安东尼·加莱特·里斯(Antony Garrett Lisi)
理论物理学家,独立研究者。
2012年7月4日,欧洲核子研究中心(European Organization for Nuclear Research)宣布发现了希格斯玻色子(Higgs boson)。这是基础物理学领域的一则大新闻。20世纪70年代建立的粒子物理学标准模型已经被大量的实验数据证实。虽然希格斯玻色子的存在对标准模型非常重要,但这并不是基础物理学领域最重大的新闻。该领域最重要的新闻——超粒子(superparticle),还没有被发现。
粒子物理学标准模型建立后不久,科学家就据此提出了超对称理论(supersymmetry),即所有粒子都有相对应的与其自旋相反的超粒子。这一理论迅速获得了理论物理学家的青睐。我们可以通过超粒子来平衡现有粒子质量的量子属性,使观测到的质量更自然。超对称理论解决了粒子物理学标准模型的微调问题(fine-tuning problem),即使粒子为何具有如此精确的质量仍然是基础物理学领域最引人关注的话题。此外,对于大一统理论的支持者而言,如果真的存在超粒子,粒子物理学标准模型已知的三种力便能更完美地统一为某个高能量的值(即便通过增加几种非超级玻色子能更简单地达到这种统一)。实际上,超对称理论是超弦理论的基础,而超弦理论是在粒子物理学领域占主导地位的推测性理论。
建造大型强子对撞机(Large Hadron Collider)的目的除了寻找希格斯粒子之外,另一个主要目的是寻找超粒子。如果超对称理论能帮助解决粒子物理学标准模型的自然问题,那么对撞机所能达到的能量层级应该可以发现超粒子。在第一次运行对撞机时,研究人员感觉到了超粒子的存在,这种感觉就如同眼前升起了一颗气球,上面还挂着一条横幅:“欢迎回家,超对称理论!”然而,超粒子并没有出现,这让许多理论物理学家非常失望,包括弦理论学家。
试想一下,假如你昨晚做了一个十分逼真的梦,梦见你家后院有一只独角兽,这个梦是如此逼真,以致第二天你就跑到后院四处寻找,希望真能找到,结果什么都没有。这就是弦理论学家和其他超对称理论的支持者面临的处境。即使现在你知道后院并没有独角兽,但根据贝叶斯理论,你可以宣称独角兽更有可能藏在壁柜里。这就是目前超对称理论支持者的观点,因为对撞机在电弱能量层级附近没有找到超粒子。这样看来,独角兽在壁柜里的可能性和对撞机找到超粒子的可能性的确增大了,但你知道最大的可能性是什么吗?那就是独角兽和超粒子根本不存在!独角兽也许是美好的,但它与超对称理论和超弦理论一样,真的不存在。还是考虑一下其他的可能性吧!
PERHAPS THE LAWS OF NATURE ARE NOT STATIC BUT HAVE EVOLVED, THROUGH SOME DYNAMICAL MECHANISM, TO HAVE THE UNLIKELY FORMS THEY ARE OBSERVED TO HAVE.
也许物理定律并不是恒定的,而是依据某种动态机制不断演化的,也许这才是为何我们观测到的宇宙万物与实验推论并不完全一致的合理解释。
——李·斯莫林,《没有什么大新闻》