希格斯粒子系列》上帝粒子的隱憂

上帝粒子的隱憂
知識通訊評論第118期

2012年7月初在瑞士日內瓦的歐洲粒子物理中心，終於宣佈傳聞已久希格斯粒子的發現。由於這是粒子物理領域的一個大成就，加上希格斯粒子又有一個「上帝粒子」的稱號，所以得到相當大的媒體關注，有些引述認為這是近代科學的一個大成就，與發現DNA相提並論，甚至有說法認為這是粒子物理一個新黃金時代的開端。

希格斯粒子的引起高度關注，主要因為粒子物理自上世紀五○年代以降，理論發展逐漸成形，對於宇宙物質的基本結構和作用力，都有一個相當能令人滿意的解釋理論，爾後又有一連串實驗結果，佐證這些對一般人來說，事實上相當玄奧難喻的理論。

但是在粒子物理學家稱為「標準模型」的理論之中，卻一直缺乏這個希格斯粒子的實驗證據，沒有這個粒子存在的證據，「標準模型」理論中一些粒子質量的問題，就不能有圓滿的解答。

目前兩個實驗組得到的證據指出，他們在一個相當可靠的統計效應之內，這個理論預測粒子的存在機會相當高（專業術語是西格瑪五，也就是誤差小於千萬分之三）。在物理實驗科學方面，目前還需要驗證的，是這個粒子的自旋數是零，實驗物理學家說，到今年年底累積更多的實驗證據，如果都符合理論的預測，希格斯粒子的發現才可以說是塵埃落定。

希格斯粒子發現的討論中也談到，最後結果無論是不是希格斯粒子，都將給粒子物理帶來一個新的境界，是希格斯粒子自然跨前一步，就算不是，也會對於所謂如「超對稱」以及「弦論」等後「標準模型」理論，帶來發展契機，這也正是粒子物理黃金時代來臨說法的道理。

這些說法並非沒有根據，但那是上世紀七十年代以降，粒子物理黃金時代的經驗。那個輝煌經驗的不可重現，在上世紀的九十年代已有殷鑑，當時美國為超越歐洲在粒子物理科學的亮眼表現，提出建造加速器的那個計畫，事實上比目前日內瓦做出結果的野心更大，但是計畫最後卻半途而廢。美國國會不計已投入超過十億美金，也深知對美國粒子物理的傷害，仍決定攔腰斷腕，原因無他，只因經濟困窘。

如以當前經濟情勢來看，莫說是美國，整個歐洲的風雨飄搖，比諸當年，不知嚴峻幾許，這對需要龐大經費建造加速器的粒子物理來說，自是極端不利。但是物理學基本理論推陳出新，雖說在數學上邏輯嚴整，但是物理科學的實證基礎，卻日益難以企及，而許多頂尖大物理學家，也多對這些理論的純粹由數學推演，不是由一個較清楚的物理現象入手，不以為然，甚至對於希格斯粒子的「發現」，也有不同的評價。

一些著名的科學家常要指出，科學研究的追求未知，一時雖不明所以，但常在多年之後得到回報，而過去一百多年的科學歷史，也確多例證。但是當年的那些科學發展，與今日情形已大不相同，簡單來說，那許多成功的往例，多由物理實驗現象入手，不似今日的先有空中樓閣，再在流沙上打出地基。

回到一個現實的世界，近代科學的成功，當然有科學邏輯的推理之功，但是其能有今日地位，得到社會龐大資源的支持，則來自其推理能力在現實世界上找到的立足點，衡諸今日的經濟困局，現實的考量益加關鍵。

在這回討論希格斯粒子的發現之中，有一則報導說得好，那則報導引述一位物理學者家的話說，「它看起來像一隻鴨子，叫起來像一隻鴨子，它至少會是一隻鳥。」

目前科學家宣稱找到了「上帝粒子」，到底這個「找到」的真實意義為何，在那浩瀚煙緲的訊號中，那個虛無飄渺粒子所代表質量來源的意義，又是什麼？更深一層來說，一個被我們主觀認定的所謂「實證現象」，到底如何去論斷其真正的價值，顯然已不是一個科學所能解決的問題了。