第5章
微宏能量
導(dǎo)師的質(zhì)疑------------------------------------------,陳星河把自己關(guān)在宿舍里整整一天,整理所有數(shù)據(jù),撰寫詳細(xì)的驗(yàn)證報(bào)告。他把北京和上海兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)并列對(duì)比,用圖表和公式展示兩者的一致性,然后附上所有原始數(shù)據(jù)的訪問路徑,供任何人核查。。他打印了三份,一份給趙國梁,一份存檔,一份自己留著。然后倒在床上,睡了人生中最沉的一覺。,他帶著報(bào)告再次來到趙國梁的辦公室。,而是示意他坐下,給他倒了一杯茶?!吧虾D沁吔o我打過電話了?!壁w國梁說,“他們說你的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范,數(shù)據(jù)記錄完整,信號(hào)確實(shí)存在?!?,等待下文?!暗?,”趙國梁果然說了這兩個(gè)字,“小陳,你今年二十八歲,博士后第三年。你知道在物理學(xué)界,一個(gè)二十八歲的博士后宣稱發(fā)現(xiàn)新物理意味著什么嗎?意味著兩種可能?!标愋呛诱f,“要么我一夜成名,要么我身敗名裂。對(duì)。”趙國梁端起茶杯喝了一口,“而且身敗名裂的概率比一夜成名大一萬倍。你知道為什么嗎?因?yàn)闅v史上的類似案例,絕大多數(shù)都是錯(cuò)的。絕大多數(shù)?”趙國梁笑了,“不是絕大多數(shù),是所有。所有聲稱發(fā)現(xiàn)超越標(biāo)準(zhǔn)模型新物理的案例,最終都被證明是實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤或者解釋錯(cuò)誤。一個(gè)都沒有幸存下來。”。他知道導(dǎo)師說的是事實(shí)。從十九世紀(jì)的“N射線”到二十一世紀(jì)初的“超光速中微子”,無數(shù)科學(xué)家在“重大發(fā)現(xiàn)”面前栽了跟頭。有些是因?yàn)閮x器故障,有些是因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)失誤,有些純粹是因?yàn)樘氚l(fā)現(xiàn)新東西而**了自己。“我不是來潑冷水的。”趙國梁的語氣緩和了一些,“我是來提醒你,做科學(xué)最重要的不是發(fā)現(xiàn)新東西,而是確保你發(fā)現(xiàn)的東西是真的。你現(xiàn)在的數(shù)據(jù)看起來很漂亮,但我需要你回答三個(gè)問題。您說。第一,這個(gè)信號(hào)能不能被第三個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)設(shè)備復(fù)現(xiàn)?第二,你能不能排除它是一種全新的、但完全是自然現(xiàn)象的可能性——比如某種從未被發(fā)現(xiàn)的地球物理過程?第三,你能不能提出一個(gè)**證的理論模型來解釋它?”
陳星河想了一下。“第一個(gè)問題,需要時(shí)間和資源,我可以聯(lián)系國外的同行。第二個(gè)問題,我會(huì)咨詢地球物理學(xué)家。第三個(gè)問題……”
他停頓了一下,從包里掏出一個(gè)筆記本,翻到其中一頁。
“第三個(gè)問題,我有一個(gè)初步的想法,但很不成熟。您看看。”
趙國梁接過筆記本,上面畫滿了示意圖和公式。他看了很久,臉上的表情從疑惑變成凝重,又從凝重變成震驚。
“你這是……”他抬起頭,盯著陳星河,“你這是要推翻量子場(chǎng)論的基本假設(shè)?”
“不是推翻,是擴(kuò)展。”陳星河說,“標(biāo)準(zhǔn)模型只描述了已知粒子的相互作用,但暗物質(zhì)、暗能量、中微子質(zhì)量等一系列問題都說明標(biāo)準(zhǔn)模型是不完整的。我的想法是,也許存在一種全新的粒子,它不參與電磁相互作用和強(qiáng)相互作用,只參與一種我們尚未發(fā)現(xiàn)的相互作用。這種相互作用的力程極短,所以在宏觀尺度上幾乎不可探測(cè)。但在某些特殊條件下,比如在對(duì)撞機(jī)的高能環(huán)境中,它可以被激發(fā),釋放能量。”
“那你怎么解釋它的周期性?”趙國梁追問,“如果它只是一種新粒子,為什么它會(huì)周期性地出現(xiàn)?粒子應(yīng)該是隨機(jī)的?!?br>“除非它不是‘出現(xiàn)’,而是‘被激發(fā)’?!标愋呛诱f,“假設(shè)這種粒子在自然狀態(tài)下處于某種‘休眠態(tài)’,不與任何物質(zhì)發(fā)生作用。當(dāng)某種周期性的外部條件滿足時(shí),它被‘喚醒’,與探測(cè)器發(fā)生相互作用,產(chǎn)生我們看到的信號(hào)。這個(gè)外部條件可能是地球磁場(chǎng)的變化、太陽活動(dòng)的周期、或者某種天文現(xiàn)象?!?br>“那外部條件是什么?”
“我不知道?!标愋呛永蠈?shí)回答,“這是我模型中最薄弱的部分。我需要更多數(shù)據(jù)才能找到規(guī)律?!?br>趙國梁把筆記本還給他,站起來走到窗前,背對(duì)著他,沉默了很長(zhǎng)時(shí)間。
窗外是北京的天空,灰蒙蒙的,有幾只鴿子飛過。遠(yuǎn)處的高樓在霧霾中若隱若現(xiàn)。
“我給你一個(gè)月?!壁w國梁終于開口,“一個(gè)月內(nèi),你用這筆經(jīng)費(fèi),聯(lián)系至少兩個(gè)國際上的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室,用完全不同的設(shè)備復(fù)現(xiàn)這個(gè)信號(hào)。如果復(fù)現(xiàn)成功,我會(huì)幫你向**自然科學(xué)基金委申請(qǐng)重大項(xiàng)目,正式立項(xiàng)。如果復(fù)現(xiàn)失敗……”
他轉(zhuǎn)過身來,看著陳星河的眼睛。
“如果復(fù)現(xiàn)失敗,你就把這個(gè)課題忘掉,換一個(gè)方向。你還年輕,經(jīng)得起一次失敗。但如果在這個(gè)信號(hào)上浪費(fèi)太多時(shí)間,你的學(xué)術(shù)生涯就毀了?!?br>“我明白?!标愋呛诱酒饋恚爸x謝趙老師?!?br>“別謝我?!壁w國梁擺擺手,“我只是不想看到一個(gè)有才華的年輕人走錯(cuò)路。去吧,一個(gè)月后見結(jié)果。”
陳星河走出辦公室時(shí),手里多了一張支票。金額很大,足夠支撐三個(gè)月的實(shí)驗(yàn)開銷。趙老嘴上說一個(gè)月,實(shí)際上給了他三倍的預(yù)算——這是信任,也是壓力。
他回到實(shí)驗(yàn)室,開始給國外的同行寫郵件。**費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室、歐洲核子研究中心、**高能加速器研究機(jī)構(gòu)……他認(rèn)識(shí)的、不認(rèn)識(shí)的,都發(fā)了一遍。郵件的標(biāo)題是:“請(qǐng)求獨(dú)立驗(yàn)證一個(gè)異常信號(hào)——可能的新物理”。
大多數(shù)郵件石沉大海。少數(shù)回復(fù)的,措辭禮貌但態(tài)度冷淡——“抱歉,我們目前的實(shí)驗(yàn)安排很滿感謝您的信任,但我們需要更多的理論依據(jù)聽起來很有趣,但我們需要先審閱您的論文”。
只有一個(gè)人認(rèn)真回復(fù)了。
***核物理研究所的維克多·伊萬諾夫教授,國際知名的中微子物理學(xué)家,在郵件中寫道:
“陳博士,我對(duì)你的信號(hào)很感興趣。我的實(shí)驗(yàn)室有一臺(tái)專門探測(cè)稀有事件的探測(cè)器,靈敏度比你用的設(shè)備高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。如果你能來***,我們可以合作***獨(dú)立驗(yàn)證。期待你的回復(fù)?!?br>陳星河立刻訂了機(jī)票。
陳星河想了一下。“第一個(gè)問題,需要時(shí)間和資源,我可以聯(lián)系國外的同行。第二個(gè)問題,我會(huì)咨詢地球物理學(xué)家。第三個(gè)問題……”
他停頓了一下,從包里掏出一個(gè)筆記本,翻到其中一頁。
“第三個(gè)問題,我有一個(gè)初步的想法,但很不成熟。您看看。”
趙國梁接過筆記本,上面畫滿了示意圖和公式。他看了很久,臉上的表情從疑惑變成凝重,又從凝重變成震驚。
“你這是……”他抬起頭,盯著陳星河,“你這是要推翻量子場(chǎng)論的基本假設(shè)?”
“不是推翻,是擴(kuò)展。”陳星河說,“標(biāo)準(zhǔn)模型只描述了已知粒子的相互作用,但暗物質(zhì)、暗能量、中微子質(zhì)量等一系列問題都說明標(biāo)準(zhǔn)模型是不完整的。我的想法是,也許存在一種全新的粒子,它不參與電磁相互作用和強(qiáng)相互作用,只參與一種我們尚未發(fā)現(xiàn)的相互作用。這種相互作用的力程極短,所以在宏觀尺度上幾乎不可探測(cè)。但在某些特殊條件下,比如在對(duì)撞機(jī)的高能環(huán)境中,它可以被激發(fā),釋放能量。”
“那你怎么解釋它的周期性?”趙國梁追問,“如果它只是一種新粒子,為什么它會(huì)周期性地出現(xiàn)?粒子應(yīng)該是隨機(jī)的?!?br>“除非它不是‘出現(xiàn)’,而是‘被激發(fā)’?!标愋呛诱f,“假設(shè)這種粒子在自然狀態(tài)下處于某種‘休眠態(tài)’,不與任何物質(zhì)發(fā)生作用。當(dāng)某種周期性的外部條件滿足時(shí),它被‘喚醒’,與探測(cè)器發(fā)生相互作用,產(chǎn)生我們看到的信號(hào)。這個(gè)外部條件可能是地球磁場(chǎng)的變化、太陽活動(dòng)的周期、或者某種天文現(xiàn)象?!?br>“那外部條件是什么?”
“我不知道?!标愋呛永蠈?shí)回答,“這是我模型中最薄弱的部分。我需要更多數(shù)據(jù)才能找到規(guī)律?!?br>趙國梁把筆記本還給他,站起來走到窗前,背對(duì)著他,沉默了很長(zhǎng)時(shí)間。
窗外是北京的天空,灰蒙蒙的,有幾只鴿子飛過。遠(yuǎn)處的高樓在霧霾中若隱若現(xiàn)。
“我給你一個(gè)月?!壁w國梁終于開口,“一個(gè)月內(nèi),你用這筆經(jīng)費(fèi),聯(lián)系至少兩個(gè)國際上的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室,用完全不同的設(shè)備復(fù)現(xiàn)這個(gè)信號(hào)。如果復(fù)現(xiàn)成功,我會(huì)幫你向**自然科學(xué)基金委申請(qǐng)重大項(xiàng)目,正式立項(xiàng)。如果復(fù)現(xiàn)失敗……”
他轉(zhuǎn)過身來,看著陳星河的眼睛。
“如果復(fù)現(xiàn)失敗,你就把這個(gè)課題忘掉,換一個(gè)方向。你還年輕,經(jīng)得起一次失敗。但如果在這個(gè)信號(hào)上浪費(fèi)太多時(shí)間,你的學(xué)術(shù)生涯就毀了?!?br>“我明白?!标愋呛诱酒饋恚爸x謝趙老師?!?br>“別謝我?!壁w國梁擺擺手,“我只是不想看到一個(gè)有才華的年輕人走錯(cuò)路。去吧,一個(gè)月后見結(jié)果。”
陳星河走出辦公室時(shí),手里多了一張支票。金額很大,足夠支撐三個(gè)月的實(shí)驗(yàn)開銷。趙老嘴上說一個(gè)月,實(shí)際上給了他三倍的預(yù)算——這是信任,也是壓力。
他回到實(shí)驗(yàn)室,開始給國外的同行寫郵件。**費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室、歐洲核子研究中心、**高能加速器研究機(jī)構(gòu)……他認(rèn)識(shí)的、不認(rèn)識(shí)的,都發(fā)了一遍。郵件的標(biāo)題是:“請(qǐng)求獨(dú)立驗(yàn)證一個(gè)異常信號(hào)——可能的新物理”。
大多數(shù)郵件石沉大海。少數(shù)回復(fù)的,措辭禮貌但態(tài)度冷淡——“抱歉,我們目前的實(shí)驗(yàn)安排很滿感謝您的信任,但我們需要更多的理論依據(jù)聽起來很有趣,但我們需要先審閱您的論文”。
只有一個(gè)人認(rèn)真回復(fù)了。
***核物理研究所的維克多·伊萬諾夫教授,國際知名的中微子物理學(xué)家,在郵件中寫道:
“陳博士,我對(duì)你的信號(hào)很感興趣。我的實(shí)驗(yàn)室有一臺(tái)專門探測(cè)稀有事件的探測(cè)器,靈敏度比你用的設(shè)備高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。如果你能來***,我們可以合作***獨(dú)立驗(yàn)證。期待你的回復(fù)?!?br>陳星河立刻訂了機(jī)票。