2012年12月13日 星期四

比光速還快?


記得 2011年九月間令人聳動的新聞標題嗎? Faster than light [1,2]。當時有人來詢問我,我的回答是果真如此,你現在所看的世界不會是如此,更可能的是沒有你和我。我還是去查了原文。實驗是測量τ- neutrino,第三代輕子 (lepton,電子是第一代的輕子) 所伴隨的微中子,從日內瓦的 CERN 實驗室飛行到義大利 Gran Sasso 實驗室所偵測到的飛行時問和距離比,測量的結果飛行速度較光速為快。微中子不是無質量的粒子,質重小於 15.5 MeV。有質量的粒子,飛行速度理論達不到光速的,何況高於光速。該實驗群 OPERA 的發言人其實態度很謙卑,他說他們不是宣告新發現,但是他們尋求過所有的可能誤差,找不出任何原因,所以呼籲美國及日本的同行共同來檢驗。

但是新聞標題是不會這樣下的,不夠聳動。所以一時譁然,科學新聞變成比社會新聞還勁爆。然後呢?

2012 年二月的時候,錯誤發現了。錯誤的來源是由於一條連接 GPS 接收器與電腦中電子卡的光纖鬆脫了,讓時間的測量差了 60 ns (奈秒)。時間雖短,但是真的很要命 [3]。接下來是一連串悲哀的事件。OPERA 實驗要舉行記者會澄清真相,被 CERN Director 否決了,據說是認為他們 incompetent。五月時,OPERA 的領導人黯然辭去職務 [4]。從二月迄今的所有發展,沒有在台灣的報導中見過。 如果看過「比光速還快」的新聞的人,也許印象中還是愛因斯坦的理論被推翻了。這是關於媒體的一面媒體。

科學的進展很多時候是挑戰既存的理論而獲得成就的。以孔恩的語言,就是 paradigm shift,典範移轉。是以高崇如牛頓,其重力場論終究被愛因斯坦的廣義相對論所包含、替代。但是要挑戰久經檢驗的理論,首先是謹慎,然後還是謹慎和更加謹慎。

對於學理論的我,當速度超過光速時,現在世界所有的秩序都毀了。先不說複雜的時空結構,單只是一個實物理量會得到虛數就令人沒有辦法理解。虛數在數學上很好用,但一個虛數的物理量是無法理解的。

講一個謹慎的故事。丁肇中先生的 1976 年諾貝爾獎是與 Burton Richter 分享的,而其共同所發現含 charm quark () 的粒子叫 J/ψ 粒子,是因為兩個團隊各自發現各自命名的。據說丁肇中先生的實驗早些得到結果,但是重複檢查、驗證。一直等到另一個團隊在相同質量也有類似發現,才決定宣佈。謹慎的代價是將榮耀與人平分,但這就是科學嚴謹態度下的選擇。




1 則留言:

  1. 這篇大部份看得懂,但就是一開頭的地方,把我懵傻了。為什麼比光速快的話,「你現在所看的世界不會是如此,更可能的是沒有你和我。」為什麼呢?

    回覆刪除