for Future High Energy Physics,CFHEP)的主任,专门从事前面提到的游说工作。Nima Arkani-Hamed是超弦界创造力最强的教授之一;当然他近30年的几百篇论文没有一篇是对的(亦即被实验证实来描述宇宙的真实现象),但是超弦界本身就是一个大泥坑,没有任何一个人的任何一篇论文是对的。换句话説,它的选美标准不要求身上没有烂泥,反而是烂泥越多越好;而Nima Arkani-Hamed不但是超弦界选美的冠军之一,而且对超对称特别有兴趣,所以原本由他出面来忽悠下一代对撞机的金主是理所当然的。但是今年的LHC实验结果显然对超对称这块招牌有不利的影响,于是高能物理界衹好另辟蹊径,从侧翼出击,找上了着名华裔数学家丘成桐(Shing-Tung Yau,他与超弦教主Witten长期合作过好几个数学研究,交情很好)挂名,由一个专业科普作者代笔,在2015年十月23日出版了《From the Great Wall to the Great Collider》(《从长城到大对撞机》,参见http://intlpress.com/site/pub/pages/books/items/00000450/)来鼓吹这个骗钱的把戏。
我想他们实在太低估李克强的智商了,这出闹剧大概衹能无限期地演下去。名作家Upton Sinclair在1935年说了一句名言:“It is difficult to get a man to understand something, when his salary depends upon his not understanding it!”诚不我欺也。
【后注】2017年十月,最新一集的《Big Bang Theory》谈了高能物理现在的处境,和行内人必须撒谎的压力。有兴趣的人可以看http://www.cbs.com/shows/big_bang_theory/video/GTCEx8Olyltbha1m901WM_fPcj_6W139/the-big-bang-theory-the-retraction-reaction/。