49年前,他們共同解釋了粒子物理學(xué)的“圣杯”;
如今,他們共同成為了“為人類做出杰出貢獻(xiàn)的人”。
現(xiàn)年84歲的英國理論物理學(xué)家彼得·希格斯(Peter W·Higgs)和現(xiàn)年81歲的比利時理論物理學(xué)家弗朗索瓦·恩格勒(Fran?ois Englert)一起分享了2013年諾貝爾物理學(xué)獎和800萬瑞典克朗(約合人民幣750多萬元)的獎金,因為他們共同解釋了粒子是如何獲得質(zhì)量的理論。
1964年,恩格勒與同事羅伯特·布魯特(已故)提出了標(biāo)準(zhǔn)粒子模型理論,希格斯也于同年提出一種粒子場的存在,預(yù)言一種能吸引其他粒子進(jìn)而產(chǎn)生質(zhì)量的玻色子的存在。希格斯玻色子的存在與否,便是證實或證偽希格斯場理論的確鑿證據(jù)。幾十年來,大西洋兩岸從事希格斯場理論研究的科學(xué)家都在尋找希格斯玻色子的蹤跡。
直到2013年3月14日,歐洲核子研究中心大型強子對撞機小組的研究人員宣布,他們先前探測到的新粒子就是希格斯玻色子,從而證實了希格斯場理論的真實性。
彼得·希格斯和弗朗索瓦·恩格勒當(dāng)之無愧的成為了諾貝爾物理學(xué)獎的獲得者。
尋找和“希格斯玻色子(上帝粒子)”一樣難找的男人
與近來炙手可熱、在全球范圍內(nèi)奪人眼球的“希格斯玻色子”的亞原子粒子不同,49年前首位預(yù)測這種粒子存在的英國物理學(xué)家彼得·希格斯向來處事低調(diào),很少接受媒體采訪。作為英國愛丁堡大學(xué)現(xiàn)今的榮譽退休教授,希格斯常被描繪成一個隱居遁世的天才。
媒體的聚光燈對彼得·希格斯而言常常太過刺眼,為了躲避蜂擁而至的記者——每位諾貝爾獎得主都不得不經(jīng)受的沖擊——這位愛丁堡出生的物理學(xué)家不帶手機,消失在了他于10月6日開始的假期里。
這是一個經(jīng)過了精心設(shè)計,并且大獲成功的“預(yù)謀”。10月7日上午,瑞典皇家科學(xué)院在宣布2013年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者之前——和之后——撥打希格斯的電話,都無人接聽。
彼得·希格斯出生在英格蘭泰恩河畔的紐卡斯?fàn)枺赣H曾在BBC擔(dān)任聲音工程師。后來,希格斯因為父親工作的緣故,全家在第二次世界大戰(zhàn)期間搬離了紐卡斯?fàn)枺8袼挂惨虼藳]有繼續(xù)在學(xué)校接受教育。隨后,希格斯與母親居住在布里斯托,并進(jìn)入了可安文法學(xué)校就讀。也許是上天的安排,希格斯在那里結(jié)識了英國理論物理學(xué)家、量子力學(xué)的創(chuàng)始者之一的保羅·狄拉克,并受到保羅·狄拉克在物理學(xué)方面的影響。
希格斯是以1964年開始發(fā)表的一系列論文而聲名鵲起的。這些論文預(yù)測了一個能量場的存在,它充斥在整個宇宙而牽引著與它形成互動的粒子,同時賦予原本沒有質(zhì)量的粒子以質(zhì)量。這個被認(rèn)為在宇宙形成僅100億分之一秒之際即被激活的能量場含有一種相伴隨的粒子,那就是希格斯玻色子。
這個理念起初遭到大部分物理學(xué)家的摒棄。希格斯所得出的結(jié)論是運用了量子場論這一為人們所拋棄的過時學(xué)說。有些重量級權(quán)威堅稱他們能證明希格斯的理論是謬誤。據(jù)希格斯說:“我的同事大多將我看成是死死抱住量子場論不放的白癡,但我不相信它已像他們聲稱的那樣喪失生命力?!薄笆聦嵶C明預(yù)測希格斯玻色子的存在是我迄今做過的最重要的工作,恐怕也是惟一最重要的工作。”
揭曉謎底
2012年7月4日上午,歐洲核子研究中心在舉行的研討會上宣布,最新發(fā)現(xiàn)的粒子很有可能就是希格斯玻色子。與會者都起身報以了雷鳴般的掌聲,希格斯則用他的手帕擦了擦眼睛。一個星期以后,再來觀看當(dāng)時的錄像,希格斯解釋自己為何會作出那樣的反應(yīng)。“我差一點就要流淚了,”他說:“我被在場觀眾反應(yīng)的浪潮壓倒了。在此之前我一直在克制情緒,但聽到觀眾反應(yīng)時,我忍不住了,這是我能給出的唯一解釋。”希格斯含淚,不是因為歐洲核子研究組織的這一發(fā)現(xiàn),為希格斯的理論提供了佐證,也不是因為他終于可以證明自己不是白癡,而是因為他知道自己的這一發(fā)現(xiàn)對周圍的人意味著什么。
另一位獲獎?wù)摺ダ仕魍摺ざ鞲窭?/p>
弗朗索瓦·恩格勒出生在比利時的猶太家庭中。作為比利時歷史上第六位、也是布魯塞爾自由大學(xué)的第四位諾貝爾獎獲得者,恩格勒顯得尤為“淡定”。
在新聞發(fā)布會被推遲了一個多小時后,恩格勒告訴諾貝爾委員會:“一開始我以為自己并沒有獲獎,因為我并沒有看見官方公告?!碑?dāng)被問及成為諾貝爾獎獲得者的感受時,恩格勒在電話中表示:“你可以想象到,這當(dāng)然是非常愉快的。能得到諾貝爾獎的認(rèn)可,我感到非常非常激動?!?/p>
同樣低調(diào)的老人——希格斯玻色子無需改名
其實,希格斯玻色子擁有不止一位奠基之父,準(zhǔn)確地說,一共有6位。1964年,在彼得·希格斯提出有關(guān)希格斯粒子設(shè)想的差不多同一時期,比利時科學(xué)家羅伯特·布羅特和弗朗索瓦·恩格勒,以及英國科學(xué)家湯姆·基布爾和兩位美國同行杰拉爾德·古拉爾尼克和理查德·哈根所組成的跨大西洋“三劍客”,先后獨立發(fā)表了相似的理論。
希格斯玻色子被譽為粒子物理學(xué)的“圣杯”,被稱為“質(zhì)量之源”,它的重要性無可取代。鑒于“希格斯玻色子”有眾多奠基之父的事實,在榮譽與光環(huán)面前,為什么沒有人要求更名。
恩格勒在接受采訪的時候說:“我真不希望給理論增添名字。我寧愿稱之為無向量的玻色子,因為它反映了理論的一個基本組分——這意味著玻色子在巡游中所經(jīng)過的場沒有什么優(yōu)先方向,跟磁場的情況不一樣?!睂τ诙鞲窭諄碚f理論的名字并不重要,“爭論”的焦點應(yīng)該在于——到底有沒有玻色子。如果沒有玻色子,那將會是件非常令人遺憾的事。恩格勒認(rèn)為,從事基礎(chǔ)研究,才能取得進(jìn)展。如果一味地只搞應(yīng)用研究,那么很快就會喪失創(chuàng)新的動力。培育善于思索而不是遇到什么謬見就一古腦兒地全盤接受的公民,人類的好奇心是必不可少的。所以他是低調(diào)而不計回報地在做研究。
如果沒有希格斯玻色子世界會變成什么樣?那樣的世界里,由于沒有靜質(zhì)量(如同光子),所有的基本粒子都是以光速在運動。由于基本粒子間傳遞相互作用的速度就是光速,于是意味著難以存在由夸克形成的穩(wěn)定原子核。而電子若靜質(zhì)量為零,更意味著不可能形成原子、分子。這樣宇宙中便不會出現(xiàn)各式各樣的星球,更不會出現(xiàn)生命。
專注于做某一件事情,不計較,榮譽只是對他們工作的肯定,并不是他們工作的重點。自己內(nèi)心的興趣,會引領(lǐng)著你走向人生的頂點。
科學(xué)家2013年12期