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发表于 2008-9-10 22:54:21
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位于欧洲核子物理研究组织(CERN)的这台原子对撞机于9月10日启动,科学家希望借此寻找希格斯玻色子、超对称的粒子和额外维度的证据.
正当全球科学家满心期待此对接实验开启时,一些反对者声称此世界最强大的粒子对撞机将制造微型黑洞吞噬地球.此吞噬地球的黑洞威胁正好说明了这一巨大的科学项目能导致科学幻想和科学事实出现冲突.甚至还有声音在质问为何花几十亿美元来研制这一消灭生命的物理学实验.
会造福人类吗?
为什么?纽约市立大学理论物理学教授加来道雄表示人们经常询问粒子物理学有什么实际应用.即使物理学家这次发现了制造宇宙物质质量的希格斯玻色子,它会如何改善我们的生活呢?他说:“公众有时会说这只是为了制作系列片.然而,从某种意义上说,量子物理学的所有惊奇之处基本上都是从原子对撞机技术上观察并了解到的.”
加来道雄指出,世界粒子物理学先前的发现催生出了我们现今乐于使用的许多创新和发明,从卫星通信和手持媒体播放机到医用PET扫描仪,后者是将反物质用于实际用途的例证.“实际用途只是大型强子对撞机的派生物,而我们这样做的主要原因是我们想了解我们在宇宙中的角色和地位.”他表示,由大型强子对撞机可能或不可能产生的黑洞将是更加理论性的东西,而不是实际应用.如果此对撞机发现了黑洞证据,这表明重力在亚原子级别时比它在科学家可测量的距离标度级别时更强大,从而将支持一个狂野的想法――即我们生活在10或11维度的宇宙中.其中一些维度卷得太紧,科学家根本就不能发现它们.
一些理论学家表示此主意将能解释为何重力较宇宙中的其它基本力软弱得多,比如为何单块磁铁能匹敌整个地球重力场,可以吸住一本文件夹.理论学家表示多数重力场正在向额外维度“泄露”.欧洲核子物理研究组织的理论物理学家约翰·埃利斯说:“如果大型强子对撞机能制造出黑洞,那太令人兴奋了.于是有人会说黑洞就是吞噬恒星的大家伙吗?当然不是,它们是微小黑洞.而且,它们特别不稳定.它们一经产生就会立刻消失.”
那么这些撞击实验会造福地球吗?埃利斯表示,“我们声明大型强子对撞机或其它大型粒子对撞机不是基于派生物或技术转让来开发的,当然,我们已经在做相关的研究.就个人而言,我认为我们做到的最重要的知识过渡是培养年轻人求进取,勇于做其它事情.我认为这一点的重要性胜过我们开发出来的一些高精技术产品.我认为对这种科学研究的主要辩护是人类基本的好奇心.当然创新是对的,在了解大自然方面取得许多重大突破的前辈们已经将这些发现变成了新技术.此次实验很有可能发现希格斯玻色子,但坦白地说,此刻我还没有看到人们如何利用希格斯玻色子开辟任何用途.”
然而,加来道雄有不同的观点,他表示如果物理学家期望纳税人继续支持这项数十亿美元的科学前沿探测实验的话,那么他们将得更好地工作,以解释有潜在回报的实际应用.他指出,事例表明美国德州计划建设的超导超级对撞机(SSC)应该比大型强子对撞机大,但花费20亿美元之后却被美国国会取消了.因此,我们得告诉民众为何这种原子对撞机将有益于他们的生活.
预测未来三大好处
加来道雄表示,如果物理学实验有指导作用的话,那其潜在的回报将可能出现在以下三个领域:
1、 电信:先前的实验带来了数据处理挑战,导致欧洲核子物理研究组织于1990创造出了万维网.同样,大型强子对撞机也将引领我们进入一个全球分布式计算和大量数据更有效贮存的时代.更好地了解亚原子世界将导致量子计算和超安全通信方面取得突破.
2、医疗:粒子加速器目前在癌症治疗和医学成像方面的作用在快速加大.许多医院利用质子、碳离子甚至是反物质等带电粒子来治疗癌症.用于开发大型强子对撞机的新技术将会很好地发现它们驻进未来医院的道路.为LHCb实验建造的超灵敏光子探测器就是一个重要的例证,此项目发言人罗杰·弗迪说:“我想这和医疗应用有一些异花授粉的感觉.”
3、 能源:加来道雄表示从大型强子对撞机获得的见识可能在数十年内将用于开发新能源,比如可控的熔合核电站.这些微型黑洞甚至可能在长期的能源需求中扮演一个长期角色.他说:“甚至一些人认为外太空的黑洞可能是未来人类的能源.”
将让高级文明人精确操纵时空
更远说来,加来道雄指出深入了解宇宙总是会技术突破.利用机械力导致19世纪开发了蒸汽机,进入了工业化时代.电力与磁力统一导致生产出了计算机、激光和 20世纪的其它惊喜发明.解开原子的奥秘导致出现了核时代的胜利和恐慌.他说:“人类历史被激进拆开的重力、电力和磁力以及核力所塑造.如今我们处于所有这些力统一的边缘,所有这些力将统一成一种超级力.我们认为超级力就是超弦理论,是超级力引发宇宙大爆炸的,创造了宇宙万物.”
来自大型强子对撞机的最大发现会是什么?加来道雄认为会是太多的巨大突破.他说:“大型强子对撞机将不会打开另一宇宙的大门,它也将不会在太空中开个洞.但它将会尽力建立一个等式,从而让高级文明社会能精确操纵时空.” |
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