中微子和希格斯粒子“互補原理”的宇宙論

類別:其他類型 作者:鄧如山 本章:中微子和希格斯粒子“互補原理”的宇宙論

    中微子和希格斯粒子在粒子物理學、文學和宇宙學中各自扮演了獨特而重要的角色,奧地利物理學家泡利為了解釋β衰變的能量損失問題,最早在190年預言了一種電中性、質量不大於一個質子質量百分之一的新粒子,194年,意大利物理學家費米將這個新粒子命名為中微子,1956年,兩位美國物理學家萊因斯和柯萬通過實驗直接觀測到了中微子,他們的獲獎拉開了科學家在中微子物理學和文學領域獲獎的序幕。泡利沒有因為最早提出中微子存在的預言而獲得物理諾獎,而是由於在195年1月提出了量子力學的“泡利不相容原理”而獲得了1945年的物理諾獎。在1958年去世的泡利沒有因為中微子的發現而獲得物理諾獎,這明諾貝爾獎的頒獎機製存在“文化的缺陷”和“認識的誤差”,相比較而言,最早在1964年作出希格斯粒子預言的英國物理學家希格斯和荷蘭物理學家恩格勒就要比泡利幸運,兩位經過漫長期待的科學家因為希格斯粒子在01年7月的發現而獲得了01年的物理諾獎。根據哲學邏輯論的“等效原理”,希格斯和恩格勒由於希格斯粒子的預言而獲獎,泡利由於中微子的預言同樣應該得獎。

    最早預言中微子的泡利與最早預言希格斯粒子的希格斯和恩格勒都沒能充分地認識中微子和希格斯粒子的發現對於文學和宇宙學的獨特和重要價值,雖然我們還不清楚中微子和希格斯粒子的關聯,嚐試應用“互補原理”來解釋兩種粒子在宇宙誕生和宇宙命運中所發揮的獨特和重要作用,我們卻可以合理地猜測,中微子的質量不到一個電子的百萬分之一,這與希格斯場的物理機製有關,中微子與希格斯場的相互作用極其微弱,因而從希格斯場獲得的質量極其微,中微子屬於“惰性粒子”,就像暗物質粒子不與普通物質發生相互作用,屬於“惰性暗粒子”一樣。中微子和反中微子的關聯屬性可能與“迷失的反物質”和“迷失的暗物質”有關,一些物理學家在中微子和反中微子的“對稱性破卻”中發現了物質和反物質“對稱性破卻”的線索,或者中微子和反中微子與物質和反物質的“對稱性破卻”符合自然哲學真理論的“等效原理”,物理學家正在發現符合這一原理的更多、更準確的證據。本作者可以預言的是:誰證實了中微子和反中微子與物質和反物質在“對稱性破卻”上的“等效原理”,誰就能獲得科學中的科學——物理學的諾貝爾大獎。中微子與暗物質的關聯不是“暗物質物理學”的主流理論,因為中微子分為極輕和極重的粒子,極重的中微子和暗物質粒子符合哲學邏輯論的“等效原理”,或者極重的中微子就是物理學家“苦苦尋覓”的暗物質粒子,這種預測沒有得到任何物理實驗和文觀測的證明。

    物理學家之所以將希格斯粒子稱之為“上帝粒子”,這是因為它的屬性與物質結構的形成和宇宙的起源有關,在宇宙的“超級舞台”上沒有什救世主,希格斯粒子充當了一個“宇宙救世主”的角色,希格斯粒子和其它基本粒子在宇宙誕生的“硝煙烈火”中產生,希格斯粒子形成的希格斯場賦予其它的基本粒子以質量,質量彎曲了時空,而引力是時空彎曲的效應,基本粒子先是在電磁力和強力的作用下形成了誇克、原子核和原子,原子和原子結合成分子,原子和分子後是在引力的作用下形成分子雲團,分子雲團在引力塌縮的劇烈擠壓下發生原子核反應,星和行星在分子雲團的原初行星盤中產生,我們“生於斯、長於斯”的大千世界離不開希格斯粒子的偉大塑造。基本粒子在與希格斯場的相互作用中獲得了質量,在大致了解了希格斯場的物理機製之後,我們有理由來獲得“等效原理”的一種新發現,即:希格斯粒子的穩定性和不穩定性與宇宙大尺度體係的穩定性和不穩定性符合自然哲學發生論的“等效原理”。希格斯粒子穩則物質結構、宇宙體係穩,希格斯粒子不穩定則物質結構、宇宙體係不穩定。從希格斯粒子和宇宙體係符合穩定性的“等效原理”中,我們能夠深刻地理解量子物理學家的一種法,即:量子物理學是宇宙物理學的基石,或者量子物理規律是一切自然規律的基礎。

    文學家在宇宙物質密度的觀測中發現了我們的可見宇宙處於穩定和不穩定的邊際狀態,在宇宙未來的幾十億年、或幾百億,無論宇宙保持目前的膨脹勢頭,還是轉換為收縮的狀態,宇宙目前的“超穩定態”都不可能定地保持下去。物理學家測量的希格斯粒子的質量大約為質子的16倍,他們認為希格斯粒子的質量是決定宇宙命運的一個關鍵參數,計算的結果顯示了希格斯粒子的質量處在影響物質結構穩定和不穩定的臨界狀態。一些物理學家認為,希格斯粒子的檢測數據暗示著我們的宇宙處於穩定性的邊緣區域,宇宙的“亞穩定狀態”可能在未來的數十億、數百億年發生根本性的改變,或者宇宙命運“曆史的終結”可能會在數百億年之後發生。

    在希格斯粒子與宇宙命運“休戚與共”的思考中,本作者聯想到中科院高能所提出的建造中國版lh的倡議。的確,人類的命運與希格斯粒子缺少緊迫性的關聯,數十億、數百億年對於人類的曆史而言幾乎是一個無限的時間概念,但是,建造大型強子對撞機能夠滿足人類科學認知的“好奇心”。現在除了高能級的lh,沒有其它的實驗裝置能夠讓希格斯粒子“原形畢露”。歐洲科學家領銜建造的lh投入了100多億美元,動員了幾十個國家和幾百所大學的數千名科學家,lh科學團隊希格斯粒子的發現也凝結了中國科學家的智慧和研究成果,lh的建造融入了中國製造的元素。目前的中國科學家站在了量子通訊等科學領域的前列,如果要在粒子物理和宇宙學領域實現“彎道超車”的科學夢想,用先進的科學手段去感觸宇宙命運的脈搏,那建造未來的中國版lh也許是一個偉大的選擇。


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