展望 LHC將改變我們的生活

　　在很多普通老百姓眼中,尋找質(zhì)量起源,重現(xiàn)宇宙大爆炸的實(shí)驗(yàn)是科學(xué)家的事,跟我們生活相差十萬(wàn)八千里。其實(shí)不然。

　　祁鳴教授說(shuō),LHC不僅提供了本世紀(jì)前期世界上最大的高能物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái),為探索新的高能物理現(xiàn)象奠定了良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),還將帶動(dòng)對(duì)世界上最先進(jìn)的快電子學(xué)、計(jì)算機(jī)、探測(cè)器、材料科學(xué)和高速通信等領(lǐng)域開(kāi)展更為深入的研究,并力求將這些研究領(lǐng)域中的最先進(jìn)技術(shù)能夠盡快應(yīng)用于高能物理的實(shí)驗(yàn)研究�？梢灶A(yù)見(jiàn)的是這些技術(shù)將很快轉(zhuǎn)向民用領(lǐng)域。

　　“其實(shí),很多發(fā)明都來(lái)自于高能物理研究。最有說(shuō)服力的例子就是因特網(wǎng)的起源。上世紀(jì)60年代,歐洲核子中心的科學(xué)家在做一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),當(dāng)時(shí)所有數(shù)據(jù)都要存在磁盤(pán)或磁帶中,再通過(guò)卡車運(yùn)動(dòng)計(jì)算機(jī)中心,這時(shí)才能讀取數(shù)據(jù)。有人就產(chǎn)生大膽的設(shè)想,能否通過(guò)電話線來(lái)傳數(shù)據(jù)呢?這就是最早的www(萬(wàn)維網(wǎng)),也是因特網(wǎng)的起源,不過(guò)當(dāng)時(shí)只是從試驗(yàn)地到計(jì)算機(jī)中心點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的使用,經(jīng)美國(guó)改造后成為商用網(wǎng),變成片對(duì)片。”祁鳴教授認(rèn)為,LHC計(jì)劃作為世界最尖端研究,匯聚了當(dāng)前最前沿的科學(xué)研究成果,為我們生活帶來(lái)的啟發(fā)可能更多。

　　電腦將是虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)

　　什么是網(wǎng)格計(jì)算? 簡(jiǎn)單地講,網(wǎng)格是把互聯(lián)網(wǎng)上的眾多計(jì)算資源整合成一臺(tái)虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī),將以CPU為主的各種資源“擰成一股繩”,實(shí)現(xiàn)各種資源的全面共享。

　　祁鳴教授打了一個(gè)比方:你回到家,只要電源開(kāi)關(guān)一開(kāi),插頭插上,你可以用電飯鍋煮飯,可以看電視,可以洗衣服,但你不知道這電到底是來(lái)自葛洲壩水電站呢,還是大亞灣核電站,還是煤炭發(fā)的電。而你也不需要知道。利用網(wǎng)格計(jì)算,我們的計(jì)算機(jī)也可以變得像用電一樣�，F(xiàn)在我們的計(jì)算機(jī)是彼此割裂的,有人在使用,有人在閑置,網(wǎng)格計(jì)算則可將所有資源整合在一起,并自動(dòng)優(yōu)化配置,今后當(dāng)你打開(kāi)電腦終端時(shí),實(shí)際上用到的可能是遠(yuǎn)在美國(guó)的計(jì)算機(jī),也可能是歐洲的某臺(tái)計(jì)算機(jī),但你不必關(guān)心來(lái)自哪里,重要的是,你用的是最先進(jìn)的,處理速度最快的計(jì)算機(jī)。這對(duì)生活的影響將是巨大的。

　　目前,在 LHC計(jì)劃中就有“網(wǎng)格計(jì)算”這一塊。因?yàn)閷?duì)撞后大量的數(shù)據(jù)要處理�！懊�15秒就有一個(gè)DVD大小的數(shù)據(jù)盤(pán)產(chǎn)生,每年將產(chǎn)生12-14PB(1P=1015BG)的數(shù)據(jù),用于物理分析的計(jì)算機(jī)所需要的計(jì)算能力相當(dāng)于上萬(wàn)個(gè)目前最快的奔騰-4 CPU,因此必須采用先進(jìn)的網(wǎng)格技術(shù)才能高效率的管理和運(yùn)行這一龐大而復(fù)雜的計(jì)算環(huán)境。這就是網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)的運(yùn)用。”陳申見(jiàn)說(shuō)。中國(guó)科學(xué)家必須參加物理數(shù)據(jù)的分析研究以便獲得物理結(jié)果,因此必須在中國(guó)開(kāi)展網(wǎng)格研究,建立LHC 的數(shù)據(jù)中心。眼下國(guó)內(nèi)信息科學(xué)界對(duì)網(wǎng)格計(jì)算表示了極大的興趣,希望通過(guò)網(wǎng)格計(jì)算的合作引進(jìn)網(wǎng)格計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)。目前,中科院高能所正計(jì)劃建立中國(guó)的Tier-2(二級(jí))數(shù)據(jù)中心,為國(guó)內(nèi)的合作單位提供服務(wù)。

　　用粒子束能殺死癌細(xì)胞

　　有專家認(rèn)為,歐洲粒子物理研究所也為醫(yī)學(xué)研究做出了貢獻(xiàn),因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn),可以用質(zhì)子、碳離子甚至是反物質(zhì)等帶電粒子束治療癌癥。反物質(zhì)并非自然存在,但該研究所可以利用一種小型加速器——質(zhì)子同步加速器制造反物質(zhì)。這臺(tái)機(jī)器還能產(chǎn)生將會(huì)繞大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)旋轉(zhuǎn)的質(zhì)子�，F(xiàn)有的放射療法可能會(huì)在殺死癌細(xì)胞的同時(shí)傷害周圍的健康組織。而這種粒子束能夠?qū)��?duì)人體傷害降到最低,因?yàn)樗鼈兡軌虼┻^(guò)健康的組織,只對(duì)腫瘤發(fā)揮作用。

　　祁鳴教授解釋說(shuō),這在理論上完全成立。用粒子束來(lái)殺癌細(xì)胞只是“小把戲”了。只是粒子束的強(qiáng)度太大了,如果用于人體,只能是低劑量的,如10兆-20兆電子伏特的。如果能把能量控制得好,粒子束將是醫(yī)學(xué)治療的一個(gè)好途徑。

　　LHC有利于開(kāi)發(fā)新能源

　　除電信和醫(yī)療外，紐約市立大學(xué)理論物理學(xué)教授加來(lái)道雄(Michio Kaku)認(rèn)為，物理學(xué)試驗(yàn)的潛在回報(bào)還體現(xiàn)在能源方面。

　　加來(lái)道雄表示，通過(guò)LHC獲得的認(rèn)識(shí)可能在未來(lái)數(shù)十年內(nèi)用于開(kāi)發(fā)新能源，比如可控的核聚變電站。微型黑洞的產(chǎn)生甚至可能在能源需求中扮演一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)性的角色。他說(shuō)：“一些人認(rèn)為外太空的黑洞可能是未來(lái)人類的能源�！薄∽�稿 張琳