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早在2008年,就有人指责欧洲粒子物理研究所(CERN)在用大型强子对撞机(LHC)制造微型黑洞,据说物理学家就是用这个法子寻找其他维度的。在许多人看来,这都像是一部科幻灾难电影的情节。后来果然有两个人提起诉讼,要求LHC停止运营,以免制造出强大的黑洞毁灭世界。但物理学家辩称这纯属谬论,诉讼也遭到了驳回。
2012年,LHC找到了寻访已久的希格斯玻色子,有了这种粒子,就可能解释其他粒子是如何获得质量的了。这个伟大成就使LHC进入了流行文化,2013年,重金属乐队Megadeth把它放在了唱片《超级对撞机》(Super Collider)的封面上;2014年,美国电视剧《闪电侠》也把它写进了剧情。
专辑封面上的LHC。图片来源:Megadeth
但是虽然有了这些成就和荣耀,粒子物理学却因为太过抽象的缘故,其含意或用途始终少有人理解。不同于NASA向火星发射探测器,CERN的研究并没有创造什么震撼人心的具体形象。最能体现粒子物理学研究的是黑板上的公式和称为“费曼图”的弯曲线条。就连诺奖得主奥耶·波尔(Aage Bohr,波尔原子模型的提出者尼尔斯·波尔之子)和同事欧勒·乌尔夫贝克(Ole Ulfbeck)都主张亚原子粒子只是数学模型、没有物理实体。
这就要说回我们最初的问题了:
当一束接近光速的亚原子粒子撞上人的血肉,结果将会如何?
也许因为粒子物理的概念和生物学相距遥远,不但普通人的直觉不足以回答这个问题,就连一些专业物理学家也一筹莫展。2010年,诺丁汉大学的几位物理学和天文学家在Youtube接受访问时承认,他们也不知道把手伸进LHC的质子束中会发生什么。迈克尔·梅里菲尔德(Michael Merrifield)教授简明地说道:“这个问题很好,我不知道该怎么回答。不过你很可能会受到重创。”劳伦斯·伊维斯(Laurence Eaves)教授也不敢轻易定论,他说:“以我们观察的能量规模而言,对人的效果应该不会太明显。”但他的话里也难免有些英国式的轻描淡写,“我会不会把手伸进粒子束?也许是不会的吧。”
对于那些无法在实验室里研究的情况,这样的思维实验可以说是有用的探索手段。不过偶尔也会发生一些为研究提供实例的不幸意外:一些因为伦理原因无法开展实验的课题,都可以用这种方式研究。这类实例研究都只有一个样本,且没有对照组。然而就像神经科学家V·S·拉马钱德兰(V.S.Ramachandran)在1998年的著作《脑中的幽灵》(Phantoms in the Brain)中指出的那样,要证明猪会说话,只要一只会说话的猪就行了。比如在1848年9月13日,一根铁条穿透了美国铁路工人菲尼亚斯·盖奇(Phineas Gage)的头颅,深刻改变了他的性格,也为人格研究提供了早期的生物学依据。
1978年7月13日,苏联科学家阿纳托利·布戈尔斯基(Anatoli Bugorski)把头伸进了一台粒子加速器。在那性命交关的一天里,苏联最大的粒子加速器,铀-70同步加速器出现了故障。布戈尔斯基在给它检查时,一部安全装置失灵,
一束质子以接近光速穿过他的头部,就像铁条插进菲尼亚斯·盖奇的头部一般