现代物理学遭遇前所未有挑战

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1、现代物理学遭遇前所未有挑战来源：网易网站2016-01-2808:56:25作者:刘霞（原标题：现代物理学遭遇前所未冇挑战）本文转自中国科技网•科技日报本报记者刘霞英国《独立报》网站在近日的报道屮指出，物理学界最近出现了一种令人不安且饱受争议的看法：我们正在逼近人类通过科学能了解身处世界的绝对极限。欧洲核子研究屮心（CERN）的粒子物理学家哈利•克里夫在一次演讲屮表示：“未來几年，我们可能会知道是否能对宇宙了解更多，或许，在漫长的科学史上，我们将首次遇到无法冋答的问题。而更令我们害怕的是，导致我们逼近极限的原因并不是我们的大脑不够聪明，或技术

2、无法满足，而出物理学本身所决定。’‘在这次演讲屮，克里夫谈到了“宇宙屮存在最危险的两个量”。这两者决定了我们在宇宙间所看到的一切物质、结构和生命。他表示，倘若这两个量出现任何“异常J整个世界或许都将成为一个空虚无生命的地方。第一个危险量：希格斯场的强度克里夫所说的第一个危险量是所谓“希格斯场''强度的值。希格斯场是一种无形的能量场，当粒子畅游在希格斯场中时，会获得质量并最终成为质子、中子以及电子等组成物质的基木单-位。如果没有希格斯场，我们就不可能存在。确认希格斯场的存在源于2012年CERN的突破性发现。当吋，物理学家在大型强子对撞机（LH

3、C）屮发现了一种新的基础粒子——希格斯玻色子。根据理论，没冇希格斯场，就没冇希格斯玻色子。但希格斯场本身仍冇很多令物理学家们困惑不已的未解之谜。克里夫表示，依照爱因斯坦的广义相对论和量子力学理论，希格斯场会表现出两种状态屮的一种。要么是关闭状态，这意味着宇宙各处希格斯场的强度值皆为0,如此一来，它就无法赋予英他粒子质量；要么是开启状态，意味着其值为“绝对大”。但物理学家们并未曾见过这两种场景。克里夫说：“实际上，希格斯场这盏灯只是微弱地点亮着。它的强度值不是()，但比完全值要小1亿亿倍，这有点像灯的开关被卡在接近关闭的位置上。这个值非常关键，

4、如果它有任何细微的差异,那么，整个宇宙的物质世界都将不复存在。”希格斯场的强度为何有着如此精妙而微弱的量值令人觉得匪夷所思。物理学家们现在把希望寄托在了“满血复活且功能更强大的"LHC上，希望其能提供更靠谱的解释。不过，迄今为止，科学家们仍然在这条漫漫征途上缓缓行进，且收获甚微。第二个危险量：暗能量的强度克里夫所指的第二个危险量被物理学家们称为“物理学史上最糟糕的理论预测"。这个危险的数值涉及到深空的深度和让人抓狂的“暗能量二1998年，天文学家发现宇宙的扩张速度并非恒定，而是越来越快。显然，太空中存在着一种看不见的力，导致宇宙加速膨胀，科学

5、家们将其称为暗能量,认为其占据宇宙总质能的70%左右。H此，暗能量成为广受科学家青睐的“香悖悖"，因为它关系到宇宙的命运。“我们并不知道暗能量究竟是何方神圣。”克里夫表示，“最好的解释是，它是虚空口身的能量，即真空的能量。如果这是真的，那么，科学家们应该可以计算出虚空的总能量，从而得到一个代表暗能量强度的值。尽管理论物理学家们也这样做了，但结果却令他们抓狂。克里夫说：“暗能量的值应该为我们根据天文学方法观察到的数值的10120倍，它比宇宙中任何数据都要大，为宇宙间原了总数的千万亿亿倍。-不过我们很幸运，暗能量比理论预测要小很多。如果按照理论模

6、粮，那么暗能量的排斥力将把整个宇宙撕裂，将原子紧紧绑在一起的基本力在其面前溃不成军，星球、星系、恒星、行星都无法形成，我们所知道的任何生命都无法存在。尽管如此，人们仍未能使用现有宇宙理论创建出-•套与实际观测匹配的暗能量测量理论，蒙在喑能量头上的面纱仍未被掀开。看來，科学家需耍对现有理论进行改进，从而找到理解暗能量和希格斯场的方法。也许永无答案如果能够证实，我们的宇宙仅仅只是包含有数十亿个其他宇宙的多重宇宙屮的一个，那么，“我们或许就能理解这两个危险值。因为，在多重宇宙的大多数宇宙小，要么暗能量非常强大，将那些宇宙撕裂；要么希格斯场足够小，导

7、致任何原了都无法形成。而我们恰好活在一个两者都完美调和的宇宙中，我们是少数的幸运者。”为了证明这一点，物理学家们需要找到新粒了，其可能会支持弦论等理论。弦论预测了多重宇宙的存在。目前，最有可能发现新粒了的是LHCo但除此Z外，中国科学院高能物理研究所的科学家正计划到2028年建造一个“希格斯粒子工厂”，那将是一个长达52公里的地卜•环路，耗资30亿美元，它能使正负电了发生对撞，对撞能量高达70TeVo无独有偶，美国科学家也在计划研制超大型强子对撞机(VLHC),据悉，VLHC的周长为1()()公里，碰撞能量更是高达lOOTeVo克里夫说：“我

8、们或许正在进入一个全新的物理学时代。在这个新时代，宇宙间很多奇特的事情我们无法解释；在这个新时代，或许我们会找到一些线索,发现我们正生活在一个远远超出我们认知的多重