小的时候，喜欢过两本少儿科普书， 一本名为“宇宙的秘密”， 一本叫“神秘的海底世界”。我记得曾经在夜晚一个人照着宇宙的秘密那本书的描述仰望满天繁星， 寻找哪个是北斗星， 北极星， 按照位置和形状寻找星座。 在那满世界一片灰灰蓝蓝的 70 年代， 见到一本书上描写海底那么丰富斑斓的生物， 鱼类， 贝类， 水母， 珊瑚， 才发现其实我们存在的宇宙和地球是如此奥妙， 丰富，远比我们整天接触的有限的人和地方更有趣味呢!
好多年前我问国内一位同事的孩子， 长大了你想做什么? 三年级的小男孩儿想了想认真地告诉我， 我长大要当天文学家！ 我当时正在办公室里做很多琐碎事情， 孩子的话让我心里一阵震颤，勾起自己小时候的回忆。 是不是每个这么小的孩子都曾经有过这样一个宏大美丽的梦， 要遨游和了解天空，看看我们住的这个天边和地极究竟有没有住着神仙，有没有更灿烂的风景?
等我们慢慢长大了，这些美梦却一个一个远离了。 生活好像是一些做蛋糕的模子， 把一个又一个带着童心美梦的我们造成了或多或少整齐规矩的模样。 孩子们不再是怀揣美梦的少女少男，而是那个读着标准课本， 做着寻常工作 / 家务的标准高中生， 大学生，研究生，同事，朋友，妻子 / 老公，母亲 / 父亲，女儿 / 儿子。 这些事情要做好， 已经要竭尽人的智慧精力， 哪里还来那么多的奢侈去管宇宙的事情！
可是有那么一些人， 还是会不死心，觉得自己认识的一切都还不足以满足里面那一颗追问的心。 还是会在暂时忘记繁琐世事的每一个刹那，从心里冒出一些傻气的问题：宇宙里藏着什么秘密，我究竟是谁， 我的生命从哪里来，要到哪里去，什么是幸福，有谁或者什么方法能够知道这一切?
答案不是那么容易找到的。敢于探求这些问题并为它们贡献精力的， 都是心中有激情梦想的人，不会是一般人。 但是，幸运的你可能遇到一些机遇， 通过一些人， 了解一小点儿秘密。为了这一小点儿秘密，陪上应该做常规事情的时间和精神，去探幽，还是相当值得的。
我认识一位物理学家，在欧洲核子研究中心工作的量子物理学者。上周日在洛桑高工给学生们做了一个关于大型强子对撞实验 (Large Hadron Collider) 的讲座。听说他要作这个讲座， 我们立刻决定也驱车前往该市，这也是我们很少有的讨论物理和宇宙的机会。
带着孩提时代的问题和向往，听听他们的讲座对我们成人来说该是怎样一种奢侈！我这个外行人对于高能物理的概念术语当然一窍不通，那咱就只能拿外行人的智识试图理解一番物理学家们到底要寻找什么，做什么吧。
其实，我听来听去，只是勉强明白了， 这些物理学家要做的大型强子对撞实验就是帮我们探索模拟宇宙最初的大爆炸起源时期的情况。 用高能加速器模拟外太空环境实现基本粒子接近光速的高速碰撞， 模拟宇宙形成之初的物质世界， 试图发现最初爆炸膨胀的时期， 组成物质的除了今天已知的基本粒子 6 种 Leptons and 6 种 Quarks 之外是否还有别的粒子存在。 在宇宙形成之初，物质与反物质一样多， 什么原因使得后来对称性被打破，只剩下物质。 在宇宙迅速膨胀过程中各种力量： 电磁力， 引力， 核强力， 核弱力之间的作用机制 / 定律是怎样的。 还有， 今天宇宙中的大量暗物质又是如何产生的。
最简单地说， 是他们想知道：爆炸之初发生了甚么现象和物理规律，和我们今日经过膨胀冷却后的宇宙的现象和物理规律有何不同， 将来宇宙向什么方向演变而去。
宇宙起源的大爆炸理论：
宇宙是有一定大小的， 不是无限大的。 证据是， 天上很多星星，星星和星系的分布在天空中基本是均匀的，如果宇宙无限大， 星星就该很多很亮， 但是我们看到夜晚的天空是不亮的， 据此判断， 宇宙有一定大小。
1921 年哈勃观测星体发现星体红移现象， 离我们越远的星体飞离地球的速度越快，这意味着宇宙在扩张。
如果宇宙起源于爆炸，今日应会留有余温， 这个余温就是电磁波的能量， 1964 年两位美国科学家研究测量电磁波时找到了这种“余温”。
2008 年诺贝尔物理奖获得者的成就介绍里说：“ 根据已知理论，大约１３７亿年前，宇宙在一次“大爆炸”中诞生。之后，夸克、电子等粒子和同样数量质量但电荷相反的反粒子构成了物质。粒子和反粒子一旦碰撞，将在释出光后“同归于尽”。因此，如果两者始终并存，宇宙中的物质最终将消失殆尽，但是，现在的宇宙中只有粒子“幸存”，没有发现反粒子。
科学家认为，反粒子幸存率不如粒子，是因为除电荷相反外，还存在其他微小差异，这种粒子和反粒子的性质差异被称为“对称破缺”，它的机制是亚原子物理学的一大谜团。”
对称性是被时间打破的，随着宇宙爆炸时间的延续而起了变化， 为什么随时间的过去，物质增加而反物质减少甚至没有了， 人们不知道。
还有，在宇宙中有很多暗物质的存在。 就是那些不发射任何光及电磁辐射的物质。人们目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。 现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等研究表明：我们目前所认知的部分物质大概只占宇宙的 4 ％，暗物质占了宇宙的 23% ，还有 73% 是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。暗物质的存在可以解决大爆炸理论中的不自洽性，对结构形成也非常关键。暗物质很有可能是一种（或几种）粒子物理标准模型以外的新粒子。
这些已知和未知的宇宙起源的理论教给我们什么呢?
1 宇宙是简单美丽的，有 6 种quarks 和 6 种 leptons 基本粒子组成，当初是否还有别的粒子， 要经过这次实验去发现。 粒子的作用方式是通过四种力量：引力， 电磁力，核强力， 核弱力。 宇宙的起源就是一个由简单的粒子和物理规律演变出万事万物的过程。 很像变魔术吧?
2 如果宇宙有一个开始，时间就是一个直线， 不能往回返。 生命的轮回理论和宇宙有个起始的观点似乎不相符合。
3 基本粒子如何产生的，最初创造宇宙的能量是从哪里而来，质量从哪里来, 怎样从无到有? 宇宙为什么按照一定的物理定律形成，它可能是偶然形成的吗?
4 人即使能了解更多宇宙形成的物质和机制，却永远不能知晓最初那一刻发生的事情，因为能量与时间的误差达到一个地步，使任何实验都不可能模拟那时的真实情况， 发生作用的是测不准原理。
5 人的头脑为什么人能够了解深藏物理现象背后的物理定律呢， 为什么人能够大致了解宇宙的起源呢。 为什么量子物理学者都是年纪轻轻便走在了认识物质世界的前沿?
欧洲核子研究中心是欧洲国家联合建立的一个粒子物理研究院，世界各地科学家来此共同研究。他们的科学发现一经发表，必须让公众免费使用。 这个研究中心还是互联网创意的发明者， 当初是为了使各位科学家能方便地分享个人的研究结果， 互相合作。 现在互联网本身已使人类生活发生了重大变化。
这个实验共有 38个国家的 2500 多 名科学家参与。光建造LHC就花费了 10billion Euro ，也许为了人类集体的力量有一天使我们能够触到上帝之手。 这将是一件令人振奋的事情。
有物理学家把这个大型强子对撞器称为 “创世记机器” (Genesis Machine)，把这个实验描述成是科学家们要尽可能多地发现上帝如何创造了世界的实验。
在 LHC 开始启动运行那天举行的庆典上，欧洲核子研究中心的负责人说：
“The younger generations target their ambitions on what they experience while growing up,” said President of CERN Council, Torsten Åkesson. “Science and technology need flagships that stand out and catch the eye, excite fantasy and fuel curiosity. The LHC is one such flagship.”
“The LHC is the largest and most sophisticated scientific instrument ever built. There have been many challenges along the way, which have all been overcome one after the other,” said LHC Project Leader Lyndon Evans. “We are now looking forward to the start of the experimental programme. The adventure of building the LHC will end and a new adventure of discovery will begin.”
LHC 对撞实验就是试图打开宇宙的天窗触到上帝之手。 假如上帝设计了宇宙创造了万物，人们会确信，他对每个人的生命都有一个美好的计划， 人们是不是就会安心活着，不再担心归宿了呢！
Twenty-seven kilometers of tunnel under ground
Designed with mind to send protons around
A circle that crosses through Switzerland and France
Sixty nations contribute to scientific advance
Two beams of protons swing round, through the ring they ride
‘Til in the hearts of the detectors, they’re made to collide
And all that energy packed in such a tiny bit of room
Becomes mass, particles created from the vacuum
And then…
LHCb sees where the antimatter’s gone
ALICE looks at collisions of lead ions
CMS and ATLAS are two of a kind
They’re looking for whatever new particles they can find.
The LHC accelerates the protons and the lead
And the things that it discovers will rock you in the head.
We see asteroids and planets, stars galore
We know a black hole resides at each galaxy’s core
But even all that matter cannot explain
What holds all these stars together – something else remains
This dark matter interacts only through gravity
And how do you catch a particle there’s no way to see
Take it back to the conservation of energy
And the particles appear, clear as can be
You see particles flying, in jets they spray
But you notice there ain’t nothin’, goin’ the other way
You say, “My law has just been violated – it don’t make sense!
There’s gotta be another particle to make this balance.”
And it might be dark matter, and for first
Time we catch a glimpse of what must fill most of the known ‘Verse.
Because…
LHCb sees where the antimatter’s gone
ALICE looks at collisions of lead ions
CMS and ATLAS are two of a kind
They’re looking for whatever new particles they can find.
Antimatter is sort of like matter’s evil twin
Because except for charge and handedness of spin
They’re the same for a particle and its anti-self
But you can’t store an antiparticle on any shelf
Cuz when it meets its normal twin, they both annihilate
Matter turns to energy and then it dissipates
When matter is created from energy
Which is exactly what they’ll do in the LHC
You get matter and antimatter in equal parts
And they try to take that back to when the universe starts
The Big Bang – back when the matter all exploded
But the amount of antimatter was somehow eroded
Because when we look around we see that matter abounds
But antimatter’s nowhere to be found.
That’s why…
LHCb sees where the antimatter’s gone
ALICE looks at collisions of lead ions
CMS and ATLAS are two of a kind
They’re looking for whatever new particles they can find.
The LHC accelerates the protons and the lead
And the things that it discovers will rock you in the head.
The Higgs Boson – that’s the one that everybody talks about.
And it’s the one sure thing that this machine will sort out
If the Higgs exists, they ought to see it right away
And if it doesn’t, then the scientists will finally say
“There is no Higgs! We need new physics to account for why
Things have mass. Something in our Standard Model went awry.”
But the Higgs – I still haven’t said just what it does
They suppose that particles have mass because
There is this Higgs field that extends through all space
And some particles slow down while other particles race
Straight through like the photon – it has no mass
But something heavy like the top quark, it’s draggin’ its ***
And the Higgs is a boson that carries a force
And makes particles take orders from the field that is its source.
They’ll detect it….
LHCb sees where the antimatter’s gone
ALICE looks at collisions of lead ions
CMS and ATLAS are two of a kind
They’re looking for whatever new particles they can find.
Now some of you may think that gravity is strong
Cuz when you fall off your bicycle it don’t take long
Until you hit the earth, and you say, “Dang, that hurt!”
But if you think that force is powerful, you’re wrong.
You see, gravity – it’s weaker than Weak
And the reason why is something many scientists seek
They think about dimensions – we just live in three
But maybe there are some others that are too small to see
It’s into these dimensions that gravity extends
Which makes it seem weaker, here on our end.
And these dimensions are “rolled up” – curled so tight
That they don’t affect you in your day to day life
But if you were as tiny as a graviton
You could enter these dimensions and go wandering on
And they'd find you...
When LHCb sees where the antimatter’s gone
ALICE looks at collisions of lead ions
CMS and ATLAS are two of a kind
They’re looking for whatever new particles they can find.
The LHC accelerates the protons and the lead
And the things that it discovers will rock you in the head!
他们研究physics, 也研究metaphysics.
研究哲学也好信仰也好， 在东方是个冷门儿，东方人多认为是空谈， 无用。 而西方人历来有以此为业者，他们要探究的是人生的目的， 动力， 这些都是和人的灵魂相关的东西。
我自己既愿意结交研究自然的人， 也愿结交研究信仰，哲学的人，都有意思。
信上帝，学科学，很有意思。
如果你儿子想知道更多，让他去CERN 的网站看更多英文介绍：
“Our understanding of the Universe is about to change...”
http://public.web.cern.ch/public/en/LHC/LHC-en.html
问好！
http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2008/11/212848.html