作为美国普林斯顿大学物理系第一位女性终身教授,哈佛大学、麻省理工学院第一位女性理论物理学终身教授,2007年《时代周刊》“100位最具影响力人物之一”,兰道尔在量子力学、粒子物理学与天体物理学等领域颇有成果,她一直在推动大型强子对撞机的建造,让与此有关的讨论日益进入公众的视野。兰道尔以深厚的学术功底为基础,兼具女性化的细腻感受和艺术气质,讲述了强子对撞机、暗物质和浩瀚宇宙的故事。
书中反复提到了一个关键词——尺度。在对宏观世界和微观世界这两个极端尺度的研究中,科学家们都取得了令人吃惊的进展。对微观世界的描述,定义了最小的已知物质粒子和它们相互作用的方式。长久以来,粒子物理学家们一直怀疑未发现的微观世界要比已发现的更加丰富。强子对撞可以提供观察的契机,尽管只是短短的一瞬。
你相信吗?如果可以过磅,所有星星、星系和星云的分量大概只有1%,最多不超过4%。其余看不见摸不着的只能暂且归之为“暗物质”和“暗能量”。兰道尔的研究领域,即粒子物理学,正在探索最小的尺度,以研究越来越小的物质组成。正如兰道尔所说,“科学理论是推陈出新的体系,它会把旧知识纳入更加综合的图景,而这个图景产生于一系列更大范围的理论和实验观察。这种变化并不意味着旧理论必然是错的,而只表示当更小尺度上的新要素被揭示时,原有的规则就不再适用了。”
我们至今不知道暗物质是什么,但它们就在那里,占据着宇宙中绝大部分的质量。从多元宇宙到引力波,再到暗物质和暗能量,大型强子对撞机能否有助于获取当今宇宙学最前沿的实验数据,从而有助于建构新的理论模型呢?不管突破将在何时何处发生,宇宙之门正在缓缓开启,一个超乎想象的世界正在敞开。
《现代快报》2017.1.16文/林颐