谢谢各位领导,也很感谢诸位一早跑来听我这个演讲。今天我讲的题目是《数学、现代物理与对撞机》。 之所以要谈对撞机,是因为我近两年来,很希望中国能够引进实验物理最重要的项目——对撞机到中国来。因此,我跟我的朋友史帝夫·纳迪斯(Steve Nadis)写了一本书。这本书出了英文版,名字叫From the Great Wall to the Great Collider: China and the Quest to Uncover the Inner Workings of the Universe ,中文版再过一两个月也能出来。 以下只截取他谈论对撞机的部分
去年,我和诺贝尔物理学奖得主戴维·格罗斯(David Gross)在北京开会的时候,他建议我的书取“From the Great wall to the Great Collider”这个名字,因为伟大的实验要跟万里长城一样,万里长城是经过两千年慢慢构造完成的伟大建筑,巨型对撞机也要花很多时间。我们希望十几年能够建成,能建在山海关附近,但中国政府做对撞机的准备还不是很充足。 我们为什么要考虑建对撞机,因为它是世界有史以来最强大的机器,是全世界和我们国家实验物理学家一同来做的一个项目,可以讲是世界最大的机器。假如你去过日内瓦的欧洲核子研究中心(CERN),会发现他们的机器真的蕴藏着伟大的结构,那是由七八千位物理学家一同做出来的机器。由于它的目标是揭示小的宇宙的奥秘,所以也是一个很重要的机器,是要研究整个物理学领域的机器。 我为什么期望中国建巨型对撞机 那么我现在就来讲讲实验物理。其实我对实验物理完全不了解。我记得1990年我到日内瓦去,当时他们向我介绍了一个周长27千米的环形隧道,现在叫LHC,意思是“大型强子对撞机”,它在一个圆圈里边加速粒子。他们用了很多精深的说法,结合了几千个有学问的物理学家,包括理论物理学家跟实验物理学家,给我留下了深刻的印象。从一九八几年开始,又过了二三十年,直到前年,LHC终于实现了最伟大的承诺,就是发现了希格斯玻色子(Higgs boson),终于完成了粒子物理所谓的“标准模型”。这样,所有标准模型里出现的粒子都在大型对撞机里边完成了。 有时候,这个粒子被叫做“上帝粒子”,好几个物理学家都对它的发现做出了重要贡献,他们也因此得到了诺贝尔奖。所以在某种意义下,他们完成了一个很重要的理论,叫做标准模型。标准模型是很多学者一同完成的,不是一个人完成的。可以讲,标准模型是物理学上最成功的理论,它从量子力学和量子场论解释了很多重要的结果,对粒子物理是一个很成功的描述。但是整个标准模型,没有办法能去了解引力场。同时我们晓得,现在标准模型能够描述的粒子,只是我们在地球上看到的粒子,这些粒子占全宇宙物质的比例不超过5%,因此留下了到现在还是一个宇宙之谜的暗物质和暗能量问题。