令人振奋的大型强子对撞机

我很难用言语描述大型强子对撞机有多么令我激动。它对物理学的未来发展，以及由此带动科技领域未来革新的重要性怎么夸大都不为过。不要被这花哨的名字误导了，“强子”只是一系列由夸克组成的某一类粒子的总称，而且整个设备可以称为大型质子对撞机，因为这正是它的主要功能。建造大型强子对撞机（LHC）可是一个非常复杂而浩大的工程，组织者在20年间聘请了约1万名世界顶级科学家，共花费了44亿英镑才建造完成——但是建造它的目的其实是非常简单的：让两个质子高速往相反方向运动，然后让它们彼此相撞，最后看看相撞后会产生什么。

为什么用质子呢？好吧，答案是就我们目前所知，单独的夸克是不存在的，所以相对而言，质子是除夸克以外最适合的东西。质子是由夸克构成的，只要引起它足够多的碰撞，迟早其中一个质子中的夸克就会正面撞上另一个质子中的某个夸克。在我们可能看到的许多物质中，我们最为焦急期待的，当然是希格斯玻色子。

不过我还是得说，别被这个花哨的词迷惑，“希格斯”这个名字是从英格兰堡的一位叫彼得·希格斯的数学家的姓中得来的，因为他是最先用最适宜的数学模型来描述这种粒子的，而“玻色子”则是另一种粒子的名字。我会很愿意向你介绍它极高的重要性——重要到它的昵称居然叫“上帝粒子”。一言以蔽之，如果希格斯玻色子存在的话，大型强子对撞机（LHC）就会找到它。这非常令人期待，找到它后，会给人类增加多少新知？实际上这是一个令人着迷的专业秘密，而我很愿意把这个秘密告诉你。

我们将会在本章的后半部分看到，事实上，大型强子对撞机（LHC）的作用不限于寻找希格斯粒子，它还要做许多事。它为我们打开了一个全新的世界以供我们探索，这是一个物体可以小到10-19米的世界。在这个世界中，在我们可能发现的超乎寻常的事情中，其中包括额外维度——是的，这是真的！——还有一大群从来没有发现过的新粒子。不仅是这些，我们还会看到，大型强子对撞机（LHC）并不只是为了探索量子物理的新篇章而建造出来的，而且它还会尝试回答宇宙学中两个最基本的问题：第一，如果宇宙大爆炸创造了等量的物质和反物质，那么粒子都去哪儿了？第二，如果大爆炸正如你所预期的，朝所有方向喷射出等量的物质，那么这些物质怎么集结成块，形成恒星和星系呢？我们真的需要仔细回答这两个问题，因为，它们对我们理解人类是如何来到这个世界的至关重要。

当然，另一个关于大型强子对撞机（LHC）的话题就是：对撞会产生极高的能量，以至于除了希格斯玻色子之外，另一个不受欢迎的东西——黑洞，也会被制造出来。这是一种可能性，你可能会心生一种虚无主义的冲动，把书扔到一边，然后打开那瓶自从90年代后期就放在壁橱里的，覆盖着拉菲草的劣质马略卡白兰地，然后一口气喝光，但是在这之前，我向你保证，这样的黑洞是不可能摧毁现有的宇宙的——原因稍后奉上。