霍金60岁生日（2002年）前夕，Giddings在他的贺寿文章里开了一个玩笑，说老霍在2008年的生日那天，会收到一封来自CERN的信，大概说  

霍老师自己也说过，如果LHC发现了小黑洞，他准能获得诺贝尔奖。可惜LHC不争气，去年刚开工就病了（http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=248464），而且一病就是14个月。前几天，它重新开工了，但新发现可能还要等些日子。

 

（http://www.nature.com/news/2009/091123/full/news.2009.1104.html）

 

从小的说，LHC要找新粒子，往大处说，它要决定我们的宇宙是什么样子的。根据眼下的理论，我们的宇宙是一条自己咬着尾巴的蛇。

 

小时候看过系列漫画《丁丁历险记》，作者忘了，故事也忘了（书名却没忘，看来我适合做书店掌柜），只记得一个情景：一条蛇吞下一样令它惊讶的东西，原来是它自己的尾巴。

 

后来追查，知道了漫画作者是比利时的埃尔热（Hergé，原名Georges Remi）。戴高乐说，生活的坎坷能跟他比的，只有一个人，那就是埃尔热笔下的“丁丁”（Tin Tin）。

 

我一直奇怪为什么只记得那幅画，也许因为它太特别，越想越有意思？或者，也许每个人都和我一样，看了它就不会忘记？

 

后来读艾略特（T. S. Eliot）的《四个四重奏》：“我们叫开始的通常是结束，做一次了结就是做一次开始。终点是我们开始的地方。”又想起那个图。而且特别记得，图上有一个问号。问什么呢？

 

再后来，我听说古希腊神话里早就有那样一个怪物，咬自己尾巴的蛇，叫Uroboros。

 

最后，在宇宙学里，我终于发现了它更大的“隐喻”——时空的起点和终点咬在一起了。“本家”（远了）格拉肖（S. Lee Glashaw）也早就借那条蛇来描述宇宙图景：它的头是爱因斯坦的大宇宙，尾巴是普朗克尺度的小宇宙，大宇宙在吞吃小宇宙。与格老同获诺贝尔奖的萨拉姆（A. Salam）也曾借Uroboros来说超弦理论。（格老原先怀疑弦，而从弦理论看黑洞的观点，令他感到惊奇。）弦把大小宇宙联在一起，同时也把时间和空间从弦的背景里抹去了——让弦在没有舞台的“地方”弹出大千世界，舞台本身也是靠弦弹出来的，这一点技艺，帕格尼尼也会睁大双眼吧？“一根根的弦仿佛是空间和时间的碎片，只有当它们经过恰当的共振，才可能出现传统的空间和时间的概念。”这可能是眼下弦论给哲学带来的最大惊奇。

 

宇宙的Uroboros和一般的圆圈不同——在一般的圆上，每个点既是起点也是终点，地位是平等的。而在“宇宙圈”上，不同的点有不同的“等级”——有不同的特征尺度，发生不同的物理过程。例如，直接决定我们生存状态的是引力和电磁力。从我们出发沿着圈儿反时针走，尺度越来越大，引力效应越来越显著，四点以前，即星系尺度以上，就全然是引力导演的。因为这个，广义相对论才要在天上找证据。

 

如果沿着圈儿顺时针走，尺度越来越小，引力的角色会慢慢淡出（当然还存在），在亚原子的世界，强弱相互作用导演着“微观世界”的游戏。基本粒子的标准模型就建立在这个尺度。尺度更小时（大约10点以后），可能会出现暗物质（Dark Matter），然后，在大约10^(-30)厘米（抱歉，我不知道怎么写幂指数），即1000个普朗克尺度附近，四种相互作统一将融合成一个（即大统一，GUT）。再小下去，就是理论所考虑的最小尺度，普朗克尺度，它是G, c, h这三个物理学常数根据量纲确定的量，也可以理解为小宇宙的物质波长小于它的视界，即最小的因果尺度。这个尺度的“世界”就是“量子泡沫”。而在更小的尺度R，根据超弦理论的对偶性，物理图景相当于在1/R的尺度，这时候，大与小分不清了，蛇的尾巴消融在了它的大嘴巴里。

 

从宇宙演化的历史看，它不是一条蛇自己卷起来咬住了尾巴，而是嘴巴一开始就含着尾巴，然后才生出整个身体。没有尾巴的蛇可以想象，没有蛇的尾巴，是什么样子呢？我又想起Alice的那个“没有猫的笑”了。

 

30年前“圆满的”基本粒子物理学大约走到了9点。20年前，费米实验室的Tevatron、斯坦福的SLC和CERN的LEP发现了弱作用的粒子（W和Z玻色子）接近100GeV。LEP似乎还意味着希格斯玻色子比标准模型预言的要重一些。拆了LEP，把隧道让给LHC， LHC的能量在TeV尺度，刚够得着敲响九点的钟声，有望看到10^(-16)米以下的小人国的游戏，找到Higgs玻色子。

 

另一方面，上面说过，不同尺度“等级森严”，弱电作用的尺度（费米尺度）大约是10^(3)GeV （即TeV），与普朗克尺度10^(19)GeV悬殊16个数量级。这个“等级问题”，过去借助Technicolor（“人工色”，我不喜欢这个译名，曾勉强说“拟色”）或超对称性的破缺来解释。10年前，有人提出一个新的观点（N. Arkani-Hammed, S. Dimopoulos和G. Dvali，简称ADD模型）：我们在四维时空看到的引力之所以那么弱（即引力常数G太小），是因为它散布在额外空间“被稀释了”。（基本粒子被“困在”四维，不能随便溜达到额外空间去。）如果从高维看，它的尺度也应该和费米尺度一样。当额外维数等于2时，额外空间的半径恰好在1毫米左右。毫米尺度的引力，以前没有在实验室探测过，而LHC有可能看到它。眼下很多人在做TeV尺度的引力（TeVG）的研究，而且很看好它的前景。开头说的那位给老霍写未来信的加州大学Giddings，曾在10个理论物理学家中做过一个有趣的民意测试，结果是：假如明白了TeV尺度的物理学，那么，下面4个理论成功的几率分别是：TeVG：0 ~ 25%；SUSY（超对称）：25% ~ 100%；SM（标准模型）：0 ~ 30%；其他：5% ~ 65%。弦理论先驱Edward Witten也指望TeV水平的超对称的发现，能给弦理论带来新的推动。

 

现在回到宇宙圈，看看我们自己——如果把那圈儿看成时钟，我们生活在6点左右，而且和爱丽丝的三月兔一样，老停在6点。看来，我们生来就是为了“吃晚饭喽！”（“典故”见http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=248863）

 

我们恰好在这个钟点儿，不是因为和时间吵了架，而是因为物理法则“偏爱生命”。我们的存在与物理学的基本法则是相容的。举个简单例子：我们可以根据普通的物理法则和自然常数算出我们的环境恰好具有300K左右的温度，地球上最高的山峰大概只能像珠穆朗玛峰那么高，像我们这样的生命就应该这么大——太大了会把自己压趴下（这一点伽利略就知道了），太小了就不会那么复杂，就不能思维，不能提自己回答不了的问题，当然也就不能写博客来讨论这些不能了。这就是所谓“人存原理”（原来叫“人择原理”，好像现在规范为“人存”了）的一种说法。说来说去，人类岂不还是宇宙的中心吗？当然，如果觉得人不能那么高傲自大，我们可以改说蚂蚁，蝴蝶，或者任何基本粒子。问题是，宇宙不是为了人而存在，人的存在也许只是这个宇宙的偶然事件，是我们的幸运。这样说来，人类还算中心吗？假如你碰巧买了张中奖的彩票，你好意思说彩票是为你发行的吗？