十字路口
（《环球科学》第六期专栏文章，请勿转载）
LHC（大型强子对撞机）的磁铁需要降温到1.9开尔文，按照目前的进度，所有的磁铁的降温将在今年6月中旬完成，随后就是注入粒子束，实验将正式开始。
随着LHC装置临近尾声，粒子物理界甚至宇宙学界在媒体上的声音越来越大。LHC如果不是地球上人类用来探测微观世界的最后一台人造加速器，也几乎是倒数第二台加速器，所以它的任务非常重要。按照官方的说法，以及粒子物理界的共识，这是一台专门用来探测标准粒子模型中最后一个粒子的机器。这个粒子就是赋予各种粒子质量的黑格斯粒子。对于研究超出标准模型的物理学家来说，这台机器被寄予更大的希望。我们不仅想通过这台机器看到标准模型中的最后一个粒子，我们还想看到更多的超出标准模型的粒子。有些理论家也许已经开始了他们的诺贝尔梦，因为在过去的十年或更长的时间内，他们绞尽脑汁构造新的粒子物理模型，这些模型往往非常复杂，自然也含有很多我们没有见过的粒子。对于他们来说，粒子物理正站在十字路口，我们将走向何方，LHC是下一个路标。
作为研究了20年弦论的人，我现在的心态很复杂。老实说，LHC不涉及我的诺贝尔之梦，因为我从来没有介入超出标准模型的粒子物理研究。当然，弦论本身就是最大的一个超出标准模型的物理结构，这个结构试图解释标准模型，试图将标准模型和引力结合起来，试图为我们勾勒出终极之梦：物理学的统一。可是，正如很多批评弦论的人指出的那样，弦论到现在为止并没有给出任何与粒子物理相关的预言。有一派弦论家甚至认为，弦论可能包括很多种不同的选择，而我们的世界只是为数巨大的众多世界中的一个。可能的世界到底有多少？我们没有具体的答案，有人认为这个数目远大于一个谷歌（一个谷歌是10的一百次方），远远多于我们的宇宙中的粒子数。如果情况真的是这样，我觉得我们弦论家处于一个非常尴尬的位置：本来我们的理想是解释这个世界，却弄出很多与我们无关的世界。我们这个世界似乎是随机产生的。
德国大诗人歌德说过，理论是灰色的，而生活之树常青。如果将这句话改成：理论是灰色的，而实验之树常青，就更切合我目前的心情。理论家失败的例子很多，其中不乏很大的失败。例如在19世纪末，很多大理论家包括麦克斯韦研究以太，以求为电磁理论找到一个合适的媒介。事实证明，理论家的想象力是有局限的。现在，弦论“预言”存在很多不同的世界，我们也许不能解释我们这个世界，这个预言的命运很可能不会比以太更好。也许我们还缺乏想象力，也许还有我们意想不到的东西在某个角度对着我们冷笑。那么，我们是依靠我们的想象力是寻找这个东西呢，还是依靠实验？我的当下的感觉是必须依靠实验，而LHC很可能正是这么一个将我们带出理论沼泽的实验。所以，不仅构造粒子模型的理论家们处于十字路口，弦论，这个大家寄予厚望的“终极之梦”，也处于十字路口。
那么，我们期望LHC发现什么，才会对弦论的研究起到引导的作用？如果运气好的话，LHC也许会发现超对称。就我们目前理解的物理逻辑，这似乎预示弦论是正确的。这是因为，如果存在超对称，那么就存在超引力，超引力是爱因斯坦引力的非常富于想象力的推广，在这个理论中，不仅存在引力，伴随引力还存在一种新的粒子。当然，伴随任何粒子，都存在一种新的粒子。但是，超引力自身似乎不是一个自洽的理论，将超引力推广成一个自洽的理论，我们需要弦论。
最近，弦论研究的一个重要人物威滕在一个暗能量会议上做了一个演讲，他的演讲的主要内容涉及到弦论中的为数众多的世界。我对威滕的演讲很感兴趣，因为作为弦论界中举足轻重的人，他的态度历来谨慎。在多世界这个话题上，他尤其谨慎，很少开口评论。这个演讲似乎是他的第一次公开谈论弦论中的多世界。他在这个演讲中似乎模糊地支持多世界的看法，同时他承认，这也是一个坏消息，因为在理论上，我们这个世界就像一堆干草中的针，本身没有任何特点和含义。最后他的观点和我的一样，希望LHC能够帮助我们走出困境。
多世界理论在前一段时间的甚嚣尘上与暗能量有关，因为这个理论的逻辑是，如果存在很多不同的世界，那么在不同的世界中暗能量可以不同，这样我们就不需要解释为什么我们这个世界中存在暗能量，且暗能量正好这么大。可是，既然暗能量的大小是随机的，那么其他物理学常数也是随机的，我们能够指望目前我们世界中的暗能量与其他物理学常数如电子电荷有关吗？我个人的观点是如果多世界理论是正确的，那么所有物理学常数几乎都是随机的。在威滕的听众中，的确有一个人问他这个问题，威滕的回答和他的一贯谨慎的态度一致：我希望LHC能够帮助我们，但是我并没有倾向多世界理论是正确的还是不正确的，我不知道真正的答案是什么。
LHC这样的大型物理实验的确与我们的日常生活没有什么关系，也不会在可以看到的将来为我们带来任何实际的好处。但是，它的成功与否很可能与一个最为深刻的问题有关，我们的世界是唯一的，还是，我们的世界只是汪洋中的一条船？这个问题在一个缺乏宗教精神的中国会被大多数人嗤之以鼻，在西方，却是一个终极问题。
2008年6月4日 11:48:36
考槃在涧：
没问题。
2008年6月4日 15:20:20
李老师，玄论中的多世界是指的什么？ 怎么听起来类似平行宇宙啊？
我在物理方面是个菜鸟 请您别见笑
2008年6月4日 18:09:23
shanqin 我想问你个问题。关于Hawking的辐射理论。有实验证实没有。
辐射的速度大概满足什么关系。
2008年6月4日 23:44:13
Hawking辐射尚未被试验验证，所以也被一些物理学家怀疑和批评，我没有注意过批评者的比例。基本上相信黑洞存在的，一般都相信Hawking辐射。
黑洞辐射功率与质量平方成反比，质量越小，辐射越快。于是，寿命与质量三次方成正比，质量越小，死得越快。例如与太阳一样质量的黑洞，寿命约为10的67次方年，远远远远超过宇宙年龄。而一个200吨的黑洞，一秒钟就完蛋了。如果LHC造出的微型黑洞（大额外维理论的预言），那质量更是远远远远小于200吨。14TeV的能量根本不可能完全转化为产物，而且14TeV换算成焦耳（2.24*10^(-6)J），再由E=mc^2换算为质量，更是小得离谱:约为一亿亿分之2.5千克。与上面那个一秒寿命的黑洞比一下，寿命自然就是极短，何况质心能量只有一部分化为微型黑洞。
2008年6月6日 0:30:32
呵呵,看到这期环球科学了
上面还有您的另一段话,关于博客的
李老师能给几个比较热的物理学家的博客链接吗
2008年6月6日 0:45:19
哈费哈费：
请去科学网找找，至于是否热门，我不知道：
http://www.sciencenet.cn/blog/
2008年6月6日 15:56:07
to shanqin
按这个黑洞蒸发的速度来看，那么基本上微型黑洞是不可能通过某种“连锁”合并变成大黑洞了。 但这种潜在的连锁反应机制会不会存在呢？
如果这种连锁合并在微观上很难出现，看来只有天体尺度上的黑洞才有可能合并成为更大的黑洞了。
2008年6月9日 20:33:36
v.w:
即使考虑一种理想化情形，让每一对撞束流都形成微型黑洞且马上合并（实际上当然不会如此），每次束流对撞大约有3亿对对撞，产生的3亿黑洞总质量仍然微不足道，湮灭时间极小。而LHC在一般情形下，频率为40MHz，即前后两次束流有25纳秒的时间间隔，或者7点5米的空间间隔。这个时间间隔远远大于对撞形成的黑洞的湮灭时间。在后一次对撞产生前，前一次黑洞早已湮灭完毕，形成高能光子（Gamma射线暴）。
2008年6月10日 9:36:42
各位 现在LHC怎么样了 ？ 有没有进展 开始运行了吗 ？
期待啊···
2008年6月10日 19:46:37
对LHC要多点耐心，如果3年后有比较可靠的结果报导，我觉得已经很不错了。
2008年6月11日 21:42:51
我只是一名站在理论和应用物理学的路口的毕业高中生,希望能够得到您的指点,还有,LHC的运行对网络的贡献会在根本上改变网络么,我指的是催生新一代链接模式,那么人真的会感到网络的信息爆炸的恐惧?
2008年6月12日 15:49:20
LHC无法改变网络，只改变高能物理对高能区的认识。
另外，回v.w，实际上就算大额外维存在，计算出的产生截面也只能保证每年（不是每秒更不是每次碰撞）有10亿黑洞事件产生。
2008年6月17日 14:38:17
LHC开始运行了吗？ 它有可能发现额外维度或者是平行宇宙吗 ？
2008年6月17日 15:08:13
Leon：
还没有。有可能，但可能性很小。
2008年6月19日 7:43:31
LHC 还有多长时间运行啊？ 能简单的介绍下平行宇宙是怎么回事吗？···
2008年6月20日 15:49:54
那么多BSM中，大额外维其实是最新鲜但是却是最不被业内看好的。大额外维只是一个探索步骤而不是解决规范等级问题的方案。
2008年8月25日 23:38:16
不知道李老师看不看科幻小说，国内幻界老大刘慈欣的《朝闻道》中描写的加速器环绕地球一周，在开始运行之前就被先进的外星文明监督者叫停了，原因是由于试验可以导致“真空衰变”而毁灭宇宙。而很多理论物理学家为了获得真理而献出生命。是所谓“朝闻道，夕死可矣”
关于“真空衰败”，据作者说在把八十年代的一篇论文里就提到了，李老师能不能介绍一下？
LHC有可能导致“真空衰败”吗？
看起来那个加速器比LHC大多了了，:-)
2008年8月26日 0:07:40
leo：
没有看过，我打算看他的所有小说。
LHC不至于导致任何灾难。
2008年8月26日 22:02:30
他最近写的《三体》挺受欢迎的，很有历史感。早期的《流浪地球》不错，我喜欢《吞食者》和《诗云》
另外感觉何夕写得也不错，最喜欢六道众生。
看新闻说LHC已经调试好了，9月就要开撞，很期待啊
2008年9月12日 20:57:43
hiahia~ 看来这里有大刘的粉丝