在宇宙决定论中的两种基本粒子（下）
  为什么希格斯粒与我们对宇宙命运的理解和预测密切相关？我们从科学家目前的研究成果中获得了以下的认识，其一：希格斯粒的发现验证了粒物理标准模型的科学性。2013年的诺贝尔物理学家授予了英国物理学家彼得·希格斯和荷兰物理学家弗朗索瓦·恩格勒，两位物理学家和他们的同事早在1964年就预测了作为一种特殊的亚原——希格斯粒的存在，他们的预测奠定在粒物理标准模型的基础上。希格斯粒的特殊性在于它能够解释所有的基本粒为什么具有质量，如果缺少粒物理标准模型中质量来源的“基本组件”，那么所有的基本粒将会发生”迷失的质量“的困境，就像如果缺少暗物质粒，那么我们的宇宙将会发生“迷失的物质”一样，自然哲学“等效原理”的语义分析就是如此。由于除了光以外的基本粒具有质量，由基本粒构成的原和分，由原和分构成的物体具有质量，经典物理学家发现了引力质量和惯性质量的两种形式，因此，物理学家需要在粒物理标准模型中引入一种赋予基本粒以质量的物理机制，而“希格斯场”和与之对应的“希格斯粒”概念恰好弥补了标准模型的内在缺陷。

  2012年7月4日，欧洲大型强对撞机的实验团队宣布他们找到了理论预言的希格斯粒，科学家在质束相互对撞所产生的喷注中发现了一种和理论描述高度吻合的粒。发现希格斯粒的存在是实验物理学家获得的重大发现，而理论物理学家不能满足这一初步的成果，他们需要解释“希格斯场”如何赋予所有的基本粒以质量，为了形象地解释“希格斯场论”，物理学家应用了哲学解释学的“等效原理”，即：希格斯场就像一个遍布宇宙的“超级游泳池”，所有的基本粒都在“水上世界”游泳，粒获得质量的“知觉”就像游泳者的身体被水湿润、被水阻扰的感受，基本粒在“游泳”中受到的阻力大，获得的质量就大；在“游泳”中受到的阻力，获得的质量就；而没有受到阻力的作用，就不能获得质量，比如：光的静止质量为零，这意味着光是物质粒中的“游泳健将”，它们丝毫没有受到“希格斯游泳池”的阻力作用。

  希格斯粒是粒物理标准模型中最后一个被发现的粒，根据标准模型的解释，丰富多彩的物质在“不可再分”的层级上由62种基本粒组成，粒和粒通过三种基本力——强力、弱力和电磁力的作用结合成各种元素的原和分，原和分进一步复合成以行星和恒星、星系和星系团的形态出现的大尺度物质世界。物理学家将基本粒划分为自旋为半整数的费米和自旋为整数的波色，费米是构成物质的实体粒，而波色是传递基本力相互作用的粒。希格斯粒又称为希格斯波色，基本粒在和希格斯场的相互作用中获得质量。如果没有希格斯粒“上帝之手”的作用力，那么所有在宇宙大膨胀时刻诞生的基本粒在没有质量约束的情形下都将以光速向外运动，“根本停不下来”的基本粒没有聚集的可能，宇宙极早期沸腾的“粒羹汤”即使在宇宙大膨胀的“时空气球”中逐渐冷却下来，它们也不可能在引力的作用下聚集成等离体和气体等形态的物质团块，因为没有质量的粒不能产生彼此的引力，没有物质团块的形成就没有行星和恒星的出现，同样，没有行星和恒星的形成就没有生命物质的出现，而人类的生命就奠基在生命物质的基础上。

  其二：希格斯粒的属性关乎宇宙结构的稳定性。自从欧洲大型强对撞机的科学团队发现了希格斯粒之后，开始将希格斯粒的奇异性和宇宙的命运联系起来，他们认为宇宙学家如果要对大尺度的星系结构和宇宙未来的演变趋势进行“终极命运”的预测，那么根据现有的科学认识成果，人们首先需要了解希格斯粒和其它基本粒的属性。本作者发现，宇宙物理学家在“心领神会”的意境中设定了宇宙稳定性和宇宙命运的“等效原理”，既然希格斯粒的奇异性影响了宇宙的稳定性，那么希格斯粒必然关乎宇宙的终极命运。我们可见的和不可见的宇宙已经在“神不知、鬼不觉”之中稳定地运行了大约137.2亿年，未来的宇宙还将稳定地运行数百亿年吗？许多在世界各地的加速器实验室从事粒和宇宙物理研究的科学家否定了“恒稳态宇宙”的观点，他们认为宇宙的物质密度恰到好处，我们生活在一个“巧合的宇宙”，未来的宇宙在数十亿年、在数百亿年之后将会发生崩塌，就像在地球上会发生地质和工程的崩塌灾害一样。

  科学家之所以认为我们的宇宙实际上处于“亚稳定状态”，（就像很多知识分和城市白领“起早贪黑”的作息方式和空气雾霾造成了身体的“亚健康状态”一样，这也是本作者写作《磨难经济学》一书的初衷。）这是因为他们测定了希格斯粒的质量，它的质量大约为质的126倍，希格斯粒的质量常数直接决定了宇宙物质的“临界密度”，希格斯粒质量的微变化，或者希格斯场的量跃迁都与宇宙未来的命运紧密相关，数百亿年后的宇宙不会是一个“阳光灿烂”的天地，也许是一个“迷雾重重”的量世界。本作者发现，宇宙物理学家在“心知肚明”的意念中设定了量宇宙和超级宇宙在稳定性概念的“等效原理”，量波函数的塌缩造成了量宇宙的不稳定，任何一个粒的自然存在表现为它的量叠加态，如果粒的量态受到了我们肉眼的光线、或其它信号的干扰，那么粒以波函数描述的量态就会发生塌缩，同样的情形发生在大尺度的“今日宇宙”，希格斯场的物理机制和宇宙膨胀决定了宇宙物质的密度，临界密度的出现意味着我们的宇宙处在稳定和不稳定的“边缘地带”，希格斯场任何“微不足道”的变化都有可能使得我们的宇宙或者“向内沉沦”，或者“向外提升”。

  发现量世界和宏观宇宙在稳定机制上符合自然哲学“等效原理”的内涵，这是自然哲学的发现，不是科学的发现。最早发现宇宙稳定性概念的是俄裔美籍物理学家、数学家亚历山大·弗里德曼，他在1922年提出了宇宙膨胀的三种模型。在“弗里德曼方程式”中没有加进暗能量的因素，方程式的解指向了宇宙的膨胀，而方程式中的引力项导向了宇宙膨胀的减速，宇宙的最终命运取决于引力在多大的程度上会消减宇宙的膨胀，引力的大则取决于物质的分布，如果物质密度超过“临界密度”，那么宇宙的膨胀在达到最大值之后会转换为收缩，宇宙的几何形状表现为封闭的曲线；如果物质密度等于或于“临界密度”，那么宇宙的膨胀会一直持续下去，宇宙的几何形状表现为平直的、或开放的曲线。目前的物理学家认为希格斯粒具有维持宇宙稳定的“边缘质量”，这意味着希格斯场质量机制的稍许变化都将导致宇宙结构体系的崩溃。本作者不得不承认，经过天文观测所发现的物质分布的“临界密度”和经过希格斯粒质量分析所发现的物质分布的“边缘密度”相一致，两者符合自然哲学的“等效原理”，这是本作者所发现的物理世界中最奇特、最令人匪夷所思的“等效原理”。天文学家的观测和物理学家的计算高度一致，难道我们真的生活在一个神奇的宇宙？宇宙最不可理解的在于它居然是可以理解的，然而，宇宙最可理解的在于它仍然有许多不可理解的地方。

  （邓如山2017-11-1邮箱：deepmind_123@163.）

  (TheroleofrinosandHiggspartitheuniversedestinystotheprincipleofequivalence)



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