最近，因媒體報(bào)道中科院院士吳岳良的工作“超越愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論”，高能物理領(lǐng)域的進(jìn)展又吸引了公眾注意。恰在不久前，哈佛大學(xué)的華裔數(shù)學(xué)家丘成桐來(lái)上海演講，再次表達(dá)了對(duì)中國(guó)建設(shè)巨型對(duì)撞機(jī)的期望。為此，丘成桐去年10月還掛名出版了一本科普書《從長(zhǎng)城到大對(duì)撞機(jī)》，希望中國(guó)用十幾年時(shí)間，在山海關(guān)附近建成一個(gè)能級(jí)超過(guò)歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）的巨無(wú)霸。丘成桐還在演講中透露，自己為了這項(xiàng)“大科學(xué)”工程，還給國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人寫信，跟有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)會(huì)談，目前，還沒(méi)有遭到直接反對(duì)。

而在海峽對(duì)岸，師從諾獎(jiǎng)得主溫伯格（S. Weinberg）的哈佛大學(xué)物理博士王孟源則撰文《高能物理的絕唱》，質(zhì)疑美國(guó)高能物理學(xué)界利用丘成桐對(duì)中國(guó)政府游說(shuō)。那么，建超級(jí)對(duì)撞機(jī)，是否真是一個(gè)投資上千億但99%不會(huì)取得成果的“超級(jí)大坑”，這一切是不是美國(guó)的一次“戰(zhàn)略忽悠”呢？

世界最大粒子加速器歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）

什么是高能物理

如果你喜歡讀《三體》這樣的科幻小說(shuō)，或者愛(ài)看謝耳朵在《生活大爆炸》中侃侃而談，那么高能物理學(xué)中的名詞你或多或少都聽(tīng)說(shuō)過(guò)。夸克、黑洞、大爆炸（原子彈和氫彈的能量還夠不上），二十世紀(jì)是物理學(xué)的黃金世紀(jì)，也正是因?yàn)楦吣芪锢韺W(xué)的誕生與蓬勃發(fā)展。相對(duì)論和量子力學(xué)粉墨登場(chǎng)，從理論上有效解釋了微觀世界高能環(huán)境中現(xiàn)象；在實(shí)驗(yàn)室，各種新粒子從對(duì)撞機(jī)中產(chǎn)生，證實(shí)了“標(biāo)準(zhǔn)模型”的預(yù)言。

什么是“標(biāo)準(zhǔn)模型”呢？自然界有四種基本力，強(qiáng)力、弱力、電磁力和引力。廣義相對(duì)論可以描述引力，而“標(biāo)準(zhǔn)模型”可以描述強(qiáng)力、弱力、電磁力及組成所有物質(zhì)的基本粒子?！皹?biāo)準(zhǔn)模型”與量子力學(xué)及狹義相對(duì)論相容，但仍無(wú)法描述引力，不能作為統(tǒng)一量子力學(xué)與廣義相對(duì)論的“大統(tǒng)一理論”。

“標(biāo)準(zhǔn)模型”很成功，最著名的就是其預(yù)言的“上帝粒子”（希格斯粒子）被歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)證實(shí)。但“標(biāo)準(zhǔn)模型”也有很致命的缺陷，除了不能描述引力，它也不能解釋暗物質(zhì)，不能解釋宇宙中的物質(zhì)和反物質(zhì)為何沒(méi)有對(duì)消近凈，也不能解釋宇宙暴脹。

而你可能想不到的是，“標(biāo)準(zhǔn)模型”的成功反而導(dǎo)致了高能物理學(xué)的衰落，因?yàn)槌藢?duì)它修修補(bǔ)補(bǔ)，什么也做不了，沒(méi)有任何一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果能超出“標(biāo)準(zhǔn)模型”的計(jì)算范圍，也就是說(shuō)，它遇到的難題也失去了實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)，無(wú)法解決。

學(xué)術(shù)界遵循“不出版即死亡”，許多人只能改行去華爾街，還留在物理學(xué)界的改行做凝聚態(tài)物理了。據(jù)王孟源介紹，他博士班畢業(yè)時(shí)，哈佛那屆7個(gè)高能物理理論博士除了他都馬上轉(zhuǎn)了金融。

為什么要建超級(jí)對(duì)撞機(jī)

在走向衰落的同時(shí)，高能物理界開始把理論希望寄托在超弦理論上，對(duì)，“超弦”就是你在《三體》中看到那個(gè)名詞。這次來(lái)充當(dāng)“說(shuō)客”的丘成桐，就與超弦教主威滕（Witten，圈內(nèi)戲稱Pope）長(zhǎng)期合作過(guò)好幾篇數(shù)學(xué)論文。之所以稱“教主”，把超弦理論說(shuō)成是一種宗教，是因?yàn)椤俺摇本幊龅墓适峦耆珱](méi)有作任何預(yù)測(cè)的能力，不能被實(shí)驗(yàn)證偽，這就與相對(duì)論、量子力學(xué)等預(yù)言被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，描述宇宙的真實(shí)現(xiàn)象的科學(xué)理論不同，讓人覺(jué)得只是數(shù)學(xué)游戲，與實(shí)際的宇宙可能沒(méi)有關(guān)系。同理，開頭提到的吳岳良院士的工作，如果能夠作出可被實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的預(yù)言，想必早就引起轟動(dòng)，而不是現(xiàn)在這樣的影響力。

幸而，除了李淼等極少數(shù)學(xué)者，中國(guó)做這個(gè)方向的人不多，就論文數(shù)量來(lái)說(shuō)，憑借超弦理論，美國(guó)在高能物理、宇宙學(xué)方面遙遙領(lǐng)先。

為了不淪為笑柄（雖然可能早已淪為了），不被當(dāng)成江湖騙子，超弦界開始游說(shuō)建造更大的對(duì)撞機(jī)，以蠻力來(lái)產(chǎn)生更高能的粒子，特別是“標(biāo)準(zhǔn)模型”以外的超對(duì)稱粒子（超對(duì)稱是超弦最主要的假設(shè)，名字中的“超”即由此而來(lái)。但即便找到了超對(duì)稱粒子，也不能說(shuō)超弦理論就一定是對(duì)的）。

起初，超弦界以為美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的Tevatron粒子加速器（最高總能量在2011年停機(jī)前達(dá)到了2TeV）就能發(fā)現(xiàn)超對(duì)稱粒子，可是后來(lái)就連更強(qiáng)的LHC也找不到超對(duì)稱。到2013年，LHC做完7TeV能階的實(shí)驗(yàn)后，超對(duì)稱理論的原始參數(shù)空間已經(jīng)有99.9%被否定掉了。

在經(jīng)歷兩年停機(jī)維護(hù)、加固升級(jí)后，LHC重建超導(dǎo)電磁鐵的電路，在2015年重啟，達(dá)到了設(shè)計(jì)的13TeV能階。2015年12月15日，歐洲原子能研究機(jī)構(gòu)在記者會(huì)上宣布了最新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不出意外，一個(gè)超對(duì)稱粒子都沒(méi)找到的。也就是說(shuō)，99.999%的可能性都被否決了。所以，王孟源博士稱2015年為“高能物理的絕唱”。

而恰是在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，丘成桐他們又來(lái)游說(shuō)了。丘成桐一向以敢于開炮聞名，1月16日，經(jīng)常批評(píng)中國(guó)教育和學(xué)術(shù)腐敗的他在上海接受采訪時(shí)稱：“如果我沒(méi)得過(guò)菲爾茲獎(jiǎng)，早就被打垮了?！币虼?，不用懷疑，他不會(huì)因?yàn)槭裁醋枇Χ鴦?dòng)搖。

丘成桐

丘成桐去年10月掛名出版的一本科普書《從長(zhǎng)城到大對(duì)撞機(jī)》