0:00:01.087,0:00:05.272
物理學中有件事情

0:00:05.296,0:00:09.296
自幼時就一直非常困擾我。

0:00:11.010,0:00:16.119
近百年來科學家思索著這個問題

0:00:16.119,0:00:17.280
但沒有答案。

0:00:19.108,0:00:24.298
自然界中最小的東西，[br]即量子世界的微粒子，如何與

0:00:24.319,0:00:30.870
自然界中最大的東西，即星系裡[br]以重力連結的行星和恆星相對應呢？

0:00:31.250,0:00:34.023
童年的我，為這樣的問題搜索枯腸。

0:00:34.047,0:00:36.939
我操作顯微鏡和電磁鐵，

0:00:36.963,0:00:39.158
我研讀微物質的力學

0:00:39.182,0:00:40.516
和量子力學，

0:00:40.540,0:00:45.284
讚嘆其描述和我們的觀察[br]是如此的相應。

0:00:46.220,0:00:47.803
我也觀看星星，

0:00:47.827,0:00:50.351
閱讀我們所知的重力，

0:00:50.375,0:00:56.415
想當然耳，大和小的兩個系統[br]必然有種精美而優雅的相應方式。

0:00:57.021,0:00:58.422
但可惜卻沒有。

0:00:59.673,0:01:00.833
根據書本，

0:01:00.857,0:01:04.040
我們很懂這兩個各別的系統，

0:01:04.064,0:01:06.674
但是一旦嘗試以數學模式來連結，

0:01:06.698,0:01:08.028
就完全行不通了。

0:01:08.674,0:01:09.984
百年來，

0:01:10.008,0:01:15.036
我們對於如何解決[br]這基本的物理問題一籌莫展，

0:01:15.060,0:01:16.874
沒有可以支持的證據。

0:01:18.271,0:01:19.925
對於小老弟在下──

0:01:19.949,0:01:21.759
小小、好奇、不信服的詹姆斯──

0:01:21.783,0:01:24.651
這是絕對不可接受的。

0:01:26.011,0:01:28.244
今天的我，仍是個不易信服的小孩。

0:01:28.268,0:01:32.078
時間快轉到 2015 年十二月，

0:01:33.029,0:01:35.503
我重拍額頭，

0:01:35.527,0:01:38.467
突然有個物理世界裡的靈光一閃。

0:01:39.999,0:01:43.319
始自我們在歐洲核子研究組織[br]CERN 看到有趣的數據：

0:01:43.343,0:01:45.617
它們隱射一種新的粒子，

0:01:45.641,0:01:49.857
暗示一個可能不同凡響的解答。

0:01:51.777,0:01:53.904
我仍是個不信服的小子，

0:01:53.928,0:01:56.061
現在也是個找尋粒子的人。

0:01:56.085,0:01:59.548
我是 CERN 的物理學家，[br]用「大型強子對撞機（LHC）」，

0:01:59.572,0:02:03.043
一具到目前為止所安裝過的[br]最大型的科學實驗儀器。

0:02:03.877,0:02:07.412
這是條在法國和瑞士邊界間的[br]二十七公里長的隧道，

0:02:07.436,0:02:09.286
埋在一百公尺深的地下。

0:02:09.310,0:02:10.464
隧道裡，

0:02:10.488,0:02:14.441
我們用比外太空更低溫的超導磁體

0:02:14.465,0:02:17.526
把質子加速到接近光速，

0:02:17.550,0:02:21.427
使它們每秒彼此互相撞擊數百萬次，

0:02:21.451,0:02:24.277
收集碰撞的碎片，

0:02:24.301,0:02:28.272
搜索新的、尚未被發現的基本粒子。

0:02:28.727,0:02:31.191
其設計和施工費時幾十年，

0:02:31.215,0:02:34.247
全球各地數以千計的[br]物理學家通力合作，

0:02:34.271,0:02:36.812
在 2015 年夏天，

0:02:36.836,0:02:40.260
我們不眠不休地讓[br]LHC 開始運轉，

0:02:40.284,0:02:44.751
實驗用到人類前所未有的[br]最高撞擊能量。

0:02:45.735,0:02:49.483
高能量至關重要，對粒子而言，

0:02:49.483,0:02:52.694
能量和質量轉換守恆，

0:02:52.718,0:02:55.179
質量只是個自然界擺在那兒的數字。

0:02:56.068,0:02:57.386
為要發現新的粒子，

0:02:57.410,0:02:59.532
我們必須耗費更多的能量。

0:02:59.556,0:03:02.810
因此，我們必須建造更大、[br]更耗能的對撞機；

0:03:02.834,0:03:05.399
而世界上最大的對撞機

0:03:05.423,0:03:06.889
是 LHC。

0:03:08.271,0:03:13.170
然後，我們碰撞質子[br]千萬億（10 的 24 次方）次

0:03:13.194,0:03:17.478
我們經年累月慢慢地收集資料。

0:03:18.813,0:03:23.148
或許新的粒子會以突起的形狀[br]呈現在資料的平滑線外──

0:03:23.172,0:03:25.617
稍微偏離預期值，

0:03:25.641,0:03:29.608
小小群集的數據點，[br]使得平滑的線不再那麼地平滑。

0:03:30.379,0:03:32.100
例如，這個凸起，

0:03:33.010,0:03:35.543
2012 年累月的數據採集後，

0:03:35.567,0:03:37.696
導致發現了「希格斯粒子」，

0:03:37.720,0:03:38.925
或稱「希格斯玻色子」，

0:03:38.949,0:03:42.314
和因證明它存在而獲得的諾貝爾奬。

0:03:43.972,0:03:47.530
2015 年看到的能量凸起

0:03:48.628,0:03:53.420
代表人類發現新粒子的絕佳機會，

0:03:53.445,0:03:55.557
這些長期謎題的新解答，

0:03:55.581,0:04:00.348
因它所耗的能量幾乎是[br]發現希格斯玻色子時耗能的兩倍。

0:04:00.648,0:04:04.389
我的許多同事[br]整個職涯都在追尋此刻，

0:04:04.413,0:04:06.489
坦率地說，對好奇的我而言，

0:04:06.513,0:04:09.423
這是我一輩子等待的時刻。

0:04:09.447,0:04:11.628
2015 年是跳下去做，[br]不回頭的時刻。

0:04:12.654,0:04:14.864
因此於 2015 年六月，

0:04:15.722,0:04:18.381
LHC 又運轉了。

0:04:19.040,0:04:21.917
同事和我屏息、緊張又興奮，

0:04:21.941,0:04:26.402
終於看到質子以有史以來[br]最高的能量互撞。

0:04:26.456,0:04:28.532
鼓掌，開香檳，慶祝。

0:04:28.556,0:04:32.152
這是科學的里程碑，

0:04:32.176,0:04:36.798
我們不知道會在[br]這全新的數據裡找到什麼。

0:04:39.990,0:04:42.168
數週後，我們發現了凸起的數據。

0:04:44.192,0:04:45.868
凸起雖不算大，

0:04:46.952,0:04:49.464
但已足以讓人訝異。

0:04:49.488,0:04:51.739
從 1 到 10 的訝異程度，

0:04:51.763,0:04:54.177
10 代表你已發現了新的粒子，

0:04:54.177,0:04:56.124
這是個程度大約 4 的訝異。

0:04:56.148,0:04:57.298
（笑聲）

0:04:58.432,0:05:03.643
我花了無數的時間秘密開會，

0:05:03.667,0:05:06.027
和同事辯論這個小凸起，

0:05:06.051,0:05:09.287
努力在雞蛋裡挑骨頭，

0:05:09.311,0:05:11.288
看它是否經得起最嚴厲的檢視。

0:05:11.988,0:05:15.449
即使在數月不眠不休地工作後──

0:05:15.473,0:05:17.905
不回家，而是睡在辦公室，

0:05:17.929,0:05:20.006
以糖果零嘴當晚餐，

0:05:20.030,0:05:21.600
大桶大桶地喝咖啡──

0:05:21.624,0:05:25.867
物理學家就是[br]把咖啡變成圖表的機器──

0:05:25.891,0:05:27.290
（笑聲）

0:05:27.314,0:05:29.850
這個小凸起並未消失。

0:05:30.704,0:05:32.842
幾個月後，

0:05:32.866,0:05:36.576
我們向世界展示了這個小凸起[br]和一個非常明確的信息：

0:05:37.457,0:05:40.168
這個小凸起有趣，但是不明確，

0:05:40.192,0:05:43.521
讓我們收集更多的數據[br]並持續關注它。

0:05:43.872,0:05:46.163
我們試圖非常冷靜地看待它。

0:05:47.463,0:05:49.651
儘管如此，世界隨它起舞。

0:05:50.383,0:05:52.015
新聞界喜愛它。

0:05:52.735,0:05:58.640
人們說它讓他們想起發現[br]希格斯玻色子路上的那個小凸起。

0:05:58.640,0:06:01.889
更棒的是，我的理論派同事們──

0:06:02.548,0:06:04.865
我喜歡我的理論派同事們──

0:06:04.889,0:06:08.501
我的理論派同事們寫了五百篇[br]關於這個小凸起的文章。

0:06:08.525,0:06:09.980
（笑聲）

0:06:10.574,0:06:14.540
粒子物理學的世界已然翻轉。

0:06:15.745,0:06:19.987
這個小凸起的什麼特點

0:06:20.011,0:06:24.101
使得成千上萬的物理學家[br]熱血沸騰呢？

0:06:25.596,0:06:27.032
這個小凸起獨一無二。

0:06:28.198,0:06:29.567
這個小凸起顯示

0:06:29.591,0:06:32.613
我們看到了意料之外的大量碰撞，

0:06:32.637,0:06:35.968
碰撞後只殘留兩個光子，

0:06:35.992,0:06:37.236
兩個光粒子。

0:06:37.260,0:06:38.497
這相當罕見。

0:06:39.069,0:06:41.689
粒子碰撞不像汽車碰撞。

0:06:41.713,0:06:43.232
碰撞的規則不同。

0:06:43.256,0:06:45.906
當兩個粒子以接近光速的速度互撞，

0:06:45.930,0:06:47.351
行為就由量子世界的規則所掌控。

0:06:47.375,0:06:48.635
在量子世界中，

0:06:48.659,0:06:51.852
這兩個粒子能短暫地[br]創造一個新粒子，

0:06:51.876,0:06:54.656
只瞬間存在，

0:06:54.680,0:06:57.561
頃刻後分裂成其他粒子，[br]並擊中我們的偵測器。

0:06:57.585,0:07:00.990
想像一下兩輛汽車互撞，[br]汽車在相撞的當下消失，

0:07:01.014,0:07:03.283
原地出現了一輛自行車──

0:07:03.307,0:07:04.378
（笑聲）

0:07:04.402,0:07:06.863
那輛自行車緊接著爆炸，[br]變成兩個滑板，

0:07:06.887,0:07:08.068
撞到我們的偵測器。

0:07:08.092,0:07:09.471
（笑聲）

0:07:09.495,0:07:11.448
當然不是字面上的撞上，

0:07:11.472,0:07:12.944
偵測器可是很貴的啊。

0:07:14.191,0:07:17.939
僅僅兩個光子撞擊偵測器的[br]事件非常地罕見。

0:07:17.963,0:07:21.685
由於光子具有量子的特性，

0:07:21.709,0:07:27.027
新粒子，也就是這些虛搆的自行車，[br]出現的機率相當罕見，

0:07:27.042,0:07:29.285
只產生兩個光子的新粒子非常罕見。

0:07:29.812,0:07:32.648
但是有一選項極可能發生，

0:07:32.672,0:07:35.508
和一個長期存在的未解題有關，

0:07:35.532,0:07:39.434
就是那個自幼就困擾我的重力問題。

0:07:41.676,0:07:44.618
或許你認為重力強而有力，

0:07:44.642,0:07:48.742
但是相較於自然界的其他力量，[br]它其實超弱的。

0:07:48.766,0:07:51.397
當我跳起時，能夠短暫地擺脫重力，

0:07:52.390,0:07:55.233
但我卻無法用手撿起一粒質子。

0:07:56.463,0:07:59.679
相較於自然界的其他力量，[br]重力的強度如何呢？

0:08:00.480,0:08:02.670
是 10 的負 39 次方。

0:08:02.694,0:08:05.231
小數點之後跟著 39 個零。

0:08:05.255,0:08:06.412
更糟的是，

0:08:06.436,0:08:11.543
所有其他已知的自然界力量都可被[br]所謂的「標準模型」完美地描述。

0:08:11.548,0:08:14.983
那是我們目前描述自然界[br]最小尺度的最佳模型。

0:08:15.007,0:08:16.163
坦白說，

0:08:16.187,0:08:20.364
那是人類最大的成就之一，

0:08:20.388,0:08:24.400
重力標準模型不存在是唯一的例外。

0:08:24.424,0:08:25.574
難以置信。

0:08:26.046,0:08:29.146
彷彿大部分的重力消失不見了。

0:08:30.394,0:08:32.061
我們察覺到少許重力，

0:08:32.085,0:08:33.761
但其他的部分呢？

0:08:33.785,0:08:35.067
沒有人知道。

0:08:36.003,0:08:40.406
但有個理論提供了瘋狂的解釋。

0:08:42.120,0:08:43.459
你們和我──

0:08:43.483,0:08:45.061
包括坐在後面的諸位──

0:08:45.085,0:08:47.230
我們生活在三度空間裡。

0:08:47.254,0:08:49.811
希望這並無爭議。

0:08:49.835,0:08:51.664
（笑聲）

0:08:51.688,0:08:55.126
所有已知的粒子也存在三度空間裡。

0:08:55.150,0:08:57.340
事實上，粒子只是別名，

0:08:57.364,0:09:00.373
是三度空間裡的激發；

0:09:00.397,0:09:02.317
空間中的局部擺動。

0:09:03.288,0:09:06.621
更重要的是，我們用來描述[br]所有這些玩意的數學

0:09:06.621,0:09:09.914
全都假設只有三度空間。

0:09:09.938,0:09:13.319
但數學就是數學，[br]我們可以隨意擺弄數學。

0:09:13.343,0:09:17.099
長久以來，人們一直悠遊於[br]更多維度的數學中，

0:09:17.099,0:09:20.297
但僅僅是個抽象的數學概念而已。

0:09:20.321,0:09:23.493
我的意思是，看看你們的周圍──[br]坐在後面的諸位，請環顧四周──

0:09:23.517,0:09:25.798
顯然只有三度空間。

0:09:26.954,0:09:28.513
但，倘若事實並非如此呢？

0:09:30.109,0:09:32.868
如果消失的重力

0:09:32.868,0:09:38.344
流入了我們看不見的第四度空間呢？

0:09:39.355,0:09:42.449
如果重力和其他的力量同樣有力，

0:09:42.473,0:09:45.614
前提是增加維度來看待它;

0:09:45.638,0:09:48.538
如果你我目前體驗到的重力[br]只是一小部分，

0:09:48.562,0:09:50.459
所以才會看起來這麼弱呢？

0:09:52.158,0:09:53.333
假如這是真的，

0:09:53.357,0:09:57.815
我們就必須擴大粒子的標準模型，[br]包括其他的粒子，

0:09:57.815,0:10:00.215
「超維度的重力子」，

0:10:00.239,0:10:03.234
存在另一度空間的重力子。

0:10:03.258,0:10:04.723
我注意到你們的臉上的表情。

0:10:04.747,0:10:05.920
你們該問我：

0:10:05.920,0:10:10.234
「要怎樣去測試[br]這瘋狂而科幻的想法呢？

0:10:10.258,0:10:12.749
我們到底身處在三度空間裡啊！」

0:10:12.773,0:10:14.055
老法子，

0:10:14.079,0:10:16.218
使兩個光子互撞──

0:10:16.242,0:10:17.394
（笑聲）

0:10:17.418,0:10:22.692
碰撞反射到或許存在的[br]多度空間已經夠難了，

0:10:22.721,0:10:25.320
遑論頃刻間造出超維度的重力子，

0:10:25.344,0:10:29.724
並且撞擊到三度空間的 LHC，

0:10:29.748,0:10:31.570
又再分裂為兩個光子，

0:10:32.278,0:10:33.616
兩個光粒子。

0:10:35.417,0:10:38.327
這假設的超維度重力子，

0:10:38.351,0:10:42.058
唯一可能假設的新粒子，

0:10:42.082,0:10:44.217
具有特別的量子空間特性，

0:10:44.241,0:10:48.477
能產生我們這個小小的二光子凸起。

0:10:50.000,0:10:55.454
因此，解釋重力的奧秘，

0:10:55.454,0:10:59.342
和發現另一度空間的可能性──

0:10:59.366,0:11:00.958
現在或許你們稍稍明白了

0:11:00.982,0:11:03.510
為何成千上萬的怪胎物理學家

0:11:03.510,0:11:07.012
會因小小的兩光子凸起而集體激動。

0:11:07.036,0:11:09.936
這樣的發現將會改寫教科書。

0:11:10.739,0:11:11.891
但請記住，

0:11:11.915,0:11:15.584
我們這些當時真正做實驗的人[br]傳達的訊息非常的清楚：

0:11:15.584,0:11:18.278
我們需要更多的數據。

0:11:18.302,0:11:19.821
有了更多的數據，

0:11:19.845,0:11:23.869
這小小的凸起可能會成為[br]漂亮、清新的諾貝爾獎──

0:11:23.893,0:11:25.653
（笑聲）

0:11:25.677,0:11:28.641
或者增加的數據[br]會填滿凸起周邊的空間，

0:11:28.665,0:11:30.531
使它成為平滑、順暢的線條。

0:11:31.515,0:11:32.733
因此我們收取更多的數據，

0:11:32.757,0:11:35.334
又經過幾個月，增加了五倍的數據，

0:11:35.358,0:11:37.048
我們的小凸起

0:11:37.072,0:11:39.420
成為平滑的線條。

0:11:43.217,0:11:46.701
新聞報導了「大失望」、[br]「消逝的希望」，

0:11:46.725,0:11:49.235
以及粒子物理學家們很「悲傷」。

0:11:49.259,0:11:51.070
根據報導的語氣，

0:11:51.094,0:11:54.582
你們會認為我們已經決定[br]關掉 LHC，打道回府了。

0:11:54.606,0:11:55.756
（笑聲）

0:11:56.628,0:11:58.231
但我們沒那樣做。

0:12:01.057,0:12:03.071
為什麼不呢？

0:12:04.475,0:12:07.320
如果我沒發現新粒子──[br]而我的確沒發現──

0:12:08.209,0:12:11.238
如果我沒發現新粒子，[br]怎麼還在這裡對你們演講？

0:12:11.262,0:12:13.699
我怎麼沒羞恥地低著頭，

0:12:13.723,0:12:14.947
躲回家裡去呢？

0:12:19.169,0:12:22.520
粒子物理學家是探索者。

0:12:23.421,0:12:26.373
我們繪製很多的圖。

0:12:27.468,0:12:29.584
暫時先不管 LHC，讓我這樣來描述：

0:12:29.584,0:12:32.000
想像你是個太空探險家，

0:12:32.000,0:12:35.075
飛到一個遙遠的行星去搜索外星人。

0:12:35.099,0:12:36.621
你的第一個任務是什麼？

0:12:37.931,0:12:39.971
是立刻環繞行星、掃視地面，

0:12:39.971,0:12:40.971
快速地巡視四周，

0:12:40.971,0:12:42.941
看有沒有大的、顯著的生命跡象，

0:12:42.941,0:12:44.760
並回報基地。

0:12:44.784,0:12:46.408
這正是我們眼前的階段。

0:12:47.269,0:12:48.756
我們先快巡 LHC，

0:12:48.780,0:12:51.064
看有沒有大的、顯著的粒子，

0:12:51.088,0:12:53.038
我們回報沒有。

0:12:53.631,0:12:56.304
如同我們看到遠處[br]有個像是外星人的怪異凸起，

0:12:56.328,0:12:58.498
一旦近看，發現只是個石頭。

0:12:58.816,0:13:01.456
接下來呢？我們放棄、飛離嗎？

0:13:01.480,0:13:02.767
絕不；

0:13:02.791,0:13:05.096
若那樣做，我們就是差勁的科學家。

0:13:05.120,0:13:08.733
不，我們用接下來的幾十年去探索，

0:13:08.757,0:13:10.237
繪製地圖，

0:13:10.261,0:13:12.626
用精密儀器仔細地篩過沙土，

0:13:12.650,0:13:14.108
翻遍每塊石頭，

0:13:14.132,0:13:15.686
往地表下鑽。

0:13:16.106,0:13:20.869
新粒子可能以[br]大而顯著的型態立即顯現，

0:13:20.880,0:13:24.821
或在收集許多數據後才會顯露出來。

0:13:26.103,0:13:30.513
人類才剛開始以如此高的能量[br]在 LHC 上探索，

0:13:30.537,0:13:32.328
我們要找的可多著呢。

0:13:32.352,0:13:38.177
如果十或二十年後，[br]我們仍然沒發現新的粒子呢？

0:13:39.053,0:13:40.748
我們就建造更大的機器。

0:13:40.772,0:13:42.346
（笑聲）

0:13:42.370,0:13:44.060
我們用更高的能量去尋找。

0:13:44.476,0:13:46.046
我們用更高的能量尋找。

0:13:46.946,0:13:49.999
我們已在規畫一百公里長的隧道，

0:13:50.612,0:13:53.588
它的撞擊力道是 LHC 的十倍。

0:13:53.612,0:13:55.949
大自然在何處擺放新粒子[br]不歸我們作主。

0:13:56.366,0:13:58.012
我們只能決定繼續探索。

0:13:58.036,0:14:00.594
倘若用了一百公里的加速隧道，

0:14:00.618,0:14:02.478
五百公里的隧道，

0:14:02.502,0:14:04.157
或是一萬公里長，

0:14:04.157,0:14:06.945
漂浮在地球和月亮間[br]太空中的隧道，

0:14:06.969,0:14:10.031
仍然找不到新粒子呢？

0:14:11.597,0:14:14.291
也許我們粒子物理的理論是錯的。

0:14:14.315,0:14:16.106
（笑聲）

0:14:16.130,0:14:18.087
也許我們需要重新思考。

0:14:19.127,0:14:23.933
也許我們需要比現有[br]更多的資源、技術和專業知識。

0:14:24.610,0:14:27.645
我們已經將人工智能和機器學習技術

0:14:27.645,0:14:29.128
用在部分的 LHC 中，

0:14:29.152,0:14:33.238
想像把這種複雜的演算法[br]設計在粒子物理實驗裡，

0:14:33.275,0:14:36.443
教會它自己去發現超維重力子。

0:14:36.467,0:14:37.624
如果，

0:14:37.648,0:14:39.093
如果最終的問題：

0:14:39.117,0:14:41.854
如果連人工智慧也不能[br]幫助我們回答問題呢？

0:14:41.854,0:14:44.725
如果這些數百年無解的問題，

0:14:44.749,0:14:47.418
注定在可預見的未來仍然無解呢？

0:14:47.442,0:14:50.371
如果那自幼就困擾我的問題

0:14:50.395,0:14:52.918
注定在我的有生之年無解呢？

0:14:54.395,0:14:55.551
那……

0:14:56.282,0:14:58.376
就會更加地迷人了。

0:15:00.144,0:15:03.369
我們將被迫以全新的方式思考。

0:15:04.361,0:15:06.419
我們必須回到原先的假設，

0:15:06.443,0:15:08.782
確定是否某個環節有著缺陷。

0:15:09.401,0:15:12.796
我們需要鼓勵更多人[br]加入我們學習科學，

0:15:12.820,0:15:15.882
因為我們需要清新的眼睛[br]研究這些百年的老問題。

0:15:15.906,0:15:19.040
我仍在尋找，沒有答案。

0:15:19.064,0:15:21.393
但某人──也許正在就學，

0:15:21.417,0:15:23.101
也許尚未出生──

0:15:23.783,0:15:26.916
最終能引導我們[br]以全新的方式去看待物理學，

0:15:26.940,0:15:31.208
指出來，我們可能只是問錯了問題。

0:15:32.112,0:15:34.522
這不會終結物理學，

0:15:34.546,0:15:35.952
而會是個嶄新的開始。

0:15:37.204,0:15:38.354
謝謝。

0:15:38.378,0:15:40.919
（鼓掌）