诺奖得主：极大与极小交错 理论与手段同重

 
 
诺奖得主：极大与极小交错 理论与手段同重  
 

其大无外，其小无内。早在几千年前，人们就试图用哲学表明科学，至小即至大，至大即至小。

自1978年会见中国后，1979年诺贝尔物理学奖得到者、著名理论物理学家斯蒂文·温伯格传授再次面向中国公家报告“极大”与“极小”的宇宙学与粒子物理学的故事，他在中国科学技能馆开设的《科学连线》栏目中指出，基础的科学问题也是哲学问题。

“物理学家研究的‘极小’就是大自然的最小标准，比原子核还小更多，‘极大’就是大自然的最大标准，大到整个宇宙。” 斯蒂文·温伯格暗示，“‘极大’与‘极小’的研究彼此促进，配合支撑物理学家在终极方针中前进，以相识自然的最终定律。”

另外，在斯蒂文·温伯格看来，基本理论为科学家开展研究指明白偏向，而尝试手段则是验证理论的重要途径。

基本理论是指引

现代宇宙学指出，宇宙降生于137亿年前的大爆炸，从此还经验了快速的爆涨阶段。在宇宙刚降生和极早期，宇宙中只有场和根基粒子，厥后才形成原子和更大的物质，形成星系。”斯蒂文·温伯格说：“所以，宇宙学和粒子物理是自然交错的。”

在斯蒂文·温伯格看来，物理世界中有些现象被视作道理，可以由根基定律验证，而有些现象则布满了偶尔性。以开普勒为例，譬喻著名的行星举动三大定律的发明者约翰尼斯·开普勒，他发明行星运行的轨道是椭圆的就是道理，但行星运行轨道的半径毕竟多大则是偶尔。“相识什么是道理，什么是偶尔，是科学所承担的一项难题任务，而在这点上，我们很难预先知道。”

因此，斯蒂文·温伯格认为，根基定律的提出未来有两种大概性，一是在将来有限的年限中发明根基的定律，另外再没有更根基的定律被发明；二是跟着时间推移，从更根基的定律中推导出新的根基定律。

在斯蒂文·温伯格看来，很难证明哪种大概性更大，“不管哪种大概性更大，重要的是要提出根基定律的假设，只有提出理论假设，才气有开展科研的偏向和念头。”

中国科学院高能物理研究所研究员、CEPC（环形正负电子对撞机）加快器认真人高杰对此暗示附和，“因预测被称为‘上帝粒子’的希格斯玻色子的存在，2013年诺贝尔物理学奖被授予比利时理论物理学者弗朗索瓦·恩格勒和英国理论物理学家彼得·希格斯，而从他们提出希格斯玻色子存在的假设到在大型强子对撞机上通过尝试证实，经验了50多年。由此可见，没有理论的指导，我们的研究则漫无目标。”

尝试手段是途径

在高杰看来，理论当然重要，但并非所提出的理论就必然正确，这需要通过尝试手段验证，“只有理论，不通过尝试手段去验证，科学研究就是‘纸上谈兵’，无法继承成长。”

高杰表明道：“今朝人类所认识的宇宙分为三大部门：物质世界、暗物质和暗能量。宇宙中物质世界约占4%，暗物质约占23%，暗能量约占73%。可是，到今朝为止，暗物质和暗能量还逗留在科学家的预测阶段，还需通过尝试手段举办验证。”

而研究暗物质等这些新问题则需要将微观世界的粒子物理与描写宇观世界的宇宙学相团结。因此，极大与极小的干系成为21世纪物理学和天文学研究的新特点。

“极大和极小听起来是两个极度，实际上是不行支解的，这也是一种哲学问题，要斗胆去思考和假设，但将来将假设酿成科学常识，就需要理论和尝试验证。”高杰说，“基本研究犹如大树的根，扎根越深，树才气长的越好，因此，先进的尝试手段显得极为重要。”