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1707608898 于是,难题出现了。粒子怎么能又具有物理特性的质量,在低能量时被度量到,又在高能量时仿佛没有质量地运动呢?这让预测变得毫无意义。这就是希格斯机制想要告诉我们的一切。我们不确定这是否是基本粒子质量的起源,但现在,没有人可以找到一个可以被替代的满意的解释。
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1707608900 理解希格斯机制的一种方法是,利用所谓的“自发对称性破坏”,我想说这是一个相当漂亮的好主意。一个自我破坏的对称是指,在自然的实际状态中被破坏,而非被物理定律破坏。打个比方,当你坐在一张餐桌边,你用了放在你右边的玻璃杯,其他人也会照做。饭桌是对称的,你右边有玻璃杯,左边也有。然而每个人都自然地选择了右边的玻璃杯,从而自发性地破坏了原本存在的对称性。
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1707608902 大自然也有相似的情况发生。用来描述希格斯场的物理定律,遵守着自然的对称性,然而希格斯场的实际状态打破了对称性。在低能量时,希格斯场具有特定的数值,这个非零的希格斯场有点类似于散布在真空中的电荷(没有实际粒子的宇宙状态),粒子通过和这些“电荷”作用产生质量。因为希格斯场的特定数值只出现在低能量状态下,粒子只有在此时才具有质量。于是,基本粒子在质量上遇到的矛盾就能得以解决了。
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1707608904 请牢记,虽然我们还不清楚希格斯机制正确与否,但粒子物理的标准模型(13)运作得极为出色。我们并不一定要知道希格斯机制,才能知道粒子具有质量,才能让许多预测通过标准模型获得成功。但是,要解释这些质量如何在一个合理的理论中得以生成,希格斯机制不可或缺。标准模型的成功,说明“有效论”这个概念对所有物理学而言都是另一种美秒的思想。思想并不复杂,你可以在做预测时聚焦在可度量的数量上,至于这些数量的起源,我们可以留待在将来的研究中解决,或许那时你会有更良好的精准度。
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1707608906 幸运的是,对希格斯机制而言,那个“将来”已经来临,或至少在最简单的实施情况下,这个情况涉及一种称为希格斯玻色子的粒子。位于日内瓦附近的欧洲核子研究中心(CERN)建造的大型强子对撞机应该在一年内就会有一个明确的结果,确认该粒子是否存在。如果得到证实,这将证明希格斯机制的正确性,同时还将进一步告诉我们,自发对称性破缺以及“电荷”散布整个真空的背后结构。(14)希格斯玻色子也将成为一种新型粒子,而对于那些精通物理学术语的人们来说,它是一种基本玻色子,并在某种意义上成为一种新的力量形态。虽然所有的这些都非常精细微妙和深奥难懂,我和许多理论物理学界同行们依然认为它是美妙的、深邃的和优雅的。
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1707608908 对称相当伟大,颠覆对称也很伟大。长久以来,粒子物理学的众多方面起初都被视为丑不堪言,但之后又被视为是优雅至极。科学的主观性超越了群体,进入到个别科学家当中。即便是这些科学家,随着时间的流逝,也会改变想法。这就是为什么实验室至关重要。虽然实验困难重重,但实验的结果却比美丽的本质更易于确定与理解。
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1707608913 世界因何美妙而优雅地运行 [:1707606686]
1707608914 世界因何美妙而优雅地运行 75WHY THE SUN STILL SHINES为何金色太阳永不落
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1707608916 巴特·卡斯科(Bart Kosko)
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1707608918 南加州大学信息科学家、教授,著有《噪声》(Noise)。
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1707608920 为 何金色太阳永不落,为何太阳不会像如日常生活中的火焰那般会熄灭,对于这样的问题,有一个最为深邃的理论。古时的人们,见过篝火和森林大火从燃烧到熄灭的整个过程之后,他们不由得担忧太阳也会如此。这也让19世纪的科学家们忧心忡忡,他们只单单了解重力,却无法解释太阳为何会万古不灭。
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1707608922 我小的时候,第一次想到这件事的时候,的确也让我心生忧患。
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1707608924 氢原子熔合成氦的解释并没有打消我的担忧。在20世纪60年代早期,在那个随时随地就地卧倒、寻求掩护的冷战偏执高峰期,我的父亲把新房子地下室的一部分改装成了核弹避难所。这个避难所有一个房间大小,四周是加固的钢筋混凝土和金属窗,冰箱里塞满了自家做的快餐食品。太阳能够一直长久燃烧、一直耀眼夺目,是因为太阳内部有很多可以产生蘑菇云状的高热原子核氢弹在爆炸,还有着许多可以制造氢弹的材料。这些如氢弹炸弹一般,其爆炸的威力足以摧毁地球,如果靠得足够近,甚至可以把小小的核弹避难所化为灰烬。
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1707608926 这条理论的逻辑已经超越了在全球范围内,对核竞赛的战略均衡的阐释。好消息是,太阳不会马上燃烧殆尽,但坏消息是,太阳在今后的数十亿年内肯定会陨落。但在这一切发生之前,太阳会在红巨星阶段吞噬掉被熔化的地球。
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1707608928 同样的理论进一步解释道,在适当的宇宙时间内,宇宙中所有星星都会燃烧殆尽或炸为碎片。当简单的原子熔合成较为复杂的原子,当质量转变为能量生成光和热时,天下其实并无免费的光与热的午餐。星星不会永远高挂天空,宇宙将走向黑暗,并冷到接近绝对的零度。最终,只剩下稀疏的能量和物质所产生的微弱背景噪音。即便是存在了万古万世的黑洞,最终也会烧尽,或落入到几近虚无的空间中,唯有那微弱的背景噪音相伴。稳定状态的背景噪音,不存在任何信息。宇宙进化的过程是漫长曲折的、不可逆的、非线性的。当宇宙真的接近终点时,无人知晓还会存在怎样的生命和世界。
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1707608930 为何金色太阳永不落,对此的阐释如此深邃的原因是,它阐释了世界末日。
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1707608936 世界因何美妙而优雅地运行 76BOSCOVICH’S EXPLANATION OF ATOMIC FORCES博斯科维克的原子力理论
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1707608938 查尔斯·希莫尼(Charles Simonyi)
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1707608940 “所见即所得”编辑器发明者,前微软公司应用开发和软件首席架构师。
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1707608942 震 惊世界的深刻见解起源于简单的思考,这个案例便是18世纪耶稣教通才,罗杰·博斯科维克对原子力的阐释。
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1707608944 当时在笛卡尔的拥趸(同时也是亚里士多德的追随者),和牛顿的信徒们之间,发生了一场伟大的哲学辩论。前者认为,力只能是直接接触的结果;而后者坚信牛顿提出的,力是超越距离的。在当时,牛顿的观点是革命性的,但他的对手们认为“超距作用”把物理学带回了“神秘学”领域,这与笛卡尔提出的清晰理解原则相违背。作为牛顿观点的坚定拥护者,博斯科维克对此予以了反驳:“我们来准确理解一下,在所谓直接接触的交互作用下,究竟发生了什么。”
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1707608946 博斯科维克的观点易于理解,也极具说服力。设想有两个物体,一个以6个单位的速率运动,另一个以12个单位的速率运动,速率较快的物体沿同一直线可以追上较慢的物体。由于动量守恒,当两个物体发生非弹性碰撞后,二者应该都会沿着同一路径,以9个单位的速率继续前进;或者,在发生弹性碰撞的情况下,在碰撞后的短时间内,也会如此前进。
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