歐洲核子研究中心：這裡有詩意的機器
義大利導演瓦雷裡奧·加隆果(Valerio Jalongo)還記得自己在大學哲學系時，曾讀過古希臘哲學家赫拉克利特的一句話，「自然喜歡隱藏」。這句話是什麼意思？就是說，支配我們所見的一切的法則是我們肉眼看不見的？還是說，每件清楚呈現在眼前的事情，同時也在躲藏我們？這個問題跟隨了他20年，直到他因為偶然的機會去歐洲核子研究中心(CERN)參觀才慢慢有了答案。
歐洲核子研究中心的基地位於日內瓦旁邊的梅漢(Meyrin)， 外表如同日內瓦城郊隨處可見的工業區，並不起眼。玄機藏在瑞士和法國交界的侏羅山地下100米深的隧道內，那是歐洲核子研究中心的心臟地帶——放置大型強子對撞機(LHC)的地方。長達27千米的環形設備上布滿了管道、集成電路和晶片，散發著金屬的光芒。
加隆果隨朋友來到這個地方，仰望眼前這高達25米的機器，心裡一陣莫名的感動。那時，他還不知道這座人類歷史上最大的機器有什麼用途。這次探訪後他對CERN與它正探索的宇宙奧秘產生了好奇。
60年前，十二個國家籤訂條約建立歐洲核子研究中心，確立了三項原則：建立一個研究粒子物理的實驗室；為此開展國際合作；實驗一切成果向全人類公開。CERN的成立不是為了個人利益，也不是為了錢，而是為了實現人類探究宇宙起源的共同理想。2012年夏天，經過將近三十年的持續努力，CERN發現了「上帝粒子」希格斯粒子，這是實驗粒子物理近三十年最大發現。此後，物理學家朝著他們心中又一美麗的理論巔峰——超對稱性(Super Symmetry)攀登。「出色、美麗、獨特」，密西根大學安阿伯分校的理論物理學家戈登·凱恩(Gordon Kane) 這樣形容他研究了三十年的理論。
一個在CERN工作、名叫米開朗基羅的物理學家告訴加隆果，自己曾被要求參加一個關於畫家達利的研討會，與會者既有科學家，也有藝術家、藝術評論家。讓米開朗基羅感到奇怪的是，會上除了自己，大家談到達利時，沒有一個人說到「美」這個詞。
這個故事讓加隆果思考，在當代藝術幾乎不再輕易談論「美」時，恰恰是大眾觀念中與藝術絕緣的科學家重提「美」，其中的某種悖論引發他的興趣。隨著不斷學習現代物理知識，加隆果從物理法則中重新發現「美」，以及「對稱性」(symmetry)，「優雅」(elegance)，「簡約」(simplicity)這些詞的重要性，於是，他決定拍一部能讓大家都能感受到科學的美的影片，傳達他在CERN感受到的東西。
地球上最大的機器
開拍前一年，加隆果做的最重要的準備，是把自己沉浸到一堆物理、哲學書中。為了能在片中裡提出適當的問題，他必須首先了解自己提問的對象。通過朋友的關係，他弄到一張可以往復進入CERN的許可證，每次去待一會兒，「勘探」實驗室的結構布局，了解機器各個部分的功能用途，和各種科學家聊天、訪談，為劇本寫作收集素材。
加隆果估算了一下，在CERN拍攝成本很高。他要拍攝的大型強子對撞機(LHC)是地球上最大的機器，深埋在地下一百米的地方，將龐大的拍攝設備運送到地底不是件容易事。為了進入拍攝現場，組員需要通過一個類似於好萊塢電影中的銀行保險庫門，通過掃描虹膜辨別身份的大門。僅僅是採集組員的虹膜就所費不少。為使對撞機常年保持零下272度的全球最低溫度，機器四周被巨大的氦氣罐包圍，因此所有拍攝人員都需要預先學習自救課程，以防萬一故障發生，能使用特殊的呼吸方式從逃生通道撤離。最花時間成本的是，他們將只能在夜間拍攝，因為白天是科學家的工作時間，而這會拉長整個拍攝周期。
為爭取到更多資金，加隆果必須寫出打動人心的好劇本。他花了幾個月完成初稿，之後攜帶劇本拜訪瑞士大使館文化處，因為劇本涉及很多專業知識，他必須當面給文化處的官員解釋，使人相信劇本能夠順利拍成電影。最終，他從瑞士和義大利找到70萬歐元的資助。對紀錄片來說，這是一筆大錢。
同時需要說服的還有CERN。加隆果原以為，自己跑了CERN那麼多次，CERN理應同意拍攝。但劇本遞到CERN新聞辦公室卻遇到阻力，CERN的官員擔心，劇本呈現的物理科學不夠「硬核」，尤其劇本中引用了《物理學之道》(The Tao of Physics) 這本將東方神秘主義與量子物理學原理相聯繫的書，會有損CERN嚴肅的科學形象。最終加隆果做出妥協，刪掉書名，而CERN的二號人物，科研部負責人塞爾吉奧·貝託魯奇(Sergio Bertolucci)也站出來為他背書，他才獲得拍攝許可。
拍攝中的挑戰之一是如何把機器拍得好看。加隆果發現，科學家對待機器像對待自己的孩子，他們非常在意自己的機器被拍得美不美，還會站到攝影機後一起討論。影片伊始那個正對機器旋轉拉近的鏡頭十分震撼，它花了加隆果一個晚上的時間。通常先需要幾個小時鋪好軌道，搭建好設備，再持續拍攝到早晨結束。
建一個大型強子對撞機的設想在1983年被首次提出，起初沒有人認為能生產出1300塊磁鐵——每塊長15米，有8.5特斯拉的磁場，且能在零下272度運作。將近七年後它才落實成型。這是一個詩意的機器，因為它無用。LHC不生產任何東西，它只找尋答案。在環形軌道旁分布著四個重達13500噸，有一億個信道，每秒可拍攝4000萬張圖片的探測器，它們被用於追蹤LHC內部正在發生的神秘事件——質子加速對撞後產生的物質。
磁石將五百萬億質子或者重離子壓縮比髮絲還細的兩股束流中，在環形軌道裡以光速運動，產生每秒十億次碰撞，這使LHC內部成為地球上最熾熱和稠密的地方，接近剛剛發生大爆炸的宇宙。科學家想通過粒子加速對撞，模擬「大爆炸」前百萬分之一秒的宇宙環境，從而把時間軸拉回初點，探尋宇宙起源之謎。而視覺化呈現LHC內部的實驗過程及其背後物理原則，也是加隆果拍攝的最大難題。
看不見的舞蹈
加隆果在閱讀物理教材時，常常看見基本粒子的圖片。一些五顏六色的小彩球上標明了不同的字母，代表了它是哪一類粒子。而分子和原子常常被畫成微觀太陽系的結構，中間是核，一些電子圍繞著核高速轉動。CERN的科學家告訴他，這些圖片只是為了教學目的，並不是粒子真實的形態。事實上，有很多粒子是無形、無質量、無法用常規影像再現的。量子物理學告訴我們沒有什麼是有形的、堅實的，看起來的堅實其實是能量。而加隆果想要呈現的，恰恰是一個無形的主題。
加隆果原以為CERN會給他提供很豐富的影像資料，然而他拿到手的只有一些漆黑背景中凌亂輻射的黃色線條，這些線條是探測器記錄下的質子碰撞後產生的粒子軌跡。沒人知道粒子的形態，科學家也只是憑藉這些軌跡來想像粒子的狀態。僅僅依靠這些影像，加隆果只能做一個很短的視頻片。一個量子物理學家對他說，「我們不需要影像，我們用方程式來表達我們的粒子。」他一下蒙了，「該怎麼拍一個展現方程式的影片呢？」
「在我個人小小困惑的背後實際上隱藏非常大的哲學問題，就是人類到現在為止還沒有一個他們生存其間的自然的完整影像，因為量子物理所研究的是人類普通的觀察力沒法感受到的極端微觀的世界。但是不具備科學知識的普通凡人卻需要影像。」加隆果對《中國新聞周刊》說。
加隆果突然意識到，量子物理學家在這裡遇到的困難，同當代藝術發展到今天的處境相似。經典物理學原則堅實可靠，符合人類對於自然的實感，就如同古典主義畫法再現人類肉眼觀察到的自然。而現代物理和當代藝術發展到今天，都無法再直接以可辨認的圖像描繪自然了。它們發展到了更加抽象、更加需要召喚想像的境地。
在紀錄片中，一個科學家形容這種感覺就像站在懸崖上觀望大海，只能看看淺淺的地平線，而地平線那邊是什麼只能依賴想像。加隆果巧妙地使用了一個英國藝術家(Antony Gormley)的作品來表達這種不確定性，透過濃霧般乳白色屏障，我們隱約地看見一隻手伸過來，卻因為越發濃重的白霧，看不見手的主人。屏障後，始終綽約朦朧的身姿不斷變換，吸引著我們的視線一探究竟。
加隆果安慰自己，既然歐洲核子研究機構能夠把世界12000名科學家集合在一起，那我可以把其中千分之一即12個藝術家集合在一起。「我去製作人辦公室，給了他一份名單，告訴他，我們必須給這些藝術家打電話。」 「什麼藝術家，這部電影裡沒有藝術家。」製作人摸不著頭腦。「CERN沒給我們影像，我們需要和藝術家合作。」
他們給這些藝術家一一打電話，很快就發現原來很多藝術家喜歡物理，對CERN感興趣。安東尼·格雷姆，奧拉維爾·埃利亞松，米迦勒·霍奇，卡爾拉·思加勒提，這些來自紐約、德國、瑞士，從事雕塑、舞蹈、動畫的藝術家們無償參與到這個項目中。
加隆果儘量給每位藝術家分配不同的事。Fabian Oefner是加隆果喜歡的一位瑞士著名攝影師，他建議加隆果用水爆炸模擬大爆炸場景——使用一種每秒快門能達到幾千次的特製照相機，捕捉水珠高頻震蕩的瞬間。加隆果很喜歡最終的呈現，並把方案拿給其他藝術家，「這是Fabian Oefner做的，你能做另一種『大爆炸』嗎？」 還有舞蹈家通過設計隊形交織變換的舞蹈，來傳達粒子之間相互影響的關係。
在影片中，藝術家模擬出的形形色色的微觀世界的視效影像與鏡頭拍下的溪流、樹林、勃朗峰的影像交叉剪輯，不斷重複地穿插於科學家訪談中。通過影像並置，加隆果想傳達科學家告訴他的信息：「我們看見的自然、植物、水和科學家研究不可見的世界之間沒有界限和中斷。事實上，我們看見的每個事物，包括我們自己都由相同的粒子以不同的方式組成。」
美的法則
2012年夏天，CERN召開新聞發布會宣布發現希格斯粒子時，一個記者舉手提問，「這跟我有任何關係嗎？」CERN的發言人Rolf-Dieter Heuer回答，「我覺得有關。因為如果這個粒子不存在，那麼你也不存在。」
物理學家傾向認為，在自然萬物狀貌各異的形態之下，存在某種隱藏的統一性與秩序，能夠被簡單的兩三條原則歸納。無論是動量守恆公式(p1=p2)，還是愛因斯坦質能方程(E=mc^2)，這些方程式因為極其簡潔與平衡而煥發和諧的美感。
物理學家痴迷於這種簡潔的美，紀錄片中的一個科學家接受採訪時說，如果理論是優雅的，且在某種程度上是漂亮的，有吸引力的，那麼它必然蘊藏一些意義。甚至有科學家宣稱，如果讓我在正確的方程式和美的方程式中選擇，我寧願選擇美的。
物理學家已經發現了宏觀世界中的對稱美學——能量守恆與動量守恆定律其實就是時間和空間對稱性的結果。在微觀世界，如今最大膽而美麗的假說是超對稱性(Supersymmetry)。超對稱性的基本意思是說，至今每一個觀測到粒子，其實都還有一個沒有觀測到的搭檔。比如說有電子存在，就應該還有一個超對稱電子，有中微子，就應還有一個超對稱中微子，這些超對稱粒子都更重，基本不和任何物質有相互作用，所以很難觀測到。
有一種理論認為，這些超對稱粒子就是一種暗物質。如果真的可以發現超對稱粒子，無疑離揭開宇宙謎團又近了一步。而這也是LHC繼發現希格斯粒子之後下一步最想要攻克的難題。
然而人們面對的是幾乎完全未知的領域。CERN的科學家在接受採訪時表示：「知道我們如此缺乏知識，是我們前進的動力。」為了發現希格斯粒子，科學家們等待了二十多年。而超對稱性，他們已經等了四十年。
2016年，曾經有實驗小組宣稱觀測到一種可能證實超對稱性的新粒子，但後來證明是因為儀器誤差而被投票表決為不信任數據。現在，CERN的機器依然在高速運轉。而科學家依然在等。有科學家形容，CERN正在做的事和修建哥特大教堂有點像，每個人都做一點點工作，製作一個小塑像、玻璃牆，等到工程竣工，已經是百年之後。在CERN，「沒有人是第一作者，所有人都是第一作者」。
這裡有來自100多個國家的12000多位物理學家，甚至包括交戰國雙方的科學家，他們秉持機構創設時就奠定的和平、科學、合作精神，形成了緊密的科學合作共同體。CERN聚集人類智慧的努力被視為各個領域的模範。如今它被授予聯合國觀察員的角色，在人類合作的舞臺上，持續發出自己的聲音。
《中國新聞周刊》2018年第40期
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