今天费米实验室的MINOS实验发布新闻，纠正了以前的一个结论。

 

一年多以前，它发表结果，称“正反中微子的振荡有98%的可能不一样。”参见我以前的博文《三人成虎》。

懂粒子物理的都知道，如果这是真的，其冲击跟超光速差不多，因为它打破了量子场论中可严格证明的CPT定理，意味着描述基本粒子的最基本理论不对。经过一年多的取数，MINOS使它的反中微子样本增加了一倍，现在发现跟理论所预期的一样，反中微子的振荡跟正中微子是一样的。（怎么感觉象明星的绯闻一样，先炒起来，挣够了眼球，再澄清：偶还是很清纯的！中微子里还有几个绯闻待澄清，例如MiniBooNE的正反中微子差别，低能事例超出，与惰性中微子相关的四个结果等等）

 

CPT是三种对称性。P是宇称反演，通俗点说就是左右对称性。李政道和杨振宁提出弱作用中宇称不守恒，而且是最大破坏的。现在我们知道中微子有质量，所以肯定不是100%破坏，但是由于质量太小，还没有观察到偏离100%破坏的情况。虽然在弱作用中宇称是不守恒的，但是再做一个C变换，即电荷共轭，它又对称了。CP基本上是对称的，只有极少数例外，称为CP破坏。T是时间反演。在量子场论中可严格证明CPT三个变换乘起来肯定是守恒的，称为CPT定理。CP对称性有极少数破坏的情况，也就意味着时间反演有时候也是不对称的。

 

统计有时候很奇妙。有些现象按统计规律来说出现的概率应该很小，偏偏就会发生。98%的可能性也不值得相信。就象你跟老婆说：真不可思议，茫茫人海中，我居然能碰到了你。其实你能够说这句话的概率，几乎是百分之百，没有什么居然不居然的。在大亚湾公布结果时，有人就问，这个新的振荡不是早就被人发现了吗，你们到底是新发现，还是证实了别人的结果。在大亚湾之前，日本T2K公布了2.5倍标准偏差的结果，美国MINOS紧跟着公布了1.7倍标准偏差的结果，法国Double Chooz后来公布了1.7标准偏差的结果，都说theta13不为零，存在新的振荡。但是高能物理界是有铁的标准的，3倍标准偏差以下称为迹象（Hint或Indication），3倍以上称证据（Evidence），5倍以上称发现（Discovery, Observation, Measurement）。T2K公布2.5倍标准偏差结果的文章题目就是“Indication of ...”，MINOS干脆没有发文章，Double Chooz的题目也叫“Indication of ...”。如果不是高能物理实验越来越昂贵，周期越来越长（一个博士念完还没有任何结果，可是大家都要找工作啊，提职称啊），按老的传统，是不应该发文章的。

 

为什么要定3倍以上才叫证据？比如开头说的“正反中微子的振荡有98%的可能不一样”，对应大约2.3到2.4倍标准偏差，事实证明就是错的。有人曾在国际大会的报告里称，中微子实验里3倍标准偏差（99.73%的概率）的结果有一半是错的。统计概率是根据误差分析给的，误差分析跟人有一定关系，而且人为错误或忽视无法量化，没有考虑在内。考虑到人为因素，真正的概率要低于基于分析给出的概率。当然从科学的分析上看，人为的错误或忽视，理论上是可以通过更细致的分析和反复的检验修正的，统计误差和系统误差则是真实的。再比如T2K的2.5倍标准偏差结果，只有6事例，预期本底为1.5个。有一个分布不太正常，有人算了一下，出现这种情况的概率是万分之一，所以声称它看到的事例肯定是假的，是本底，打了不少口水仗。所以即使2.5倍标准偏差已接99%的概率，不信的人还是很多。讨论的人、写文章的人很多，真正根据这个结果规划新的实验，准备花钱的，基本上没有。只有大亚湾出了结果以后，大家才都信了，开始着手下一步工作。奇妙的是T2K、Double Chooz与大亚湾的结果居然符合得很好，从统计规律来说是好过分了，不太象真正独立的结果。

 

 

答陈学雷：如果文章给出的置信度其实跟真实的概率有一定距离，是不是现有的统计方法有问题？

统计方法没问题，有也是细支末节的东西。但是如果存在一种未知的本底，根本就不知道它的存在，这个是无法做置信度分析的。这种情况常出现，包括很好的实验。我常提倡寻找“排它性”分析的方法，类似于物理中的幺正性。光有一个结果不行，还要排除所有其它解释。如果人不行，程序里有bug，或者根本就没经验，那就更难说了。我觉得文章给出的置信度，是在已经考虑的各种因素的范围内，假定这些都对，然后得的结论。当我们用在实际中时，还要在心里给它加另一个置信度（人怎么样，方法的人为调节余地，未知因素等等）。这个置信度没法定量，存乎一心了。

 

BTW，这个新闻够废话的，找了半天才找到一句有意义的，其它都是废话，看起来象是在科普，但需要科普的人看了也白搭。http://www.interactions.org/cms/?pid=1031783