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结语(一)

已有 1843 次阅读 2020-12-4 11:01 |个人分类:弦论|系统分类:观点评述

19 结语(一)

     

彼得沃特    著

                           左  芬     译

 

“但若想逃离法律,你必须诚实。”

鲍勃迪伦《亲爱的玛丽,当然》

 


对自然界最基本的物质以及他们如何相互作用构成物理世界的探究已经有一段悠久而辉煌的历史,最终在上个世纪取得了极其梦幻的成功。标准模型的发现这一智力成就将为人类未来历史所铭记。这一进展所带来的一个始料未及的后果是,过去近四分之一世纪理论粒子物理领域已经成为了她自身成功的受害者。在没有任何新的实验数据来提示下一步发展须遵循的方向的情况下,这一领域已经停滞并深陷迷途。在过去,理解新的未经解释的实验结果的需求会引领潮流,形成一种有效的取得进展的方式。但如今,有益实验输入的匮乏使得粒子理论的传统组织系统严重运转失常。


为了找出某种方式合理地逃离与实验直接关联的铁律,粒子理论家们亟需做出改变,而首要的是评估理论推断结果的诚实性方面的大幅变革。当新的实验数据或迟或早会出现,可以作为倚仗保证理论家们诚实的时候,要求理论家们自己去设法评估自己的想法是否切实可行并不十分重要。在最近的一次关于超弦理论的失败的讨论内容当中,丹尼尔弗里丹表达了以下观点 (Friedan, 2002):


识别失败是科学策略中有益的部分。仅当失败被识别时,死路会被遗弃,而失败的纲领中可用的片段会被回收。除了可用性之外,识别失败也是一种责任。识别失败是科学精神中本质的一部分。完全的科学失败最终必然被识别。


只有当超弦理论纲领的失败被识别并从中吸取教训时,才会有向前迈进的希望。只要粒子理论团体的领导层拒绝直面现状,继续训练年轻的理论家们在失败的项目上工作,新思想几乎不可能找到肥沃的土壤生长。如果理论家们对着手的主题的选择方式不发生大幅的改变,他们会继续像过去二十年一样毫无建树,干等着某个新的实验结果最终会来临。


随着困难的逐步浮现,通过大幅提升亮度在Tevatron[1]发现某种现象的微弱希望如今越来越渺茫。因此新的实验发现可能至少要等到2008年,届时CERN[2]的LHC[3]的实验数据将会开始出现。可能到了那个时候LHC能够回答关于电弱真空对称性破缺的问题,进而使得粒子理论重回正轨[4]。如果这并未发生,极有可能需要至少另一个十年,或许通过建造一种新的直线正负电子对撞机,才会有再一次取得进展的机会。


科学作家约翰霍根在1996年出版的《科学的终结》 (Horgan, 1996)一书曾引发极大的争议。霍根鼓吹这样一种观点:科学上大多数重大的发现都已做出。因此,科学家们为避免陷入仅仅给现有理论抛光打磨的处境,越来越多地从事着他所谓的“讽刺科学”。霍根所谓“讽刺科学”指的是科学以“一种推测性的,后经验主义的模式”进行,从而更像是天性地永不可能与现实相符的文学批评。在一本更近的书《理性神秘主义》中,霍根对超弦理论实施了另一种文学类比,将他描述为“近乎数学形式的科幻” (Horgan, 2003)。而在《科学的终结》一书中他曾将讽刺科学的观念应用到众多科学分支的进程中,并以理论粒子物理作为首要样例来说明他预想的未来 (Horgan, 1996):


一些致力于真理而非实用性的极端分子会以一种反经验主义的,讽刺的模式来实践物理学,架设超弦和其他秘术的神奇世界,忧心量子力学的诠释。这些讽刺物理学家的会议,因为争端无法用实验来评判,将变得越来越像文学批评的那个堡垒,现代语言联盟。


这些话语被大多数物理学家视为挑衅,于是霍根立即在物理学家甚至他的东家,科学美国人面前变得非常不受欢迎。导致这种局面的原因是他的话语相当切中肯綮,因为对许多物理学家来说,现代语言联盟的会议和超弦理论会议并没有太大的差异。霍根的预言是有先见之明的,因为在他的书出版的第二年,1997年,就出现了后来演变为大型年度国际超弦理论会议系列的首次会议,举办于阿姆斯特丹的“弦 1997”。近年来这一会议系列的参与人数越来越多,剑桥大学的“弦2002”有445名参与者,东京的“弦2003”392人,巴黎的“弦2004”477人,以及多伦多的“弦2005”大约440人。与现代语言联盟不同,这些会议通常在夏季举行,而不是学术招聘季节的冬季,因此与职位面试关系不大。但是,正如同现代语言联盟的会议,这些会议的弦论报告中没有哪怕一个报告涉及任何形式的关于物理世界行为的实验可验证的预言。



[1] 译注:美国费米实验室的正反质子对撞机,对撞能量约1.8万亿电子伏特(TeV),故名。详见本书第二章。

[2] 译注:欧洲核子研究组织的简称。详见本书第二章。

[3] 译注:欧洲大型强子对撞机的简称,由CERN负责。详见本书第二章。

[4] 译注:LHC2012年发现了希格斯粒子,从而证实了标准模型电弱对称性破缺的希格斯机制。然而,LHC至今未发现任何超出标准模型的现象,因而未能为粒子物理学指明前进方向。



Bibliography

Friedan, D. (2002). A Tenative Theory of Large Distance Physics. hep-th/0204131.

Horgan, J. (1996). The End of Science: Facing the Limits of Knowledge in the Twilight of the Scientific Age. Addison-Wesley.

Horgan, J. (2003). Rational Mysticism. Houghton-Mifflin.


 




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