【回到未來】

江南布衣

【回到未來】

 

物理學家從水晶球看未來 

撰文╱柯林斯（Graham P. Collins）

翻譯／宋宜真 

 

 

 

「怪金屬」態對於存在於高溫超導體的解釋可不領情，例如在上圖中，摻雜了其他元素的鐠銅氧化物（影像乃透過特殊的顯微攝影技術所拍攝）。
 
諾貝爾獎物理學家波耳曾說：「預測很難，尤其關於未來。」

 

美國前職棒球員柏拉說過類似的話，不過波耳早了好幾年。

 

2004年10月7~9日，150多位重要的物理學家齊聚加州大學聖巴巴拉分校，埋首於這令人生怯的任務。

 

為了慶祝該校卡維里理論物理研究所成立25週年，這些物理學家回顧這1/4個世紀以來物理學的進展，並思索下一步該怎麼做。

 

演講者多著重於理論面，不過有具實驗儀器，卻在許多演講中佔了舉足輕重的地位，那就是「大強子對撞機」（LHC）。

 

它位在瑞士日內瓦附近的歐洲核子研究組織（CERN）裡，將會在2007年開始進行科學任務。

 

某些演講者十分期待，LHC能夠回答關於粒子物理標準模型一些懸而未決的重要問題，還有之後的進展。

 

美國哈佛大學的阿卡尼–哈米德認為，藉由LHC能夠發現十分稀奇古怪的物理證據，例如弦論的「地景」。

 

在弦論中，我們的宇宙只是更大的多重宇宙其中一小塊區域。

 

多重宇宙中，每塊區域由不同物理常數所支配（參見2004年10月號〈一統宇宙的弦論〉）。

 

阿卡尼–哈米德描述了希格斯粒子理論上的新模型，這種粒子是其他基本粒子質量的來源，也是LHC實驗中所亟欲尋獲的。

 

在此模型中，希格斯質量大幅度調整到與我們這個宇宙相容的程度，而這將使超對稱所預測的效應，要在比目前預期更高的能量下才會出現。

 

阿卡尼–哈米德宣稱，這項改變消除了在傳統超對稱模型中所有與實驗結果不符的問題，並且詳細預測LHC將獲得的結果。

 

德州大學奧斯丁分校的溫伯格則跟大家分享了他的一個「噩夢」：LHC將會發現希格斯粒子最簡單的一種變體，沒有任何結果和標準模型相牴觸。

 

這將會留下許多待解的問題，而對於該如何擴展標準模型，其所提供的線索則少之又少。

 

而在低能物理的領域中，加州大學洛杉磯分校的基維森討論的則是凝態物理這個主要研究物質中電子的科學。

 

他表示，目前最迫切的問題，就是去了解所謂的「壞金屬」（bad metal）。

 

要描述這種材料所展現出的現象很簡單，但卻無法以目前已知任何有關金屬的物理學來解釋。

 

普林斯頓大學的安德森則專注於摻有中量雜質、高於轉變溫度的特殊高溫超導體。

 

他說，「我們應該感到極度羞愧」，因為這種狀態的理論仍然完全未定。

 

這場會議還涵蓋許多其他領域，例如奈米物理、天文物理（特別是重力波），以及量子計算和量子重力。

 

它還舉辦諾貝爾獎的即興慶祝活動，該年得主之一葛羅斯便是卡維里研究所所長。

 

為了整理歸納會議成果，葛羅斯從與會者意見中，挑出了25個具前瞻性的重大問題加以簡報，涵蓋了所有的領域。

 

其中有一些是關於物理學在生活科學上的應用。

 

我們如何從基因組看出一個有機體的外形？

 

演化論是否可以量化並且加以預測？

 

要了解生物學，是否就和弦論一樣，需要引入新的數學？

 

這些問題反映了一種趨勢，這是在此次會議中稍早由普林斯頓生物物理學家彼亞雷克所提出。

 

根據彼亞雷克所言，在25年前，物理學家就已將物理方法應用在生物學家所提出的一些問題上。

 

而在今天，物理學家則自己針對生物體提出嶄新、不同的研究問題。

 

或許將來在卡維里研究所的50週年慶上，還會出現建構在理論物理學上、一種全新的理論生物學呢。

 

 

引用：http://sa.ylib.com/news/newsshow.asp?FDocNo=619&CL=14