英國《獨立報》網(wǎng)站在近日的報道中指出，物理學(xué)界最近出現了一種令人不安且飽受爭議的看法：我們正在逼近人類(lèi)通過(guò)科學(xué)能了解身處世界的絕對極限。歐洲核子研究中心(CERN)的粒子物理學(xué)家哈利·克里夫在一次演講中表示：“未來(lái)幾年，我們可能會(huì )知道是否能對宇宙了解更多，或許，在漫長(cháng)的科學(xué)史上，我們將首次遇到無(wú)法回答的問(wèn)題。而且，更令我們害怕的是，導致我們逼近極限的原因并不是我們的大腦不夠聰明，或技術(shù)無(wú)法滿(mǎn)足，而由物理學(xué)本身所決定?！?/p>
在這次演講中，克里夫談到了“宇宙中存在最危險的兩個(gè)量”。這兩者決定了我們在宇宙間所看到的一切物質(zhì)、結構和生命。他表示，倘若這兩個(gè)量出現任何“異?！?，整個(gè)世界或許都將成為一個(gè)空虛無(wú)生命的地方。
第一個(gè)危險量：希格斯場(chǎng)的強度
克里夫所說(shuō)的第一個(gè)危險量是所謂“希格斯場(chǎng)”強度的值。希格斯場(chǎng)是一種無(wú)形的能量場(chǎng)，當粒子暢游在希格斯場(chǎng)中時(shí)，會(huì )獲得質(zhì)量并最終成為質(zhì)子、中子以及電子等組成物質(zhì)的基本單位。如果沒(méi)有希格斯場(chǎng)，我們就不可能存在。
確認希格斯場(chǎng)的存在源于2012年CERN的突破性發(fā)現。當時(shí)，物理學(xué)家在大型強子對撞機(LHC)中發(fā)現了一種新的基礎粒子——希格斯玻色子。根據理論，沒(méi)有希格斯場(chǎng)，就沒(méi)有希格斯玻色子。但希格斯場(chǎng)本身仍有很多令物理學(xué)家們困惑不已的未解之謎。
克里夫表示，依照愛(ài)因斯坦的廣義相對論和量子力學(xué)理論，希格斯場(chǎng)會(huì )表現出兩種狀態(tài)中的一種。要么是關(guān)閉狀態(tài)，這意味著(zhù)宇宙各處希格斯場(chǎng)的強度值皆為0，如此一來(lái)，它就無(wú)法賦予其他粒子質(zhì)量；要么是開(kāi)啟狀態(tài)，意味著(zhù)其值為“絕對大”。
但物理學(xué)家們并未曾見(jiàn)過(guò)這兩種場(chǎng)景?？死锓蛘f(shuō)：“實(shí)際上，希格斯場(chǎng)這盞燈只是微弱地點(diǎn)亮著(zhù)。它的強度值不是0，但比完全值要小1億億倍，這有點(diǎn)像燈的開(kāi)關(guān)被卡在接近關(guān)閉的位置上。這個(gè)值非常關(guān)鍵，如果它有任何細微的差異，那么，整個(gè)宇宙的物質(zhì)世界都將不復存在?！?/p>
希格斯場(chǎng)的強度為何有著(zhù)如此精妙而微弱的量值令人覺(jué)得匪夷所思。物理學(xué)家們現在把希望寄托在了“滿(mǎn)血復活且功能更強大的”LHC上，希望其能提供更靠譜的解釋。不過(guò)，迄今為止，科學(xué)家們仍然在這條漫漫征途上緩緩行進(jìn)，且收獲甚微。
第二個(gè)危險量：暗能量的強度
克里夫所指的第二個(gè)危險量被物理學(xué)家們稱(chēng)為“物理學(xué)史上最糟糕的理論預測”。這個(gè)危險的數值涉及到深空的深度和讓人抓狂的“暗能量”。
1998年，天文學(xué)家發(fā)現宇宙的擴張速度并非恒定，而是越來(lái)越快。顯然，太空中存在著(zhù)一種看不見(jiàn)的力，導致宇宙加速膨脹，科學(xué)家們將其稱(chēng)為暗能量，認為其占據宇宙總質(zhì)能的70%左右。自此，暗能量成為廣受科學(xué)家青睞的“香餑餑”，因為它關(guān)系到宇宙的命運。
“我們并不知道暗能量究竟是何方神圣?！笨死锓虮硎?，“最好的解釋是，它是虛空自身的能量，即真空的能量?！?/p>
如果這是真的，那么，科學(xué)家們應該可以計算出虛空的總能量，從而得到一個(gè)代表暗能量強度的值。盡管理論物理學(xué)家們也這樣做了，但結果卻令他們抓狂?？死锓蛘f(shuō)：“暗能量的值應該為我們根據天文學(xué)方法觀(guān)察到的數值的10120倍，它比宇宙中任何數據都要大，為宇宙間原子總數的千萬(wàn)億億倍?！?/p>
不過(guò)我們很幸運，暗能量比理論預測要小很多。如果按照理論模型，那么暗能量的排斥力將把整個(gè)宇宙撕裂，將原子緊緊綁在一起的基本力在其面前潰不成軍，星球、星系、恒星、行星都無(wú)法形成，我們所知道的任何生命都無(wú)法存在。
盡管如此，人們仍未能使用現有宇宙理論創(chuàng )建出一套與實(shí)際觀(guān)測匹配的暗能量測量理論，蒙在暗能量頭上的面紗仍未被掀開(kāi)?？磥?lái)，科學(xué)家需要對現有理論進(jìn)行改進(jìn)，從而找到理解暗能量和希格斯場(chǎng)的方法。
也許永無(wú)答案
如果能夠證實(shí)，我們的宇宙僅僅只是包含有數十億個(gè)其他宇宙的多重宇宙中的一個(gè)，那么，“我們或許就能理解這兩個(gè)危險值。因為，在多重宇宙的大多數宇宙中，要么暗能量非常強大，將那些宇宙撕裂；要么希格斯場(chǎng)足夠小，導致任何原子都無(wú)法形成。而我們恰好活在一個(gè)兩者都完美調和的宇宙中，我們是少數的幸運者?！?/p>
為了證明這一點(diǎn)，物理學(xué)家們需要找到新粒子，其可能會(huì )支持弦論等理論。弦論預測了多重宇宙的存在。
目前，最有可能發(fā)現新粒子的是LHC。但除此之外，中國科學(xué)院高能物理研究所的科學(xué)家正計劃到2028年建造一個(gè)“希格斯粒子工廠(chǎng)”，那將是一個(gè)長(cháng)達52公里的地下環(huán)路，耗資30億美元，它能使正負電子發(fā)生對撞，對撞能量高達70TeV。無(wú)獨有偶，美國科學(xué)家也在計劃研制超大型強子對撞機(VLHC)，據悉，VLHC的周長(cháng)為100公里，碰撞能量更是高達100TeV。
克里夫說(shuō)：“我們或許正在進(jìn)入一個(gè)全新的物理學(xué)時(shí)代。在這個(gè)新時(shí)代，宇宙間很多奇特的事情我們無(wú)法解釋?zhuān)辉谶@個(gè)新時(shí)代，或許我們會(huì )找到一些線(xiàn)索，發(fā)現我們正生活在一個(gè)遠遠超出我們認知的多重宇宙中?！?記者 劉霞)
