網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策

0

0
0

文字

分享

0
0
0

莎士比亞的問題-《上帝的粒子》

貓頭鷹出版社_96
・2013/09/16 ・1785字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 562 ・九年級

上帝的粒子愛因斯坦曾說:「上帝難以捉摸,但並不心懷惡意。」[1] 尋找希格斯粒子的歷程是一段冒險故事,雖然這段冒險故事的下一篇章或許不會讓我們發現滿懷惡意的神的存在,但隨著事件發展,我們倒很有理由指控上帝耍了點心機。

在孟買會議的前幾個星期,又開始有謠言在部落格之間流傳。據說ATLAS和CMS兩組團隊整合後的資料顯示,在135 GeV的能量之處,希格斯粒子的跡象變得更明確了,似乎暗示有突出的希格斯粒子衰變事件,而且顯著程度超過三標準差。眾人的期望隨之高漲,雖然三標準差的證據還不足以宣稱「發現」,但或許我們可以觀察那些身處實驗最前線的物理學家,從他們的信心程度來判斷,看他們是否相信這就是貨真價實的「那個」粒子。

我在愛丁堡和希格斯見面,那是個潮濕的星期四午後,就在孟買會議即將開始的前幾天。希格斯已經於一九九六年退休,但仍然居住在愛丁堡,鄰近他在一九六○年首次成為數學物理學講師的大學學系。他現年八十二歲,依舊活力充沛。我們坐在一間咖啡館裡,同席的還有他的同事兼友人沃克,我們談論著他的經歷,以及他對未來的期望。

希格斯在一九六四年發表了那篇重要論文,從此這個粒子便永遠背負著他的名字。[2] 他等待某種證據,已經等了四十七年了。我們談到對孟買會議的期盼,也談到我們的樂觀處境,或許某個重大的發現就要出現了。「現在的我已經很難和當年(一九六四年)的我連結了,」他解釋道:「但這一切即將結束,我感到如釋重負。如果能在這麼久以後證明我的理論正確,那就太好了。」

要是能找到希格斯玻色子,那麼希格斯機制絕對會被授予諾貝爾獎的榮耀,所以許多人開始熱烈討論,在這些皆有所貢獻的物理學家之中(恩格勒、希格斯、古拉尼、哈庚以及基博爾),[3] 究竟會是誰得到諾貝爾委員會的青睞。我們聊到很可能會引來爆發性的注目,焦點圍繞著在孟買宣布的決定性正面成果,以及隨後來自瑞典學院的得獎公告;到時愛丁堡大學的新聞中心一定會積極參與,要是事情一發不可收拾,希格斯會乾脆拔掉電話線,並且拒絕應門。

不過,看來採取這些極端手段的時候就是還沒到。當孟買會議於接下來的星期一(八月二十二日)開始舉行時,CERN的通訊主管吉利斯發出了一則新聞稿,但不如CERN在格勒諾勃會議上所承諾,新聞稿裡對ATLAS和CMS兩組團隊的整合資料隻字未提。在這兩次會議之間,他們又蒐集了超過1 fb–1的撞擊資料,而在先前觀察到突出事件的小質量範圍(約135 GeV)之處,突出事件的有效性確實下降了。「現在我們對更多資料進行了分析,這些波動的有效性略微下降。」新聞稿相當嚴肅地如此宣稱。

這叫人很難不失望。希格斯粒子存在的線索在格勒諾勃浮現,但到了孟買,

這些線索卻變得沒那麼顯著了。在八月底之前,效能出眾的LHC已經提供了超過2 fb–1的資料給每一座探測器設備,使得眾人心生期望,認為「莎士比亞的問題」或許很快就會有答案,但上帝顯然決定要「心懷惡意」。事情沒這麼容易。

雖然現在每一組探測器合作團隊都捕獲了超過一百四十兆筆質子對撞資料,但物理學家還是只能和極少數的突出事件苦苦纏鬥,而且這少少幾次事件的統計結果很容易激烈起伏,因為只要有幾次小改變,就足以造成大不相同的結果。

舉例來說,丟銅板的統計結果似乎非常直觀,我們都知道丟出正面和反面的機會是一半一半;然而,如果我們只丟個幾次,就算看見連續出現很多次正面或反面,我們也不該感到驚訝。這並不是說銅板不為「真」,只意味了我們觀察的丟銅板次數太少了,還不夠提供具代表性的樣本。只要蒐集到更多資料,我們便會預期任何突出的事件都會逐漸消失。

在孟買發表的成果也不代表標準模型的希格斯粒子就不存在,畢竟在115 – 145 GeV的能量範圍內,還是有突出的事件存在。只不過物理學家也承認,對LHC而言,這段能量區間一直存在許多分析上的困難處。

我們能做的事只有一件:再耐心一點,等待更多、更多的資料。希格斯已經等了四十七年,再多等幾個月也無妨。

 

本文摘自PanSci 2013九月選書《上帝的粒子》第十章:莎士比亞的問題。由貓頭鷹出版

註:

  1. 這段話的德文原文刻在普林斯頓大學數學系系辦一個房間的火爐上,以茲紀念愛因斯坦。
  2. 不過要到一九七二年,他預測的粒子才以「希格斯玻色子」之名廣為人知。
  3. 可惜的是,布繞特已於二○一一年五月因久病去世。諾貝爾獎不頒發給已逝的人,而且每個獎項最多只能由三人共享。

文章難易度
貓頭鷹出版社_96
41 篇文章 ・ 14 位粉絲
貓頭鷹是智慧的象徵。1992年創社,以出版工具書為主。經過十多年的耕耘,逐步擴及各大知識領域的開發與深耕。現在貓頭鷹是全台灣最重要的彩色圖解工具書出版社。最富口碑的書系包括「自然珍藏、文學珍藏、台灣珍藏」等圖鑑系列,不但在國內贏得許多圖書獎,市場上也深受讀者喜愛。貓頭鷹的工具書還包括單卷式百科全書,以及「大學辭典」等專業辭典。貓頭鷹還有幾個個性鮮明的小類型,包括《從空中看台灣》等高成本的視覺影像書;純文字類的「貓頭鷹書房」,是得獎連連的知性人文書系;「科幻推進實驗室」則是重新站穩台灣科幻小說市場的新系列,其中艾西莫夫的科幻小說,已經成為台灣讀者的口碑選擇。


2

1
0

文字

分享

2
1
0

從族群耆老的死亡,看見黑猩猩的「同理心」——《我們與動物的距離》

馬可孛羅_96
・2022/01/16 ・2063字 ・閱讀時間約 4 分鐘
  • 作者:法蘭斯・德瓦爾(Frans De Waal)
  • 譯者:陳信宏

人類為何會發展出宗教,其中一個最常被提及的原因便是我們對死亡的體認。我們對生命有限的理解,經常和「人類有沒有可能是唯一擁有宗教的生物」這個問題一起提出。我對這個問題沒有明確的答案,只能說我們沒有理由假設別的靈長類動物對其他個體的死亡一無所知。

如同巴諾布猿天堂裡的巴諾布猿,其他猿類也相當熟悉死亡與失去親友的現象。有時候牠們自己就是凶手,例如有一天那群巴諾布猿打死了一條劇毒的加彭膨蝰。那條蛇令牠們深感恐懼,只要一動就嚇得所有巴諾布猿往後跳開。牠們用樹枝小心戳牠,最後瑪雅才把牠高高拋起並且重重甩在地上。值得注意的是,那條蛇死了之後,牠們的表現就完全顯示牠們並不認為牠會再起死回生。死了就是死了。幼猿開開心心地拖著沒有性命的蛇屍當成玩具,掛在脖子上,甚至撬開牠的嘴巴檢視牠巨大的毒牙。

加彭膨蝰,是一種毒性極強的噝蝰屬毒蛇,分布在非洲撒哈拉沙漠以南的熱帶雨林地區,它是世界上毒性最強的蛇類動物之一,擁有世界上最長的毒牙。圖/Wikipedia

那幕情景令我想起以前目睹過的一場黑猩猩狩獵行動。我們在坦尚尼亞的馬哈勒山脈(Mahale Mountains)跟隨一群黑猩猩,突然聽到樹上高處傳來一陣騷動。黑猩猩抓到獵物的時候會發出一種特殊的尖叫聲,單是這麼一種特殊聲響的存在,就顯示了牠們想要分一杯羹的意願。若不是這樣,保持安靜顯然才是聰明的做法。那陣尖叫聲吸引了其他許多黑猩猩聚集過來。有幾頭公黑猩猩抓到了一隻紅疣猴,這是黑猩猩難以自行捕捉的一種獵物,通常要團體合作才抓得到。

我抬頭透過枝葉的縫隙觀察,看見那幾頭黑猩猩在那隻猴子還活著的情況下就開始吃起牠的肉。由於黑猩猩不是「專業」掠食者,所以沒有演化出貓科動物那種有效的獵殺技巧,而牠們對待獵物的方式也反映了牠們的同理心有時而窮,就和人類一樣。許多黑猩猩都聚集過來形成一種進食集合,包括生殖器腫脹的母黑猩猩,她們通常享有進食的優先權。那整個場景非常吵雜混亂,但所有成員終究都分到了一塊猴肉。第二天,我注意到一頭母黑猩猩經過,背上騎著一頭幼黑猩猩。牠的女兒開開心心地高高揮舞著一根毛茸茸的東西,我才發現那個東西屬於那隻可憐的猴子所有:一頭靈長類動物的尾巴成了另一頭靈長類動物的玩具。

黑猩猩對「死亡」的體悟

某天早上,蓋扎.泰萊基(Geza Teleki)跟隨一群黑猩猩行動,聽到遠處傳來刺耳的尖叫聲。六頭公黑猩猩狂野地來回猛衝,一面發出「喇啊」的叫聲,迴盪在山谷之中。在一條小沖溝裡,只見瑞克斯(一頭公黑猩猩)的身軀一動也不動地癱倒在亂石之間。泰萊基雖然沒有看到他跌落的過程,但覺得自己目睹的乃是這頭公黑猩猩從樹上跌落而摔斷脖子所引發的最初反應。

幾頭黑猩猩停下來看了看瑞克斯的屍體,然後猛力向外衝,並且朝四面八方丟擲大石塊。在那樣的喧鬧狀況下,黑猩猩紛紛互相擁抱、交合、撫摸以及輕拍,臉上則是咧開嘴露出緊張的表情。接著,牠們又花了不少時間盯著屍體看。一頭公黑猩猩在一根樹枝上俯身看著屍體,發出嗚咽的聲音。其他黑猩猩則是觸摸或者嗅聞瑞克斯的屍身。一頭青年母黑猩猩更是一動也不動地靜靜盯著他的屍體看了整整一個小時以上。經過三個小時的擾攘之後,其中一頭年紀較大的公黑猩猩終於離開那片林中空地,朝下游走去。其他黑猩猩一一跟上,慢慢離開,同時不斷回頭望向那具屍體。

猿類面對死亡的反應已有愈來愈多的報導敘述。二○○九年,桃樂絲死後的一張照片在網路上爆紅,因為她的遺體引來保護區內黑猩猩群的圍觀,猩群們相當專注(但靜默得令人發毛)。這在蘇格蘭的布萊爾德拉蒙野生動物園(Blair Drummond Safari Park),一頭名叫潘希的年老母黑猩猩死亡了,其過程透過影片仔細分析,原來在她死前的十分鐘,其他黑猩猩為潘希理毛或者撫摸了十幾次,潘希的成年女兒也整夜陪在她身旁。潘希死後引起的反應從猩群成員觸碰她的嘴巴與四肢(也許是想要檢視她是否還在呼吸或者是否還能動)到某頭公黑猩猩猛擊她的遺體,這種行為也曾經在其他黑猩猩死亡之後被人觀察過。

這種表現看起來雖然像是麻木不仁,卻有可能是一種想要喚醒死者的行為。猿類面對死亡的反應通常綜合了兩件事,一是對死者的毫無回應感到挫折,二是繼續測試看看還有沒有辦法引起死者的回應。不過,圍聚在死者身旁的大多數個體都會默不作聲,彷彿意識到發生了什麼可怕的事情。研究人員觀察潘希臨終前的狀況之後,得出的結論指出:「黑猩猩對死亡的體認受到了低估。」

——本文摘自《我們與動物的距離:在動物身上發現無私的人性》,2021 年 12 月,馬可孛羅

所有討論 2
馬可孛羅_96
141 篇文章 ・ 21 位粉絲
馬可孛羅文化為台灣「城邦文化出版集團」的一個品牌,成立於1998年,經營的書系多元,包含旅行文學、探險經典、文史、社科、文學小說,以及本土華文作品,期望為全球中文讀者提供一個更開闊、可以縱橫古今、和全世界對話的新閱讀空間。