41 科学家应该无所不知

埃德·里吉斯(Ed Regis)

科学作家,合著有《再生》(Regenesis)。


个获得诺贝尔奖的物理学家,史蒂文·温伯格和利昂·莱德曼各自出了本书这两本书分别是《终极理论之梦》(Dreams of a Final Theory)和《上帝粒子》(The God Particle)。此时正当美国国会决定彻底终止资助该项目的进程之中,两本书都生不逢时。——译者注,他们建议在德克萨斯州的沃克西哈奇附近建造一个87公里长的粒子加速器:超导超级对撞机(SSC),是为了找到希格斯玻色子。莱德曼曾经半开玩笑地称之为“上帝粒子”。

巧的是,2012年,在日内瓦附近的欧洲核子研究中心,科学家用一个小得多的加速器,也就是27公里长的大型强子对撞机观察到了希格斯玻色子。

科学界经常发生这样的事,发现某个新发现时又出现了一些新问题,希格斯玻色子也一样。例如希格斯玻色子为什么有精确的质量?在它下面是否有更基本的粒子,从而可以解释希格斯玻色子的某些特定属性?会不会事实上不止一种希格斯玻色子?但是在基本粒子理论中,为了获取这些问题的答案,代价越来越高,甚至昂贵得离谱。超导超级对撞机项目在被取消前,其成本估算从最初的39亿美元在1991年最终上升到了110多亿美元。但这些关于希格斯玻色子问题的答案真的值得这样去做吗?暂且乐观地假设你能够理解类似以下的问题:希格斯玻色子如何解释(就算有解释吧)电弱对称性破缺的现象?然后问你,如果你想出钱的话,你愿意出多少钱来知道答案呢?

长期以来科学都处于这样一种境地,要获取某些类型的新知识,只有通过建造点什么来实现,规模往往大得惊人甚至滑稽,仿佛是在告诉人们:标注成本的价格牌也要同规模一样大才行。从这点上来说,的确有必要问一问这些吃钱的巨兽,其所能提供的知识到底价值何在。

显然,国会拒绝了超级对撞机并没有让人们退缩,在2001年,一个费米实验室的研究小组(他们的加速器比较小,只有6.4公里长)认真地研究了建造超大型强子对撞机的前景。它将是一个巨大的怪物,周长233公里。这个庞然大物会占据一个面积超过1036平方公里的区域,甚至比罗德岛还要大。

时间到了2013年的夏天,也就是发现希格斯玻色子的一年后,一群粒子物理学家在美国的明尼阿波利斯碰头,提出建造一台100公里长的对撞机。他们说,这台设备将可以用于研究“间接影响新物理学的W和Z波色子、顶夸克以及其他系统”,此类建议犹如垃圾邮件一般接踵而来。但是科学毕竟不是让人供奉的神,需要适可而止。无休无止的投入是很愚蠢的,特别是越来越多的钱换来的是越来越少的知识,而与这些知识相关的、假想的物质微粒已经超越了无穷小的概念,几乎濒临纯粹的虚无。

显然,基础粒子物理学家从来没有听说过《增长的极限》(Limits to Growth环境保护运动中著名的罗马俱乐部给世界的第一个报告,给人类社会的传统发展模式敲响了第一声警钟,从而掀起了世界性的环境保护热潮。人口问题、粮食问题、资源问题和环境污染问题都在其关注范围内。——译者注,或任何其他形式的限制。但他们当然应该熟悉这样的概念,谁说基础学科就一定是天之骄子,实用学科就一定低人一等?花在崭新的大型对撞机上的每一美元,都不能再花在其他事情上了,不管是医院、疫苗开发、防疫、还是救灾等。为了在粒子加速器这个晦涩难懂、神秘玄妙的领域里取得渐进式的进步,可以在财务上做出倾斜,但似乎已经超出了合理的范围。超导超级对撞机关闭后,科学史学家丹尼尔·凯夫利斯(Daniel J.Kevles)写道:“物理学基础研究应该坚持追求,但不是以任何代价。”我同意这个观点。有些科学知识只是不值得我们倾其所有而已。