【專題】

紙上談科學-認識宇宙的奧秘

text & photo / 編輯室


香港科學館剛舉辦了一個有關上帝粒子實驗的展覽,詳盡介紹這個撼動科學界的發現。館長陳淑文講解這實驗對人們認識宇宙奧秘的重要性,並介紹一些有趣的書籍,讓大家更接近科學。

 

對於普羅大眾來說,「上帝粒子」太玄太神秘。究竟它是甚麼?如何影響我們的生活?很多人或許都不太理解。陳淑文說,這要由粒子物理學的原理講起。

香港科學館館長陳淑文( 右圖)說, 發現「上帝粒子」,令人類認識宇宙的形成邁進一大步。

 

「粒子是物質最基本的單位。舉例說,原子包含不同的粒子,例如中子、質子和電子等。而物理學的標準模型(Standard Model),就解構了不同粒子的結構和屬性,以及它們的交互作用,其中科學家早已證明電磁力、強和弱作用力的存在,但就算這些力量加上地心吸力,都不足以解釋整個宇宙的形成。自六十年代起,科學界便假定另一種量子力『希格斯場』的存在,但卻遲遲未找到當中的關鍵─即聚合粒子的媒界『玻色子』,也就是『上帝粒子』。」陳淑文解釋。

 

發現「上帝粒子」

為了找到「上帝粒子」,數十年來科學家都費煞思量。其中歐洲核子研究組織(CERN)在瑞士和法國邊境建造了大型強子對撞機(LHC),在一條總長27 公里、由超導磁鐵組成的環形管道內,讓兩顆氫質子以接近光速對撞。它們會在碰撞中摧毀,但當中產生的巨大能量會令新的粒子誕生。科學家不斷記錄實驗數據並加以分析,直至2012 年,終於發現玻色子,引證了希格斯場的確存在。

 

陳淑文說,發現「上帝粒子」,除了令我們對於了解宇宙最原始的狀態和其形成的過程,向前邁進一大步外,亦有利於其他科學範疇的應用。「現代醫學使用的正電子及電腦掃描,以及殺死癌細胞的伽碼射線,都牽涉將粒子加速和聚焦的技術。所以發現『上帝粒子』,是我們研究如何應用它的第一步。」

 


(左)陳淑文說,CERN 的科學家習慣以白板記事和溝通,所以展覽都以告示板狀的展板,簡介粒子物理學的原理。
(右)一瓶高約一米的氫氣,足夠進行半年的粒子對撞實驗。

 

聽陳淑文把粒子物理學的原理講得頭頭是道,但原來她的本科並非物理學,而是生物學。為了籌備「世紀實驗:探索神秘的粒子世界」展覽,她要閱讀不少書本和資料,再請教物理學專家,經過一輪消化,才能把這些艱深的理論與香港的市民分享。

 

市民才是推廣科普的對象

因此,這位推廣科學的旗手深深明白,要推廣科普,先要認清對象。

 

「我們不是向科學家推廣科普,而是不諳科學的一般市民,所以我們要用最簡明但精確的語言,向大眾介紹科學知識。」

 

她舉例說,有物理學基本知識的讀者,不難理解著名物理學家霍金在《時間簡史》提及的時間和黑洞概念,但一般人卻很難掌握,所以近年也不乏簡明版本,令這艱深的理論更容易「入屋」。

 

不過對於一般人來說,霍金的生平可能比他的理論更有趣。有見及此,陳淑文推介《我們為何在此?》一書,作為認識霍金及其理論的入門書。「霍金在2006 年曾到訪香港,在科技大學演講。本書除了收錄他的講辭,也有其他科學家對霍金理論的評論文章,以及他女兒的訪問。這些文章不但讓讀者更了解他的研究理論,也更認識他幽默和人性化的一面,令我們明白科學家離我們並不遠。」她說。

 

陳淑文說,香港科學館自1991 年開幕以來,致力向市民推廣科學,除了有常設展覽和特備的活動外,更會不定期出版書刊,向公眾介紹科學資訊。「例如我們年前特別為『巨龍傳奇』展覽製作兒童圖書《漫遊恐龍世界》,所有圖文內容都由我們的同事創作。每個章節都有簡單有趣的六格漫畫,引起小朋友的興趣,再輔以文字解說,讓他們輕鬆地了解不同恐龍的特徵和習性。雖然同事花上不少時間去做這樣的一本書,但公眾的反應很不錯。」她補充說,當遇到合適的題材,館方就會製作書刊,讓公眾參觀完展覽之後,都可以帶一本相關的書籍回家細讀,繼續學習。

 

我們為何在此?
作者 / 霍金等
出版 / 香港科技大學、商務印書館

漫遊恐龍世界
出版 / 香港科學館

 



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