科学家的上帝情结

科学家们追求真理是亘久不变的道理，因此主宰整个宇宙的上帝，便成为他们心目中真理的极致。

然而，追求真理的路途是坎坷及艰辛的，这又让科学家们深深觉得上帝的不可捉摸，而深受挫折。

爱因斯坦（Albert Einstein）大概是最有名以上帝之名，发表评论的科学家。他以「上帝不会掷骰子」，表达对于量子力学哥本哈根学派所主张机率性假说的不认同。

「我打赌上帝不会是个左撇子」，出此言的是知名物理学家Wolfgang Pauli，他以提出量子力学中「不兼容原理」（exclusive principle），而获颁诺贝尔奖。这时间点发生在华人物理学家吴健雄女士，准备以Beta衰变实验，验证也是华人物理学家杨振宁、李政道在1956年所提出的宇称（parity）不守恒定律。

宇称的意义在于，物质的世界中，经过所谓镜面反射，其所遵循的物理定律是一样的，也就是物理定律存在着空间上的对称性。杨李2位先生的理论说明在弱作用中，也就是粒子的衰变过程中，可以不遵守此守恒定律。

吴健雄女士以钴60的衰变实验，证实只有左旋的粒子，参与此衰变反应，也证明此不守恒定律的确存在，也就是Pauli赌输了。可惜的是，当时有好几个实验小组同时间进行此实验，否则吴女士就有机会与杨李共同获得1957年诺贝尔奖。

说到上帝，最令人乐道的莫过于俗称「上帝的粒子」的希格斯（Higgs）粒子。在1960年代，任教于英国爱丁堡大学的Peter Higgs，在研究基本粒子的标准模型时，提出一个机制可以赋予基本粒子的质量；后人就以希格斯场（Higgs Field）称之，而这个场的量子化所衍生的就是希格斯粒子。从80年代开始，实验物理学家纷纷提出建造更高能量的粒子加速器，找寻希格斯粒子。

然而事与愿违，寻找希格斯粒子的路途是一波三折，包括加速器的建造。因此实验物理学家Leo Lederman，也是1988年诺贝尔物理奖的得主，写了本科普书，而书名是Goddamn Particle「被上帝诅咒的粒子」，用以说明寻找希格斯粒子的挫折及挑战。

然而出版商觉得此名不妥，书名也随后更改为「上帝的粒子」。事实上物质无所不在，而构成粒子质量的希格斯场及粒子，也就无所不在，所以被称为上帝的粒子也不为过。

到底，上帝的粒子是如何被诅咒的?

首先在美国雷根政府（Presidency of Ronald Reagan）时代，通过超导磁铁超级对撞机（Superconductor Super-collider；SSC），利用质子对撞产生的巨大能量，寻找希格斯粒子踪迹。这个计划始于1987年，在美国德州70米的地下，开挖圆周长87公里的通道，预期经费是110亿美元。很不幸到了柯林顿政府（Presidency of Bill Clinton）时期，国会否决继续开发此案所需的经费，而将资金挪到建造国际太空站。

至今在德州的草原下，仍留下长度超过22公里的地下隧道。

欧洲核子研究组织（CERN）在1989年就已经运作大型电子及正子（Large Electron and Positron；LEP）对撞机，正子就是电子的反粒子。这是个横跨法国及瑞士边界，地底下175米，圆周长27公里的庞然大物。LEP在初期并不是为发现希格斯粒子所设计，在其所规划的实验中，均获得不错的结果。实验物理学家则尝试增加对撞电子及正子的能量，企图一举找到上帝的粒子。

就在LEP几乎达到该粒子的理论能量值时，发现几个惊鸿一瞥的零星个案，但却不具有完整的说服力，一步之遥令科学家们扼腕不已。

CERN痛定思痛，在2000年时决心拆除LEP，在原址改建为大型强子对撞机（Large Hardon Collider；LHC），这次是针对寻找希格斯粒子而设计，改采质子对撞。这一改就是10年光阴，以及80亿美元的经费。最后终于在2012年7月，经过2组独立的团队，分析相关的数据，分别得到足以采信证据，宣布找到希格斯粒子。

历经超过50年努力，无数人力及资金的投入，这大概是有史以来最为浩大的科学实验。诺贝尔委员会也随即将2013年的诺贝尔物理奖，颁给理论提出者Higgs及Francois Englert等2位教授。当时希格斯教授已经84岁了。

爱因斯坦曾说「上帝难以捉摸，但并不心怀恶意」（Subtle is the Lord, but malicious He is not），这说明人类在追求真理的道路上，还有很长的路要走。爱因斯坦晚年任职于普林斯顿高等研究院，周末时间仍到研究室工作，同仁见到他劝说不必如此地辛劳，爱因斯坦的回答是「上帝礼拜天也没有休息」。