【基础科研】丁肇中与高能物理界的牛屎文化

两个礼拜前（2014年九月18日），丁肇中所领导的阿尔法磁谱仪（AMS-02，Alpha Magnetic Spectrometer）计划发表了最新的数据。一时之间，中美的主流媒体纷纷报导了这个新消息，无一例外地转印了丁肇中自己所宣传的AMS-02“即将发现暗物质”的大突破，例如昨天这篇中时的文章：http://www.chinatimes.com/newspapers/20140930000497-260109。

AMS-02是什么寳贝呢？它是专门测量宇宙线中高能电子和其反粒子（即“正子”，Positron）的运动方向与速度的一个仪器；因为高能电子和正子不能穿透大气层，AMS-02必须装在国际太空站（International Space Station）上。它与以往的类似仪器相比，在精确度和敏感度上都强了几十倍甚至上百倍，在工程上可以称之为Tour de Force而无愧，其研究的结果当然也是创人类之先例，对物理的进步有很大的意义。

为了将阿尔法磁谱仪装在国际太空站上，美国国会通过了特别法案，要求原本已将退役的太空梭在2011年多跑了最后一趟。不过阿尔法磁谱仪的确比国际太空站上所有的其他科学实験加起来还重要多了。

一个好的实験物理的主管，必须满足两个任务：第一个是能向政府要到资金和资源，第二个是能管理成千上百的物理博士和工程师，逼他们拼命工作，而且还要确定一点差错都没有。丁肇中可以说是这个世代里实験物理主管中的超级大师：当太空梭因为安全性问题被勒令提早退役后，他竟能让美国国会通过特别法案，为了他的实験而专门多做最后一次发射。这难度之高，几乎已经超出人力之所能。而在管理的严格上，丁肇中也是声名远播；他在美国和欧洲的工作组，即使在圣诞夜也不休假。在欧美住过的人，都知道这是如何地不可思议。

AMS-02的实験结果，横轴是正子的能量，纵轴是正子流的强度。红色的是去年发表的，蓝色的是今年的数据，绿线是所谓的Katz上限。物理学家对AMS-02的兴趣在于其结果服从Katz上限，而Katz理论和暗物质一点关系也没有。

总结来说，AMS-02是一个很困难、很重要也很成功的实験，唯一的问题在于它和暗物质没什么关系。这是因为它测量的是电子流和正子流；虽然暗物质有大于或等于零的可能会碰撞而產生电子和正子，宇宙中的几兆兆兆兆兆兆个天体个个都会產生电子和正子，而天文物理学家基本上是不知道哪一种天体会產生多少电子和正子的。这就好比丁教授到一座荒山上随机捡了几个石头，然后就宣布他将发现新品种的恐龙。对真正的物理学来说，AMS-02的重要性在于丁教授是世界上登上这座山的第一人，这些石头是人类第一次从这座山上拿到的。当然这些石头是化石的可能性不完全是零，可是拿这个极为微小的可能性来大作文章，是非常不诚实的；用英文来说，就是Bullshit（牛屎），亦即以谎话哄骗自己或别人。

我在三十几年前选择念物理的时候，天真地以为科学的真谛在于追求宇宙法则的真相，所以物理学家应该有一分证据说一分话。很不幸地，我所进的高能物理在1984年经歷了本质上的蜕变，也就是当时全世界最聪明的理论物理学家Edward Witten决定全心投入超弦（Super-String）。本来在错误的方向尝试几步，是科学发展中的常事，但是Witten其实喜欢的是数学，而超弦可以让他玩很多新数学把戏，所以虽然超弦必须作很多很牵强很不实际的假设，Witten还是一做就入迷了；而刚好1970年代完成的“标准模型”（“Standard Model”）的适用范围之广大远超任何人的想像，从那时起到今天四十多年，仍然没有任何一项实験结果能超出标准模型的计算范围，也就没有任何实験结果能告诉我们如何解决标准模型里的一些很明显的问题。可是学术界的人是必须“出版或死亡”（Publish Or Perish）的。既然没有实験结果的引导，那就只能跟着大师来猜，而Witten就是人人佩服的天才大师。最后整个高能物理界，一个一个跟着Witten进了超弦这个死亡迷宫，像我这様觉得超弦和实际的宇宙没有关系而不愿进去的，就只能离开物理界。

大约15年前，高能物理界已经基本超弦化。可是超弦不但编出的故事和现实无关，它每隔四五年还自打一次嘴巴，编出完全自相矛盾的新故事。到最后，超弦被证明了完全没有作任何预测的能力，也就是说，无论你做什么实験，得到什么结果，超弦都不在乎。可是科学的定义，就在于可以用实験来证偽（光有证实的可能性是没有意义的；例如上帝随时可能现身开记者会，从而证实他的存在，但是上帝的不出现却不被信徒接受是他不存在的证据，所以基督教不是科学）那个理论。我们这些脑筋转不过来的旧派物理人，因此认为超弦不是科学；可是学超弦的新物理派，则倡议重新定义何为科学。这时有一个我在哈佛物理的前期学长，叫Peter Woit，也被排挤出高能物理界；但他比我还顽固多了，不肯离开学术界，只好到哥伦比亜大学（Columbia University）做数学讲师。他决心靠一己之力来揭穿超弦的大骗局。于是他创办了一个部落格，叫做Not Even Wrong（意即不知所云，连对错都说不上；这对超弦来说，非常贴切，因为科学里面所谓的对错，就是是否与实験符合。这个部落格对我现在写自己的部落格有很大的启发）。刚开始的时候，靠着不知所云的超弦论文当上教授的人，对他轮番攻撃，但是他心平气和地跟他们讲理，后来超弦那方的人只能以人身攻撃，讥笑他连助理教授都做不上。不过真理在有头脑的人之间，是越辩越明的。到最近几年，超弦已经被科学界公认是骗人的把戏，整个高能物理界开始传为学术圈的笑柄（Butt of Jokes)，Woit可居首功。可是教授是终身制的，过去30年能当上高能物理教授的絶大多数是做超弦的，他们讲理讲不过Woit，就靠开记者会、写介绍性书籍和上公共电视来对不明究里的普罗大眾宣传超弦的谬论。这对整个物理界的风气有很不好的影响，以致后来连实験物理学家也开始乱开记者会，胡吹牛皮。

丁肇中教授在忽悠美国国会的时候，扯上暗物质这个热门题材或许无可厚非；现在已经无关成败，还在欺骗大眾就不应该了。一般的记者当然不知其所以然；我既有了这个部落格，又知道事实真相，就有责任出来说实话，只希望台湾大眾对明辨是非真假，还是在乎的。