人们说生活模仿艺术,但箭是双向的。艺术更多的是模仿生活。这就是热门电视剧《生活大爆炸》(the Big Bang Theory)最近一集里发生的事情。在“确认极化”这一集中,谢尔顿和艾米收到了费米实验室发来的一封电子邮件。两位科学家证实了艾米和谢尔顿的超对称性理论。研究人员正在研究一种叫做“介子”的亚原子粒子,杏耀主管但测量和预测(理论上它应该如何表现)并不一致。他们称他们的测量是失败的,直到他们意识到艾米和谢尔顿几个月前发表的论文解释了这种差异。这两位研究人员乘飞机(稍后在《经济学人》和《经济学人》上有更多相关报道)前往加州理工学院会见艾米和谢尔顿。
费米实验室的科学家们正谋求获得诺贝尔奖,由于最多只能有三个人获得该奖,他们正试图把艾米排除在外。他们告诉谢尔顿,如果他能让加州理工学院的总统提名他们三人获得诺贝尔奖,再加上费米实验室负责人的提名,他们就有充分的理由获得这一荣誉。谢尔顿决定如果艾米不在提名之列,他也不想被提名,他告诉总统,总统解释了这将如何导致与费米实验室的争斗;他补充说,他支持他们。这一插曲以局势悬而未决而告终。
所以这一集引起了我的注意,因为……嗯……费米实验室。费米实验室是一个真实的地方。我每天早上开车去伊利诺斯州的巴达维亚。如果你对亚原子世界很感兴趣的话,那是一个很棒的工作场所,我就是,这意味着我每天开车上班都带着微笑。但我想人们可能会有兴趣了解什么是真实的,什么不是。
首先我要说的是,我非常喜欢《生活大爆炸》。编剧们在他们的剧集中尽量不偏离真实的科学。事实上,加州大学洛杉矶分校的大卫·萨尔茨伯格既是我的研究合作者,也是节目的科学顾问。他确保作者不包括任何过于古怪和声名狼藉的科学主题。
有些人抱怨说,这部电视剧以卡通的方式展现了科学家的形象,这种批评是有道理的。谢尔顿太过分了,大多数科学家都不是这么做的。(不过,说实话,我确实认识一个让我想起谢尔顿的人。我拒绝透露他的身份,理由是所有见过他的人都同意我的看法。莱纳德更真实,尽管他的角色比现实更缺乏社交能力。科学家大都是相当正常的人, 杏耀客户端IOS不能下载 ,过着正常的生活。他们很聪明,非常专注于自己的工作。(或者,我想,我可能比我愿意承认的更像莱纳德。我拒绝问任何人,理由是我不想知道答案。
那么这一集听起来有多真实呢?首先,没有一个真正的理论叫做超级不对称。然而,有一种理论叫做超对称性,它是粒子物理学标准模型的一个非常流行的扩展——我们目前最好的亚原子物质理论。虽然还没有关于超对称的实验证实——即在标准模型中识别的每个粒子都有一个超对称的伙伴——但已经有足够多的人认为存在着关于这个主题的一万多篇科学论文。所以,除了改变名字的诗意许可,我们会给他们那个。
这个实验怎么样?像费米实验室里的两个人能不能用“介子”来证实像超级不对称这样的理论呢?当然,对“介子”的直接测量可能与预测不一致,需要一种新的理论来解释这种差异。我们把这个给他们。但现代实验小组的成员远远不止两个人。我自己的研究小组(正在努力测试真实世界超对称性的想法)包括来自世界各地的大约3000名科学家。这个名为“紧密介子协作”(Compact Muon Collaboration,简称CMS)的实验小组使用的是欧洲核子研究中心(CERN)实验室收集的数据。欧洲核子研究中心是费米实验室的姐妹实验室,它拥有大型强子对撞机(Large Hadron Collider)。大型强子对撞机将质子束加速到接近光速的速度,并在一个名为CMS探测器的5层楼高的科学设备内与质子束发生碰撞。
CMS的合作由来自大约200个研究机构的科学家组成。费米实验室CMS小组由大约100名科学家,甚至更多的工程师、技术人员和计算机专业人员组成。如果CMS发现了超对称性,功劳将不会只归于费米实验室的两位研究人员。
那诺贝尔奖呢?
毫无疑问,获得诺贝尔奖是任何物理学家的秘密目标。但是电视剧中的描述有很多错误。比如艾米和谢尔顿的论文才发表几个月
毫无疑问,获得诺贝尔奖是任何物理学家的秘密目标。但是电视剧中的描述有很多错误。例如,艾米和谢尔顿的论文几个月前才发表,只有一项测量结果证实了这一发现。这和实际情况完全不一样。首先,有数百篇论文预测了新的物理现象。将预测结果与数据进行比较需要相当长的时间;排除所有其他预测需要更多的时间。此外,如果超级不对称是真实存在的,那么它所做出的预测就必须得到其他测量数据的证实。所有这些工作都要花很多时间。但让我们把这归因于“电视时间”,就像CSI电视剧里的DNA测试在10分钟内完成一样。所以,我会慷慨地给他们这个。
小说情节的很大一部分集中在谁将获得诺贝尔奖上,如果它被授予的话。这是一个混合的袋子。的确,诺贝尔奖最多可以颁给三个人。但提名程序不同。瑞典科学院(Swedish Academy of Sciences)的成员可以提名,之前的诺贝尔奖得主和一些知名教授也可以提名。所以,费米实验室主任有可能在那个名单上。我不知道他是不是,但他确实有国际地位可以被邀请。然而,加州理工学院的总统不太可能在名单上。我们称之为分裂。
谢尔顿在没有艾米的情况下拒绝提名,这是有历史先例的。1903年,为了获得诺贝尔物理学奖,玛丽·居里和皮埃尔·居里在新发现的放射性领域做了大量工作。考虑到当时的时代和女性的地位,最初的提名只给了皮埃尔,尽管玛丽是这对夫妇的知识领袖。皮埃尔写信给委员会,在玛丽没有获得共同提名的情况下拒绝提名。他最终获胜,两人与亨利·贝克勒尔(Henri Becquerel)分享了诺贝尔奖。贝克勒尔是早期辐射研究的另一位传奇人物。所以这件事听起来很真实。
这一集混合了虚构、真实和几乎真实,但它让我想知道,费米实验室的哪些研究可能会获得诺贝尔奖。回顾过去,1995年发现了顶夸克,尽管我认为这不太可能。但是,展望未来,有几个实验可能有一天会证明这一点。目前在费米实验室,一个名为G -2 (G -2)的实验正在研究被称为介子的亚原子粒子在磁场中如何摆动。介子就像胖乎乎的、不稳定的电子,早期测量和预测的行为在某种程度上是不一致的。g-2实验将确定这种差异是否意味着一个发现。如果这是一项发现,很可能会获得诺贝尔奖。让我们回到《生活大爆炸》那一集,对目前观测到的差异提出了一种超对称性的解释。
还有一些未来的实验。沙丘将研究中微子和反物质中微子的行为,以寻找差异。如果它们的行为不同,这就可以解释为什么宇宙是由物质组成的,而不是由物质和反物质组成。那将是诺贝尔奖。然后是mu2e(介子到电子衰变)实验,它寻找一种特定类型的介子衰变。如果观察到,这又是一个诺贝尔奖。
当然,费米实验室的科学家正在寻找暗物质和暗能量,这是一种神秘的物质,其数量比普通物质多20倍,将决定宇宙的进化和未来。这些也是获得诺贝尔奖的肥沃土壤。如果不是在现实生活中,这一插曲对费米实验室获得诺贝尔奖的预言很可能在精神上实现。如果你有兴趣了解更多关于费米实验室未来的研究项目和这些可能的诺贝尔奖,我甚至制作了一个视频。
我想我应该告诉你们一件事在"确认极化"听起来完全是错误的。费米实验室的科学家们乘坐经济舱。Pfffftttt……胡说八道。对我们来说,这是一路的教练。如果一位旅行中的科学家想要几英寸宝贵的伸腿空间,他们必须凑足差额。他们甚至不应该那样开玩笑。那太卑鄙了。
电视上的科学很少是完全正确的,杏耀平台总代理这没关系。大多数电视节目应该是娱乐性的。但如果他们能把一些真正的科学知识融入其中,那就太好了。它能让孩子们对科学感兴趣。这应该是《生活大爆炸》的最后一季了,我很遗憾这一季要结束了。