﹃上帝粒子﹄原名﹃該死的粒子﹄

2021-01-09 華龍網

2013年諾貝爾物理學獎得主是比利時物理學家弗朗索瓦·恩格勒特和英國物理學家彼得·希格斯,兩人描述了粒子物理學的標準模型,其預測的基本粒子——希格斯玻色子,2012年被歐洲核子研究中心運行的大型強子對撞機通過實驗發現。

希格斯玻色子為什麼綽號叫「上帝粒子」?上帝粒子的提出和發現並非希格斯一人之功,為什麼先前「名分」都安在了希格斯頭上?

希格斯曾被當作「自以為是的白痴」

探尋物質最終要素是個老生常談的故事,科學家們為此付出了持續幾個世紀的努力。

在20世紀20年代,原子得到了解釋,從更基本的粒子的形式,我們弄懂了原子核是什麼。1929年,勞倫斯建造了世界上第一臺粒子回旋加速器……

1964年8月,時為英國愛丁堡大學數學物理講師的彼得·希格斯,興衝衝地寫了一篇論文投給歐洲的《物理快報》,但是,它卻被編輯以不宜發表為由拒絕了。

希格斯對此「感到憤憤不平」,因為他相信他所證明的東西在粒子物理學中會有很重要的結果,同行們顯然沒有理解他工作的真諦。次年希格斯到哈佛大學作報告,聽眾同樣對他的理論持懷疑態度。一位哈佛大學的物理學家後來承認,他們「一直期待著折磨一番這個自以為可以繞開戈德斯通定理的白痴」。

在對自己的論文略作修改後,希格斯把它投給了《物理快報》的競爭對手、美國的《物理評論快報》。這篇論文被送到「識貨」的南部一郎(2008年諾貝爾物理學獎得主)手中,請他做同行評議。南部要求希格斯評論一下他的論文與比利時物理學家羅伯特·布勞特與弗朗索瓦·恩格勒特剛剛(1964年8月31日)在同一期刊發表的論文之間的關係,解釋其理論的物理學意義。

希格斯聽從建議,在自己發表於1964年10月19日、只有兩頁半篇幅的論文中加了一則註腳,表示注意到了他們的論文;又在正文中添加了最後一段,提出存在一種粒子場,並預言存在另一個有質量且自旋為零的玻色子的可能性,即存在希格斯場的量子粒子的可能性。這種能吸引其他粒子進而產生質量的粒子,就是著名的希格斯玻色子。

根據希格斯模型,基本粒子是跟一種看不見的、無所不在的場發生相互作用而獲得了質量。一切物質的質量都由希格斯場的存在而決定。

希格斯玻色子

有個「惡毒」的綽號

到了20世紀70年代,通過對多種粒子的研究,科學家確定,基本粒子是構成一切物質實體的基本成分,提出「標準模型」理論,預言了62種基本粒子的存在,其中61種粒子相繼被實驗所證實,只有希格斯玻色子難覓蹤影。

愛開玩笑的美國物理學家利昂·萊德曼在他1993年出版的科普著作《上帝粒子》中「咬牙切齒」地寫道:「宇宙中有一個無所不在、幽靈一樣的大壞蛋,正在阻止我們理解物質的真正本質,阻止我們獲得終極的知識。」

這個看不見的阻止我們了解真相的障礙叫希格斯場,希格斯場通過希格斯玻色子來施展它邪惡的魔力。

所以,萊德曼給它取了一個綽號:上帝粒子。不過,萊德曼原來取的名字是「該死的粒子」:「考慮到它那『惡毒』的本性,再加上花在它身上的巨額資金,我認為這個名字可能更加合適。」但出版商覺得不雅,於是變通一下,就成了「上帝粒子」(萊德曼榮獲1988年諾貝爾物理學獎。)

尋找希格斯玻色子正是建造超級對撞機的主要原因之一。物理學家需要希格斯玻色子來解釋一個對普通人來說不是問題的問題:萬物皆有質量。

希格斯「貪功」源於筆誤

人們或許會感到奇怪,上帝粒子的提出和發現並非希格斯一人之功,為什麼先前「名分」都安在了希格斯頭上?

據學者考證,這與1979年諾貝爾物理學獎獲得者、美國物理學家史蒂文·溫伯格的筆誤多少有些關係。

溫伯格在1967年基於布勞特—恩格勒特—希格斯機制,建立了統一電磁力和弱核力的標準模型,預言了希格斯粒子除了它質量以外的所有性質。可是,溫伯格在引用這兩組人1964年發表的研究成果時,卻不經意地把希格斯的論文排在了布勞特與恩格勒特的論文之前,而且把期刊名稱也寫錯了。這樣,表面看起來,似乎希格斯的工作要明顯早於布勞特與恩格勒特的工作。

可笑的是,許多研究論文的作者並不認真查看原始文獻就搬用,將溫伯格的筆誤進一步擴大化,在一定程度上也成就了希格斯的盛名。

希格斯其人十分低調、謙和,多年來面對媒體時他一直不願直呼那個粒子的學名,而稱之為「以本人命名的玻色子」。他甚至認為,其他幾位同樣作出了重要貢獻的同行因此而受到了不公正的對待。他也反對「上帝粒子」之類的標籤。

在「上帝粒子」的背後,揭示了一個輝煌的、令人目眩的世界。可很快我們便會察覺到,我們並沒有得到所有的答案:電子、夸克和黑洞裡面到底有什麼呢?這些問題將牽引著我們繼續探究下去。

尹傳紅 著名科普作家 《上帝粒子》的校譯

上帝粒子:一隻看不見的足球

用超級對撞機尋找上帝粒子,對外行而言充滿了黑箱操作的神秘。但萊德曼說,一點也不神秘,只要你看過足球比賽。

還是打個比方吧,他說,幾個外星人到地球來看英超比賽,阿森納對陣曼聯,外星人長得和地球人一模一樣,只是有點黑白色盲,看不見黑白對比的物體,比如斑馬、足球。他們看到一群穿著短褲的人在場地上跑來跑去,盲目地踢腿,經常飛鏟,人仰馬翻。

外星人一頭霧水,又不好意思問。於是他們就展開研究。

這時一個外星人突然說,我們能不能假設有一個看不見的球?這個外星人注意到了一些很少出現的事件:在人群歡呼的一瞬間,在比分牌改寫之前,球網後面一剎那凸起了一塊。而這個凸起呈半圓形。

外星人經過討論,覺得假設這樣一個球存在,那麼一切的困惑就迎刃而解。

希格斯玻色子就是那個看不見的足球。

相關焦點

  • 上帝粒子「惡毒」本性 原稱「該死的粒子」
    在希格斯場的影響下,粒子開始從場中吸允能量,逐漸變大;同時,作用力和作用力的傳遞者也開始增多……   上帝被深深地打動了,情不自禁地大笑起來。不過,很快地,他又強壓笑容,招來了希格斯,帶著責備的口吻說道:   「你為什麼要破壞世界的對稱性?」
  • 「上帝粒子」原本叫「該死的粒子」
    ,全人類對宇宙終極規律的探索——上帝粒子,就這樣被推遲了二十年。《上帝粒子》一書從古希臘哲學家德謨克利特提出的「原子」概念出發,穿越歷史的長河,一直說到弱電統一場論,標準模型的建立,以及對理論中最後迷失的那個關鍵粒子——希格斯玻色子的追尋。他以詩意的筆觸,描述了從科學創生的那一刻開始,一代代物理學家所追求的那個共同夢想。
  • 希格斯玻色子為什麼被稱為「上帝粒子」?
    這種重要意義不亞於上帝創世。所以我們應該將希格斯玻色子命名為「上帝粒子」來彰顯其重要性。但事實遠非如此,上帝粒子最早起源於已故科普作家—萊昂·萊德曼在1993年出版的科普著作《上帝粒子》的書名。作者之所以將希格斯玻色子稱為上帝粒子,是因為他認為玻色子在當今的物理學狀態中至關重要。
  • 「上帝粒子」帶來眾生狂歡
    其實,成功預言該粒子的英國物理學家彼得·希格斯並不喜歡「上帝粒子」(GodParticle)這個流行的暱稱,如果不是因為美國物理學家萊德曼的編輯,它可能被叫做「該死的粒子」(GoddamnParticle),但它的確讓「希格斯玻色子」這個對外行人高深莫測的名詞更加「親民」。
  • 上帝粒子的發現 上帝粒子對人類意味著什麼?
    &nbsp&nbsp&nbsp&nbsp2016年5月1日,上帝粒子的發現,上帝粒子對人類意味著什麼?上帝粒子是在宇宙誕生的時候發現的,有研究所正在對上帝粒子進行研究,那上帝粒子對於人類而言到底意味著什麼呢?下面科技訊小編帶你看下上帝粒子的發現。
  • 上帝粒子是什麼?
    上帝粒子是什麼?想解答這個問題,首先需要提及一個名詞——「粒子物理」。說起粒子物理,你會想到什麼呢?
  • 該死的粒子,賦予萬物質量,然後才有輝煌世界
    在希格斯場的影響下,粒子開始從場中吸允能量,逐漸變大;同時,作用力和作用力的傳遞者也開始增多……上帝被深深地打動了,情不自禁地大笑起來。不過,很快地,他又強壓笑容,招來了希格斯,帶著責備的口吻說道:「你為什麼要破壞世界的對稱性?」希格斯被上帝語氣中流露出來的不滿嚇得膽戰心驚,他這樣辯解道:「哦,主啊,我並沒有破壞對稱性。
  • 「上帝粒子」找到了!
    位於瑞士與法國邊界的歐洲核子研究中心4日宣布,根據最新的初步研究成果,科學家們發現了一種新的粒子,但這種粒子的特性還有待進一步確定。 歐洲核子研究中心沒有明確證實新發現的粒子就是物理學界長期尋找的被稱為「上帝粒子」的希格斯玻色子。但是這一發現顯然對於粒子物理學的研究具有十分重要的意義。
  • 2013諾貝爾物理獎:希格斯玻色子為什麼又叫上帝粒子?
    希格斯共享,他們提出了一種理論機制,該理論解釋了亞原子粒子的質量起源,最近,因為在歐洲核子中心大型對撞機上的ATLAS和CMS實驗中發現了它所預言的基本粒子,讓該理論獲得驗證。希格斯玻色子 (Higgs boson) 是粒子物理標準模型所預言的一種基本粒子。
  • 天使粒子浮出水面 那麼獲得諾貝爾獎的上帝粒子可以用兩個字來描述...
    量子粒子分為兩大類:費米子(如電子、質子)和玻色子(如光子、介子)。玻色子可以成為其自身的反粒子,而費米子擁有與自身完全不同的反粒子。2017年7月,由張首晟等4位華人科學家領銜的科研團隊找到了正反同體的「天使粒子」——馬約拉納費米子,震驚整個物理界,至於能否獲得諾貝爾獎還未蓋棺定論。那麼已經實打實獲諾貝爾獎的「上帝粒子」又是如何個神秘法呢?
  • 霍金:「上帝粒子」害我輸了100美元
    他曾自信地用這筆錢打賭被稱為「上帝粒子」的希格斯玻色子不可能被找到。可就在昨天,歐洲核研究組織宣布找到一種新亞原子粒子,與「上帝粒子」的特徵「一致」。霍金在得知消息之後接受英國廣播公司的採訪中稱讚了該發現的重要意義,並打趣地說:「這個發現可害我輸了100美元啊,哈哈!」
  • 英科學家發現「上帝粒子」跡象 系萬物質量之源
    「該死的粒子」或「上帝粒子」無論大千世界多麼豐富多彩,組成它的物質都是由夸克、電子、光子等基本粒子組成的。基本粒子之間存在著引力、電磁力、弱力和強力四種自然力的相互作用。然而,物理學家一直力圖找到把四種自然力統一起來的途徑,以證明宇宙具有一種基本的統一性。
  • 沒有上帝粒子就沒有人類
    2013年諾貝爾物理學獎頒發給比利時的弗朗索瓦·恩格勒和英國的彼得·希格斯,表彰他們在預測希格斯粒子(即「上帝粒子」)所做出的貢獻。上帝粒子對物質和生命形成有深遠影響,沒有上帝粒子就沒有人類。然而作為物理學一個晦澀的概念,上帝粒子一些事件也許並不為人所知。
  • 「上帝粒子」 可能找到了
    7月4日,在瑞士梅蘭歐洲核子研究中心,歐洲核子中心科學家當日宣布他們在尋找「上帝粒子「上帝粒子」可能找到了。經過長期研究和探索,科學家們建立起被稱為「標準模型」的粒子物理學理論,它把基本粒子分成3大類:夸克、輕子與玻色子。「標準模型」預言了62種基本粒子的存在,希格斯玻色子是最後一種未被證明存在的基本粒子,由於它難以尋覓又極為重要,因此也被稱為「上帝粒子」。英國科學家彼得·希格斯提出了希格斯場的存在,並進而預言了希格斯玻色子的存在。
  • 【經典】追尋「上帝粒子」
    這可真是個大發現,7月9日的半夜,走出都柏林機場時,聽說我是來採訪歐洲科學論壇(ESOF)的記者,那位原本萎靡不振的禿頭海關大叔忽然變得很是熱心,「這次希格斯玻色子靠譜了吧?那可是個大新聞。」在這個人類已經上過太空和月球、火星又還過於遙遠的時代,希格斯粒子,算是個讓人類精神一振的消息了。
  • 希格斯玻色子為什麼被稱為上帝粒子?讓我們來了解一下上帝粒子
    希格斯玻色子為什麼被稱為「上帝粒子」呢?這就要從它的起源說起了,希格斯玻色子是英國物理學家彼得·希格斯於1964年提出的。其實彼得·希格斯並不喜歡「上帝粒子」這個名字。希格斯玻色子被稱為「上帝粒子「是諾貝爾物理學獎獲得者利昂·萊德曼無意中為希格斯玻色子起的。
  • 上帝粒子—希格斯玻色子
    上帝粒子希格斯玻色子,是一種沒有質量的粒子,是所有的粒子中最為著名的一個,也是最為重要的一個,並且這個粒子是所有的62個粒子中唯一一個沒有質量的粒子,是粒子物理學標準模型中自旋為零的玻色子。  在粒子物理高能粒子物理的微觀粒子中『玻色子是可以與費米子對稱耦合』形成可測量的『實粒子』,希格斯粒子是希格斯玻色子的『反粒子』希格斯場的場量子化激發產生希格斯實粒子,它通過自相互作用的介質而獲得質量。  希格斯玻色子是因物理學者彼得•希格斯命名,物理學家利昂•萊德曼無意中為希格斯玻色子起了「上帝粒子」這麼一個名字。
  • 上帝粒子是什麼,有什麼作用?
    「上帝粒子」這個詞肯定大家基本上都聽過,上帝粒子給人一種感覺應該是一種能夠拯救世界的神奇物質。
  • ...著「上帝粒子」之稱的神秘粒子,被認為是宇宙中所有基本粒子的...
    3年前,他押下100美元的賭注,打賭人類永遠也不可能發現希格斯粒子——這種有著「上帝粒子」之稱的神秘粒子,被認為是宇宙中所有基本粒子的質量之源。  2011年12月13日,歐洲核子研究中心召開研討會宣布,目前世界上「最強大的超級顯微鏡」——大型強子對撞機尋找希格斯粒子時出現「重要進展」。
  • 「上帝粒子」的現實意義
    日前,在歐洲核子研究中心(CERN)舉行的發布會上,來自歐洲強子對撞機的兩個實驗組分別公布他們觀測到了極有可能是希格斯玻色子,即「上帝粒子」的一種新粒子。如果不出意外,這意味著現代物理學所建立的粒子標準模型中最後一種粒子被找到,人類對於物質的構成、宇宙的規律等終極問題的認識也將有進一步發展。