尽管大型强子对撞机(LHC)实验存在着不确定性，甚至引起麻烦，然而这对科学来说却未必是个坏消息
在1860年代，物理学看上去是如此的美妙。英国物理学家詹姆斯·C·麦克斯韦(James C.Maxwell)发表了他的一系列有关将电、磁、光统一到一个理论的论文，即使用少数几个方程式就能表达的论文。他这样做的目的是在解决一个长期争论不休的话题，即光究竟是连续的能量波，还是微小粒子的喷射。对于任何一个理解麦克斯韦这项工作意义的人来说，光显然就是一种波。然而这就引出了一个问题，尽管它对于麦克斯韦的信徒似乎是更为烦人的细节：就像水波或声波那样，新出现的电磁光波需要通过媒介来传递。如果麦克斯韦所说的无误，那么这种媒介又将会是一种什么模样呢?
迈克耳孙-莫雷实验
由此便开始了对以太的搜索（当时认为光的传播介质是“以太”）。在1887年一次壮观的实验中，物理学家阿尔伯特·迈克尔孙(Albert Michelson)和爱德华·莫雷(Edward Morley)设计和建造了一台干涉仪原型，在地球轨道的不同点测量光速（迈克耳孙-莫雷实验）。最后他们得出结论：光的速度是一个常量，地球的运动对光速并没有影响――如果光从一种看不见的液体中穿过，那么这就是不可能的。由此可知，与所有人的期望相反，于太空中并不存在以太。
运行在法国-瑞士边境下的LHC
自那以后的物理学同现在的物理学有着某些相似之处。类似1860年代那样，1960年代的现代物理理论出现了令人难以置信的统一。这一时期，粒子物理的标准模型将麦克斯韦的电磁力同强核力和弱核力编织在一起。根据这个理论，在足够高的能态下，弱核力和电磁力会合成一个单一的弱电力。
如同麦克斯韦理论，标准模型也是强有力的，但对有些细节它无法完全解释，其中之一便是暗物质，一种迄今为止还未曾探测到的存在物，它构成了宇宙中大部分的物质；另一个是暗能量，一种使宇宙相分离的力。此外，还有若干其他的一些未解之谜，但这些不足以动摇标准模型目前的地位。
为了应对某些未决问题，一些理论物理学家提出了对标准模型的扩充，如著名的超对称性理论（超对称是费米子和玻色子之间的一种对称性，该对称性至今在自然界中尚未被观测到）。这一修改统一了弱电力和强核力，并提出了某些可能解释为暗物质的基本粒子。
LHC：一个更为复杂的实验
目前，正在进行的一项以挑战标准模型及其边界的实验――位于日内瓦附近法国-瑞士边界的一条长27公里的地下隧道中的大型强子对撞机(LHC)中的一个质子加速器，正在源源不断地提供数据用来探测标准模型的边界。迄今为止，LHC未发现由超对称性理论所预告的粒子存在的证据。如果到明年还一无所获，看来这个理论会遇到麻烦。如果两年内仍毫无进展，届时许多人会放弃这个理论，就像当初理论家最终不得不放弃麦克斯韦那并不存在的以太主张。
对历史上存在的相似之处自不必太认真。LHC是一个比迈克尔孙-莫雷实验更为详尽得多的实验，它对所有类别的物质用质子对撞来探测未知能量，并不仅仅针对某些人想要找的超对称性粒子，也并不是针对超对称性理论提出明确的驳斥――因为其数据以及对其的分析远比125年前要复杂得多。
但是，通过比较能让我们回想起某些容易忽略的事情：现在如果LHC出现负面结果，应当会像任何正面结果那样对科学起到促进作用。迈克尔孙-莫雷实验以及其他类似实验，最终让阿尔伯特·爱因斯坦坦然接受了光是以不变的速度传播，它既可以是波，也可以是粒子的思想。
用历史的眼光看，一些实验也好、预言也罢，但从来没有真正否定麦克斯韦的理论，实际上它们成就了狭义相对论和量子力学这两项二十世纪最伟大的理论。同样，LHC的结果――不管它们会是什么――也会促使科学家进行不同的思考。如果一个美妙的理论无法解释数据，那么就必须有另一种可以替代的东西。
资料来源 Nature
责任编辑 则 鸣