上帝粒子的隱憂

意見評論 08/01/2012

七月初在瑞士日內瓦的歐洲粒子物理中心,終於宣佈傳聞已久希格斯粒子的發現。由於這是粒子物理領域的一個大成就,加上希格斯粒子又有一個「上帝粒子」的稱號,所以得到相當大的媒體關注,有些引述認為這是近代科學的一個大成就,與發現DNA相提並論,甚至有說法認為這是粒子物理一個新黃金時代的開端。

希格斯粒子的引起高度關注,主要因為粒子物理自上世紀五○年代以降,理論發展逐漸成形,對於宇宙物質的基本結構和作用力,都有一個相當能令人滿意的解釋理論,爾後又有一連串實驗結果,佐證這些對一般人來說,事實上相當玄奧難喻的理論。

但是在粒子物理學家稱為「標準模型」的理論之中,卻一直缺乏這個希格斯粒子的實驗證據,沒有這個粒子存在的證據,「標準模型」理論中一些粒子質量的問題,就不能有圓滿的解答。

目前兩個實驗組得到的證據指出,他們在一個相當可靠的統計效應之內,這個理論預測粒子的存在機會相當高(專業術語是西格瑪五,也就是誤差小於千萬分之三)。在物理實驗科學方面,目前還需要驗證的,是這個粒子的自旋數是零,實驗物理學家說,到今年年底累積更多的實驗證據,如果都符合理論的預測,希格斯粒子的發現才可以說是塵埃落定。

希格斯粒子發現的討論中也談到,最後結果無論是不是希格斯粒子,都將給粒子物理帶來一個新的境界,是希格斯粒子自然跨前一步,就算不是,也會對於所謂如「超對稱」以及「弦論」等後「標準模型」理論,帶來發展契機,這也正是粒子物理黃金時代來臨說法的道理。

這些說法並非沒有根據,但那是上世紀七十年代以降,粒子物理黃金時代的經驗。那個輝煌經驗的不可重現,在上世紀的九十年代已有殷鑑,當時美國為超越歐洲在粒子物理科學的亮眼表現,提出建造加速器的那個計畫,事實上比目前日內瓦做出結果的野心更大,但是計畫最後卻半途而廢。美國國會不計已投入超過十億美金,也深知對美國粒子物理的傷害,仍決定攔腰斷腕,原因無他,只因經濟困窘。

如以當前經濟情勢來看,莫說是美國,整個歐洲的風雨飄搖,比諸當年,不知嚴峻幾許,這對需要龐大經費建造加速器的粒子物理來說,自是極端不利。但是物理學基本理論推陳出新,雖說在數學上邏輯嚴整,但是物理科學的實證基礎,卻日益難以企及,而許多頂尖大物理學家,也多對這些理論的純粹由數學推演,不是由一個較清楚的物理現象入手,不以為然,甚至對於希格斯粒子的「發現」,也有不同的評價。

一些著名的科學家常要指出,科學研究的追求未知,一時雖不明所以,但常在多年之後得到回報,而過去一百多年的科學歷史,也確多例證。但是當年的那些科學發展,與今日情形已大不相同,簡單來說,那許多成功的往例,多由物理實驗現象入手,不似今日的先有空中樓閣,再在流沙上打出地基。

回到一個現實的世界,近代科學的成功,當然有科學邏輯的推理之功,但是其能有今日地位,得到社會龐大資源的支持,則來自其推理能力在現實世界上找到的立足點,衡諸今日的經濟困局,現實的考量益加關鍵。

在這回討論希格斯粒子的發現之中,有一則報導說得好,那則報導引述一位物理學者家的話說,「它看起來像一隻鴨子,叫起來像一隻鴨子,它至少會是一隻鳥。」

目前科學家宣稱找到了「上帝粒子」,到底這個「找到」的真實意義為何,在那浩瀚煙緲的訊號中,那個虛無飄渺粒子所代表質量來源的意義,又是什麼?更深一層來說,一個被我們主觀認定的所謂「實證現象」,到底如何去論斷其真正的價值,顯然已不是一個科學所能解決的問題了。
【知識通訊評論月刊一一八期】2012.08.01

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