如果你的頭卡在粒子加速器里

如果你的身體卡在粒子加速器里，會發生什麼？這一幕很像是漫威超級英雄漫畫的開頭，超級英雄們會因為被粒子加速器中的粒子擊中而獲得超能力，走向人生巔峰。但現實是殘酷的，也許你只會得癌症，也許不會，科學家們也不知道。但類似的yy可以開拓我們對輻射的認知，了解人類的脆弱，甚至知曉物質的本質。粒子加速器運用強磁場加速各類粒子，高速運動的粒子產生碰撞，隨後物理學家追蹤粒子碰撞的過程，從而獲取有關各種亞原子的物理特徵。粒子對撞機是探索宇宙奧秘的重要手段之一，當「粒子對撞機」不斷曝光在大眾視野里，它引發普通人的好奇心，也帶來了一絲不安。

credit: 123RF

回溯2008年，歐洲核子研究中心(CERN)的科學家們操控著大型強子對撞機(Large Hadron Collider ，下簡稱LHC)，準備製造一個小型黑洞，藉以窺探更高維度的秘密。對於許多人來說，這彷彿是科幻小說里的情節。當然也不是誰都支持這個項目，有兩人提出訴訟要求停止LHC的實驗，否則LHC將產生威力足以吞噬地球的黑洞。好在科學家據理力爭，聲稱毀滅地球的想法荒謬至極，最終用數據駁回訴訟。

2012年，LHC發現了希格斯波色子(Higgs boson)——科學家一直在尋找的上帝粒子，該粒子是解釋粒子擁有質量的關鍵。從此，LHC功成名就，迎來了它的黃金時期；這一LHC甚至成為了專輯Super Collider(2013)的封面，也是美劇閃電俠(The Flash，2014)的取景地點之一。

除了這些傲人的成就和往日榮光，粒子物理學本質上是一門極其抽象的領域，很少有人能真正理解其意義或者運用。與NASA的火星計劃不同，CERN的研究一點都不光鮮靚麗。NASA好歹時不時公布一些漂亮的星雲照片，製造些噱頭。但是CERN的工作很多時候會是在站在黑板前拿著粉筆推倒一天的公式，或者畫一條條扭曲的線，而這些線其實是著名的費曼圖(Feynman diagram)。 Aage Bohr和他的父親因「原子的波爾模型」獲得諾貝爾物理學獎，但是他們的同事Ole Ulfbeck死都不承認有比原子還小的粒子，認為兩人的成果只是數學模型不是真實存在的。

現在回到開頭提到的問題：當亞原子態的粒子以接近光速穿透人的身體後，會發生什麼？也許粒子物理學領域與生物學的概念相去甚遠，兩者很難有所交集，所以不僅是吃瓜群眾一臉懵逼，一些物理學教授也不知道問題的答案。2010年，視頻網站Youtube曾採訪了來自諾丁漢大學物理系和天文系的教授，其中一個問題就是「如果腦袋被LHC的質子流擊中會怎樣？」。「這是個好問題，我也不知道。大概會對你的身體不好」Michael Merrifield教授打著哈哈說道。其他教授對這一問題下結論時也很謹慎。 Laurence Eaves 自嘲道「我會把手伸進LHC光束中嗎？也許會哦！」

1978年7月13號，前蘇聯科學家 Anatoli Bugorski真的就把自己腦袋卡在了粒子加速器里。在那個命中注定的一天，Bugorski正在檢查同步輻射U-70號線——前蘇聯最大的粒子加速器。這時，防護系統出現故障，一束質子流以接近光速的速度貫穿了Bugorski的腦袋。在此之前，還沒人有幸體驗如此高能量的粒子束輻射穿透身體。也許有人會問治療腫瘤的伽馬刀算不算？伽馬刀的能量確實很大，大約在250 000 000電子伏特。但是，穿過Bugorski腦袋的質子束能量大約是前者的300倍。

質子輻射猛如虎。來自太陽風和宇宙射線的質子被大氣層阻隔在地球之外，即使這些輻射順利抵達地球，也十分微弱，直到1970年，人類才能檢測出來自宇宙的少量質子。相對於質子輻射，我們更熟悉紫外光光子和阿爾法粒子輻射，這些粒子並不會穿透人類的身體，但凡事都有例外，如果你不小心食用了這些粒子的輻射源，那你就等著領便當吧。俄羅斯叛國者Alexander Litvinenko被殺手用阿爾法粒子輻射源Po-210暗殺，通常情況下阿爾法粒子無法穿透薄薄的一張紙，但是一旦攝入體內將是致命的。當阿波羅號升空，宇航員確實被宇航服保護著，但來自宇宙的輻射多種多樣，單單一層宇航服是不夠的，據報道，宇航員們暴露於宇宙射線時，他們看到了一陣可見的強光。這陣強光不是偶然，頭卡在粒子加速器的Bugorski也看到了神秘的光線。1997年Wired雜質採訪了這位不幸的科學家，他說當時他看見了短暫的閃光，但是並沒有感到疼痛。意外發生後，年輕的Bugorski半邊臉出現腫脹，隨後被送去了莫斯科的診所，能活下來也簡直是奇蹟。

諸如質子這樣的電離輻射粒子會破壞DNA的的化學鍵，從而可能對人體帶來災難性的破壞。這種對基因複製過程的破壞會殺死細胞，阻止細胞分裂，引發變異，什麼？你想變閃電俠？呵呵噠，你就等著得癌症吧。我們知道血細胞是由骨髓製造的，許多輻射中毒的病例中都有病人因缺少血小板或白細胞患上敗血症的描述。某種程度上來說，Bugorski是幸運的，粒子輻射穿過他腦袋時，僅僅集中在極細的光束里，而不是全身都暴露在輻射中(切爾諾貝利核電站或者是日本廣島的人們就沒有那麼幸運了)。Bugorski身體上比較脆弱的組織器官，如骨髓、腸道等，都幸免於難，可是被質子擊中的腦袋承受了足以殺死好幾頭大象的輻射劑量。

不愧是戰鬥民族，Bugorski仍然健在，但是他的半張臉已經「癱瘓」，一直保持著年輕時的容貌，想想就毛骨悚然。他的一隻耳朵聾了，經常間歇式痙攣發作，同時患有癲癇。癲癇是質子束穿透腦組織的後遺症，這也使得他經常走神，經常盯著某處發獃。我們知道，癌症通常是遭遇強烈輻射的後果，但是目前為止，還沒有Bugorski得癌症的報道。

Bugorski的腦子確實被粒子加速器的質子束擊中，但不是腦子進水，他的智力完好無損，甚至在事故發生後還順利完成了博士論文。

人類如今經歷的核危機就像粒子加速器的輻射一樣令人畏懼，但Bugorski在這場災難中倖存下來，人道主義也會是如此，人性終不會因核武器而泯滅。

# 原文始發於公眾號 牛油果進化論

本文譯自 Aeon，由譯者 Hulk 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！