化爭執為美酒：超對稱賭局塵埃落定

知識 09-14

過去四十年，理論物理學家發展出了一系列美妙的數學理論來探索宇宙之秘。這些以「超」字打頭的理論（包括著名的超弦理論和超引力理論）無不建立在一個簡單的物理假設上：對於每一種已知的基本粒子，都存在一種未知的「超級伴侶」與之配對。這種關係被稱為超對稱。

超對稱的數學之美俘虜了理論物理學家的心。然而，即使在大型強子對撞機（LHC）的幫助下，我們仍未能發現任何一種「超級伴侶」的蹤跡。

作者Natalie Wolchover*

翻譯Lineker

校對秋水

8月22日，物理學家們雲集於哥本哈根，目的是為了解決一樁圍繞著自然前沿理論而展開的高調賭局。賭局約定於2000年，當時正值世界上最大的粒子加速器——大型強子對撞機（Large Hadron Collider，LHC）——開始動工。參與賭局的多位知名物理學家對自己的理論預測進行押注，即每位參與者必須針對以下問題表明立場，並以此為賭註：在未來十年內，研究者們是否能夠通過實驗探測到至少一種由美妙的超對稱理論（supersymmetry）所預言的粒子？

鑒於工期延誤和LHC出現過一次故障，所有人都同意延長約定的最後期限。雖然於2011年6月簽署的五年延長期限在今年夏天已經到期，但超對稱粒子依然沒有「現身」。

化爭執為美酒：超對稱賭局塵埃落定

超對稱賭局2011年修訂書中的第一頁簽名，這樁賭局約定於2000年。（供圖：Poul Damgaard）

8月22日，在由尼爾斯·玻爾國際學會（Niels Bohr International Academy）舉辦的這次會議上，20位於2011年在附錄文件「Yes」一欄中籤下自己名字的物理學家，被判定輸掉賭局，他們每人輸掉一瓶「價格不低於100美元的上好乾邑」，這些葡萄酒將由24位打賭不會出現超對稱性發現的獲勝者共享。來自普林斯頓高等研究院（Institute for Advanced Study）的尼瑪·阿卡尼-哈米德（Nima Arkani-Hamed）既是仲裁者，同時也是在「Yes」一欄簽了名的人，作為輸家，他將一瓶干邑送給了其中的一位贏家，來自尼爾斯·玻爾研究所（Niels Bohr Institute）的保爾·達姆加德（Poul Damgaard）。

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尼瑪·阿卡尼-哈米德將一瓶150美元的干邑輸給了保爾·達姆加德（供圖：Videnskabernes Selskab）

沒有加入超對稱賭局的史蒂芬·霍金也在現場見證了結果裁定。「如果當初加入進來，」他告訴與會者說，「我肯定會投否定票。」（明眼人一看就知道是典型的馬後炮。）

化爭執為美酒：超對稱賭局塵埃落定

坐在聽眾席的斯蒂芬·霍金（供圖：Videnskabernes Selskab）

諾貝爾獎獲得者物理學家戴維·格羅斯（David Gross）並沒有參與哥本哈根對賭，但之前他已經輸掉了一局關於超對稱性缺失的獨立賭局。在專題討論會上，這位物理學家表示，儘管超對稱性理論很顯然沒有採用最簡化或最能令人接受的形式，但他會繼續信任這一理論。「沒有任何關於超對稱性存在的正面實驗證據，」格羅斯說，「要把在座聽眾里的年輕一輩們嚇得魂飛魄散，現在可是個好機會，你大可告訴他們：『別步老一輩人的後塵……還不如出去轉轉，看看能不能發現點新鮮、刺激、帶勁而且不一樣的東西。記住有所不同，這點尤為重要。』那絕對是令人難忘的一課。但我太老了，我沒辦法轉變了。」

*本文作者娜塔莉·沃利奇歐芙（Natalie Wolchover）是Quanta Magazine物理科學方面的資深撰稿人，之前也曾在Popular Science、LiveScience和其他刊物上發表過文章。她擁有塔夫茨大學的物理學學士學位，還曾在加州大學伯克利分校學習過研究生的物理，並且合作發表了多篇關於非線性光學的學術論文。2015年「數學領域最佳寫作評選」（The Best Writing on Mathematics）曾以專題形式介紹過她的作品。此外，她還贏得了2016年的「統計報告卓越獎」（Excellence in Statistical Reporting Award）以及專門表彰年輕科學記者的「艾弗特·克拉克和塞斯·佩恩獎」（Evert Clark/Seth Payne Award）。

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