微觀粒子發現史之十一：站立在世界之巔的楊振寧

說標準模型，就要說起楊振寧，說起楊先生，你會想到什麼？是82vs28和甕女士嗎？那麼請出門左轉，那邊才是八卦課，這裡真不是，要是想起宇稱不守恆呢？那麼請坐，這邊有瓜子花生，抓一把先嗑著，要是想起楊米爾斯方程呢？請您到講臺上，待會兒有問題向您請教。

確實啊，楊米爾斯方程可以說是楊先生一生中最重要的成就，憑著這個，楊先生足以和牛頓愛因斯坦麥克斯韋站在一起相提並論，為什麼楊米爾斯方程那麼偉大，還得從頭說起。

這個頭可有點遠了，遠到人類文明之初。

人類文明就是一個從繁到簡的過程，從複雜的地心說到日心說，人類邁出了一大步，從第谷浩渺的天文觀測數據中克卜勒總結出了行星運行定律，人類接觸到了科學的邊緣，到牛頓爵爺一戰封神，天地萬物都納入了牛頓力學體系中，牛頓體系對於高速和微觀物體卻是有點力有未逮，愛因斯坦橫空出世，相對論解決了高速的問題，量子力學一眾英雄也不甘人後，解決了微觀粒子的難局。

在另一條戰線上，麥克斯韋總結了法拉第以來所有的電磁學的成果，創建了麥克斯韋方程，把電磁學推到了極致，不過人類對簡單性統一性的追求是無止境的，愛因斯坦就力圖把引力和電磁力統一成一種力，可惜終其一生也沒有能夠完成這項偉業。

隨著科學的發展，人們認識到自然界並不是只有引力和電磁力，還有弱相互作用力和強相互作用力，這個我們在前面幾節已經說過了，既然統一不了電磁力和引力，那麼就試試看看能不能統一別的吧。

第一個想到這一點就是天才泡利了，泡利基本上解決了這個問題，看好了啊，是基本上，這對於任何一個人來說都是了不得的成就，可是泡利是天才呀，他不能容忍自己的理論不完美，由於這一點缺憾，泡利並沒有公開發表他的論文，他不發表，並不代表別人不發表，他追求完美，可有的是初生牛犢。

楊振寧先生就是這樣的初生牛犢，1954年，楊先生和他的學生米爾斯提出了楊米爾斯方程，這是用來解釋強相互作用的理論，不過當時並沒有什麼人重視，楊先生也沒有在意，畢竟初生牛犢嘛，錯了也沒有什麼大不了的，以後還有的是機會呢。

果然機會很快就來了，1956年，楊先生和李政道先生共同提出了在弱相互作用下宇稱不守恆的想法，這一下在物理界引起了軒然大波，物理學家們對於對稱性有一種近乎執拗的追求，認為世間萬物都是對稱的，可是來自中國的兩個少年居然說對稱性有問題，這就好像說鏡子裡的你和鏡子外面的你居然不一樣，無論是誰都會覺得有點滑稽。

最反對這一想法的還是泡利，泡利放言&34;，言下之意就是宇稱不守恆肯定是錯的，並且說願意打任何賭，多虧沒有人下注，否則泡利就破產了，因為來自東方的美麗女性&34;吳健雄證實了楊振寧和李政道的說法。

說完了宇稱不守恆，接著說楊米爾斯方程，方程居然也沒有錯。

1960年，格拉肖就是提出粲夸克那位大神，提出了電弱統一理論，就是把電磁力和弱相互作用力統一成一種力，他使用的數學方法就是楊米爾斯方程。 ±W粒子和Z0粒子就是電弱統一理論預言的。

楊米爾斯方程當初是為了解釋強相互作用的，在提出夸克理論後，人們並沒有捕捉到單獨的夸克，這給夸克理論蒙上了一層陰影，人們為此提出了一種&34;說法，就是說夸克之間離得越近，它們之間的強相互作用力越小，離得越遠，力越大，所以很難出現單獨夸克，這也很好理解，我們可以想像夸克之間又一根橡皮筋連接，離得近的時候橡皮筋鬆弛，夸克可以在質子中子內部自由運動，要是離得遠呢，橡皮筋就繃緊了，夸克就不能隨意運動了。

而這個&34;則可以從楊米爾斯方程中推導出來。

總結一下吧，楊米爾斯方程可以作為描述強相互作用力也可以描述電磁力和弱相互作用力的基礎，是不是感覺到楊先生的偉大了，在此之上，就建立了粒子的標準模型。

依據標準模型，除了我們之前說過的那些粒子之外，應該還有一些粒子，這些就是第三代粒子，包括τ子和τ中微子和它們的反粒子，還有兩種夸克，分別是頂夸克和底夸克，夸克自然要帶著&34;，就是紅綠藍，不過要注意，夸克的顏色並不是我們平常所說的顏色，只是一種說法，當然了還有對應的反夸克，這樣一來，基本粒子家族基本上就大團圓了。

要不來數一下吧。

先看構成物質的費米子吧。

其實就是夸克，夸克一共六種，分別是上下奇粲頂底，它們每個還分成三種色，就是紅綠藍，這一共是18種了吧，再加上它們的反粒子，一共是36種。

再說輕子，輕子也屬於費米子，由於它們比較輕，就叫做輕子，一共有三種，分別是電子、μ子和τ子以及它們的中微子還有對應的反粒子，一共12種。

接下來該說玻色子了，按照力來說吧，先說電磁力，這個比較簡單，就一種就是光子。

再說弱相互作用力了，這個也不複雜，就三種，分別是W＋、W-、和Z0粒子，這個W就是英文weak（弱）的首字母，Z呢，是由於物理學家們覺得這是最後一種粒子了，就叫做Z了，看來物理學家們也感覺到累了啊。

最後說強相互作用力，強相互作用有點複雜，它們帶了顏色了，而且顏色也有點複雜，分別是紅—反綠，紅—反藍、藍—反紅、藍—反綠、藍—反藍、綠—反紅、綠—反藍、綠—反綠，為什麼它們這麼複雜，因為它們是連接夸克之間的那根橡皮筋，肯定兩端的顏色要不一樣，要是一樣了，沒準夸克就湊過來了。

這一切看起來很美，不過卻沒有一個心腹大患，因為依照標準模型，粒子是沒有質量的，當初泡利之所以沒有發表自己的論文，就是由於粒子沒有質量，後來楊振寧先生提出楊米爾斯方程的時候，泡利也是這樣質問楊振寧的，因為在楊米爾斯方程中也沒有質量，不過楊振寧還是發表了論文。

要是沒有質量，那麼這一切都成了空中樓閣，可質量到底在哪裡呢？是不是還有一種新粒子沒有發現呢，要是真有這種粒子的話，這種粒子就是粒子世界中的上帝了。