“以本人命名的玻色子”——希格斯主題變奏曲

希格斯是一位理論物理學家,他和實驗家的區別在于不用做實驗。希格斯本人十分低調,面對媒體時他不愿直呼那個粒子的學名,而是稱之為“以本人命名的玻色子”。

責任編輯:朱力遠

希格斯本人十分低調,面對媒體時他不愿直呼那個粒子的學名,而是稱之為“以本人命名的玻色子”。

原子這個任性的家伙,似乎想怎么變就怎么變。——D. H.勞倫斯

物理學家已經有很多年沒有像今天這樣興奮了,因為他們發現了一種新的粒子——很可能就是大名鼎鼎的“上帝粒子”或希格斯玻色子。早在20世紀60年代,這種粒子就已被希格斯和他的同行提出來,直到2012年7月4日,人們才確信在歐洲核子中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC)上發現了它的蹤影。

這是一場48年的漫長等待。像很多做出重大發現的科學家一樣,希格斯(Peter Higgs)本以為等待的時間會更長,“那時候我可能已經不在了”。

為什么一個小小粒子讓這么多才智不凡的人如此牽腸掛肚?若要說清其中緣由,我們也許得追溯到2600多年前的古希臘。

古希臘的火種

公元前6世紀,在土耳其西海岸的古希臘城邦米利都,人們點燃了第一個理性的火把。他們認為,表面上紛亂如麻的現象背后,其實潛藏著一個簡單的秩序。米利都學派創始人泰勒斯提出,萬物的本原是水。西西里的恩培多克勒假設,萬物的本原是土、氣、火、水四種元素。色雷斯的德謨克利特的觀點則最接近現代科學的理解:萬物的本原是原子和虛空,原子不可分割,絕對的虛空是原子活動的場所。

在之后的歲月里,復雜源于簡單的哲學與數學理論、實驗技術的發展共同促成了一個又一個重大發現。德謨克利特的原子論經過后人的補充和完善,逐漸成為一個血肉豐滿的科學理論。原子的地位如今已被基本粒子取代,原子論的升級版本叫做粒子物理的“標準模型”。

1897年,劍橋大學卡文迪許實驗室的J.J.湯姆遜第一次發現了基本粒子:電子,并于1906年獲得了諾貝爾物理學獎。希格斯玻色子是標準模型中最后一個有待發現的基本粒子,它為電子等許多其它基本粒子賦予了質量。CERN的發言人羅爾夫·霍耶爾(Rolf Heuer)說,希格斯玻色子的發現是理解自然之路上的一個里程碑。同時,愛丁堡大學在網站上宣布,他們決定建造一所新的希格斯理論物理研究中心。

基本粒子的里程碑似乎與希

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