在過去的幾十年里,耶路撒冷希伯來大學的拉比諾維奇教授一直在尋找此類問題的答案。
上個月,他成為第一位當選為歐洲核子研究中心(CERN)理事會負責人的以色列教授--這一角色將他和以色列國與全世界數百名領先的物理學家聯系在一起,他們共同進行科學實驗和對這類課題的研究。
"拉比諾維奇在本周接受《耶路撒冷郵報》的采訪時說:"我在物理學領域,我們的目標是找到物質的基本構成,以及支配它的規律是什么。"這是一個好奇心驅動的領域....。我們這樣個群體總是覺得有人欠人類一些簡單而精確的解釋,可以在一張幻燈片中輸入什么是支配基本力量的規律。"
(圖片來源:Maximilien Brice/CERN)
歐洲核子研究中心(CERN)位于瑞士與法國交界處的日內瓦,是這種好奇的科學家的全球總部。
一方面,該組織處于量子理論研究的前沿--現代物理學的理論基礎,解釋了原子和亞原子層面上物質和能量的性質和行為。
拉比諾維奇解釋說,如果你想去太空,但你沒有錢來支付這樣的任務,那么你要么與肯尼迪航天中心或拜科努爾合作,拜科努爾是所有俄羅斯載人航天任務的發射基地。如果你想達到盡可能高的能量,那么這個門戶就是歐洲核子研究中心。
"他說:"歐洲核子研究中心是一個來自地球各地的人聚集在一起,研究在可能的最高能量下碰撞的結果的地方。
但該中心也有 "人文 "的一面,它是由12個成員國在第二次世界大戰后于1954年成立的,當時許多科學家都在從事于 "殺戮或設計方法來殺死對方或平民和士兵,"拉比諾維奇說。
"來自世界各地的人們無法就什么是最好的樂隊達成一致,他們無法就什么是最好的足球隊達成一致,盡管如此,他們還是成功地共同建造了一臺需要難以置信的兼容性的設備,"他繼續說,指的是歐洲核子研究中心開發的大型強子對撞機(LHC)。"在美國的密歇根州有一個,在以色列有一個,在意大利有一個,而且都能配合在一起。在其他方面他們都不能達成一致,但在這里他們可以達成一致。"
歐洲核子研究中心/大型強子對撞機隧道(來源:2005年歐洲核子研究中心,照片:Maximilien Brice通過Flickr)。
拉比諾維奇在過去10年中一直是該組織的以色列代表,直到2020年底。以色列以前在2014年才成為歐洲核子研究中心的成員國。
科學合作在拉比諾維奇的職業生涯中普遍發揮了很大作用。他是建立SESAME項目的領導者之一,該項目將來自以色列、巴勒斯坦權力機構、土耳其、塞浦路斯、埃及和約旦、伊朗和巴基斯坦的頂級科學家聚集在一起,在約旦建立一個同步輻射設施。
SESAME是中東地區實驗科學和應用同步輻射的縮寫。
"在中東,我們有足夠的碰撞,所以它不是像LHC那樣的對撞機"。"它被稱為光源,因為整個中東地區需要一些亮光來照耀它。"
他解釋說,在被安置在約旦的機器中,電子轉來轉去,它們產生的輻射就像顯微鏡或 "非常涉及X射線"。
"我們都在一起工作,建造這臺機器,"他說。"我認為,讓你的讀者知道在我們的地區有這樣一件事,人們一起工作是很重要的。"
CERN理事會由23個成員國的代表組成,以色列是其中之一。理事會的作用是確定歐洲核子研究中心應根據的政策。
該中心以前負責尋找希格斯玻色子,即與希格斯場有關的基本粒子,它賦予其他基本粒子(如電子)質量。它還負責達到約14萬億電子伏特的能量。到2012年,希格斯粒子被發現。截至目前,14萬億電子伏特中的13個已經被達到。
"希格斯粒子被發現了。現在,理事會必須恢復其作為政策制定者的角色,"拉比諾維奇說。"每個人都同意,他們希望歐洲核子研究中心仍然是做實驗、高能物理學的最佳方式,接待來自世界各地的最好的科學家,并提供最好的技術。但如何達到這個目的的路線還沒有決定。"
拉比諾維奇將希格斯粒子的發現描述為一個 "奇妙的、令人難以置信的技術壯舉"。
他說:"人們已經知道,應該有一個像希格斯粒子這樣的粒子。困難的是建造一臺能夠找到它的機器和探測器"。
他把這比作在內蓋夫找到一粒沙子,在沙塵暴期間的所有沙粒中看起來像一顆大衛之星。
希格斯粒子后來被稱為 "上帝粒子",據說是因為諾貝爾獎獲得者萊昂-萊德曼把它稱為 "這個該死的粒子",因為它是如此難以探測。
大型強子對撞機 (Credit: Flickr)
大型強子對撞機也是歐洲核子研究中心的一個最重要的項目。L代表大型,因為該機器的周長為27公里。C是指對撞機。
"當一個嬰兒想了解她的玩具如何工作時,她會怎么做?她拆開它,"拉比諾維奇說。"如果她想看到越來越小的部分,她需要用更多的能量拆開它。因此,我們感興趣的是看看物質是由什么構成的。我們需要把小塊的物質,在最高能量下相互碰撞,以制造并觀察出什么。"
H是指強子,包含夸克并經歷強核力的粒子。
2008年,一名夏威夷人對歐洲核子研究中心提起訴訟,要求停止大型強子對撞機的首次運行,因為他擔心該中心會產生一個可能吞噬地球的黑洞。但拉比諾維奇說,這從來不是計劃。
他說:"在科學上,你永遠不會說零,"但歐洲核子研究中心創造一個致命的黑洞的可能性 "比你過馬路時發生事故的概率小得多。"
在不關注歐洲核子研究中心的時候,拉比諾維奇自己的工作主要是研究重力的各種特性。
"我們,作為人類,非常幸運的是,我們生活在一個重力較弱的環境中,因為否則我們會被撕成碎片,"拉比諾維奇說。"但是在宇宙的開端或黑洞周圍等等,引力很強。當引力很強時,會發生什么?有哪些可能性?這就是我所從事的研究。"
他說他是一個 "理論物理學家",但隨著他接受這個新的挑戰,他的工作可能會對理解我們生活的世界產生真正的影響。