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都瑟设计的戒指
在塞满各种科学语言和惊人想法的欧洲原子核能研究中心（CERN）餐厅，记者见到了留着山羊胡的奥地利实验物理学家都瑟（Michael Doser）。和在CERN的其他科学家一样，白天他在布满白板和实验设备的实验室里工作，晚上则会参加日内瓦市的各种演出派对等娱乐活动。他说，自己也是一“文青”。
然而，文艺不光只是他的爱好，他甚至自搞副业将加速器的概念做进了指环。他爱好画画，尝试用绘画的形式向人们介绍高深的物理概念。而他本人，也在自己的领域中是元老级的人物。尽管没有参与到轰轰烈烈的LHC实验中，但他的反物质研究史长达30年之久，也参与了反氢原子实验。现在，这位做了无数实验的物理学家正在主持一个难度极高的实验，来回答一个简单的问题：苹果会落地，“反苹果”也会同样吗？
人物名片
迈克尔·都瑟（Michael Doser） CERN高能粒子实验物理学家，从1983年开始至今一直研究与反物质相关的课题。目前正在进行反氢原子重力测试的实验。
“反物质”当不了武器
2002年，CERN的一个实验结果登上了各大报纸的标题，当时的实验小组第一次捕捉到了“反氢原子”。都瑟参与了这个实验，这恐怕是他科研生涯中最激动的时刻了。
都瑟先后在苏黎世理工大学、苏黎世大学就读。在过去整整30年间，他一直在和反物质打交道。“反物质像是红线，把我所有的研究都穿起来了。”最初他的研究只是将反物质作为一种工具，比如研究强力时，需要用反物质和物质湮灭，测试新的粒子……直到他进入CERN后，才慢慢开始对反物质本身产生了兴趣。
“反物质和物质就像是一片橡皮泥的两边，你这面压一下出来了一个坑，那面就冒出来一个包，两面形状、能量是完全一样的。你把橡皮泥转动180度，坑变成了包，包变成了坑。”但坑和包的方向是不一致的。人们熟悉爱因斯坦的质能转换公式，但在反物质学家的眼中，这个公式则需要考虑更多的东西：能量也是有正负的。1927年，物理学家狄拉克第一次发现了反物质，带正能量的正电子（普通的电子携带负电荷）。
科学家推测，宇宙初创时，物质和反物质是一半对一半的，反物质和物质一旦碰撞，就会碰撞，释放出巨大的能量，这个过程叫做“湮灭”。不过，湮灭大战为什么是物质获胜，而非反物质呢？“物质和反物质肯定不光只有方向不同这么简单，肯定还有其他不同的地方。”都瑟说。
因为湮灭的效果，有很多人认为反物质将被用于制造大规模杀伤性武器，《天使与魔鬼》这样的电影也让公众感到不安。都瑟则直接拿出了一些数据：“如果要造出电影中所说的1克反物质，需要CERN运行100亿年。这大约相当于宇宙的年龄。即使制造出来，1克反物质也只有原子弹威力的百分之一大。”
现实中，反物质已经普遍在医疗器械上使用了，现在CERN也有人在研究利用反物质攻击癌细胞，如果能设法降低价格，它不失为切除癌细胞的利器。但我们完全没有必要担心它的“武器化”。都瑟记得15年前的一个反物质学术会议，全场都是穿着松松垮垮的物理学家，但有一个人一看就不像科学家，西装革履，肩膀宽大。一询问才知道，他来自军方，希望了解反物质方面的最新进展。“那是我最后一次见到军方的人。”都瑟笑道。
2013年，等着瞧
近些年，反物质研究成为了物理基础学科的热门。参与过多次制造反物质的实验之后，都瑟决定主持一个名叫AEGIS的项目。这个项目试图回答这样一个问题：苹果会落地，反苹果呢？
对于测试反物质的重力，都瑟的计划是这样的：在一个强大的电磁盆里用正电子和反质子碰撞，形成一个大的反氢原子。这个反原子是很冷的，只能存在于非常接近绝对零度的环境下。它的运动也极其缓慢。实验者人为给其施加一个力。“踢一脚”，这个行动迟缓的反氢原子可能会如同慢镜头中的炮弹一样，缓缓落下。通过测量落地的时间和速度，再代入经典的牛顿公式，就可以计算出其所受的重力了。
实验原理是十分简单的，但还是有四项困难摆在研究者面前：他们需要更先进的纳米技术和激光技术，要将温度降到尽可能低，还得解决真空高磁场给质子和反质子带来的影响，测量也是一个难题。
“很多同行都认为我们会悲惨地失败。”都瑟笑着说，现在理论物理学家都不怎么理他们，因为这个实验的结果对很多人来说是可想而知的———反原子的重力和原子的重力是一样的，而其他的实验物理学家也认为这个实验的技术难度过高太难实现。“我们等着看2013年吧，到时候万一成功了，那将是我职业生涯中第二次最兴奋的时候。那个时候理论学家们可会争着来找我们了。”
这个实验相对来说比较简单，只需四五年就可以完成。这也是都瑟和同事们选择它的原因之一，假设结果和预想的一模一样，那就又一次证实了标准模型。“我们可以说，好，我们测试过重力了，不用再管这个了；一旦出现了不同的结果，那就更有意思了，将会引出很多物理界新的思考。”如果反物质和物质的重力是不一样的，那意味着爱因斯坦的理论将受到挑战，意味着人们完全不理解引力。“物理学中最有意思的就是，人们一直还在说：我不理解这个。”都瑟说。
都瑟说，在物理学界，理论物理学家和实验物理学家更像是在进行一场长期的友谊对抗赛。“我们的名声不是靠证实得来的，而是靠证伪得来的。”理论物理学界很难推出得到公认的理论，像标准理论这样被不断地证实的，算是相当不错的了。即使如此，所有实验物理学家都想挑战它。
“当然，反过来也一样，做实验的发现了什么新东西，抓着脑袋不知道该怎么解释，这个时候，理论学家们过来了：啊，我有个想法，肯定是这样的！然后就开始解释一些实验物理学家理解不了的东西。”都瑟笑道。
没有想象力，不是好物理学家
都瑟带着一枚自己设计的戒指，夹在两层环中间的隐蔽的三枚灰色的石头，竟是钻石。都瑟说，有段时间他曾经在做些管理工作，无聊之极便开始进行首饰设计。自己想设计给男人用的钻戒，但又不想太过高调。他从LHC受到启发，制造了这个看起来像是加速器的钻戒。
都瑟的艺术感不光只花在这些副业上，也不仅仅与他的艺术家太太有关，更多时候，他将艺术的本能用在物理研究上。CERN里的科学家大多都擅长于做科学解释，而都瑟则是尤其擅长做科普的一位，他曾受邀成为了TED日内瓦的演讲嘉宾。他演讲时，不借助ppt，也不借助道具，唯一的道具就是白板，通过在白板上画出各种抽象的符号和图形来解释科学概念。“我可以看到人们的表情，我可以看到他们眼中的光芒，那是对宇宙起源的好奇。”
“我自己的办公室也有一块白板，简直是‘世界奇观’，各种符号抽象画混乱地叠加在一起。”他和同事们要讨论问题的时候，擦掉一个小角，画上一些概念，第二天再擦掉一个小角再画，有的时候，白板如同年轮一样叠加了二十多层的抽象内容。
都瑟认为科学家和艺术家有共通之处，科学家会先制造出一个模糊的概念，然后通过图形、画面帮助自己丰富这个概念，然后再开始进行计算。他举出了化学家凯库勒的例子，凯库勒梦到了蛇咬住自己尾巴形成一个环的样子，醒来后他受此启发，画出了苯的环状结构。“我同样也可以想象爱因斯坦坐在椅子上，想象着自己如果是做光速运动是怎样的情况。”
在他的头脑中，也常在做着这些视觉化的艺术创作，比如一团云状的粒子，他就能想到好像拿着一盘玻璃球，转啊转。当然这些画面是不会被写进论文。在他看来，这些本能的东西对于科学家，无论是做理论的还是做应用的，都是至关重要的，“我相信没有想象力，至少在他自己的领域中没有想象力的物理学家，就不是好的物理学家。”
采写/本报记者 金煜
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