半个世纪前“上帝粒子”预言兑奖

原标题：半个世纪前“上帝粒子”预言兑奖

昨天，在瑞典皇家科学院举行的新闻发布会上，大屏幕展示2013年诺贝尔物理学奖得主的头像，他们分别是比利时物理学家弗朗索瓦 恩格勒特（左）和英国物理学家彼得 希格斯。新华社发

一生二、二生三、三生万物，到底“一”这个最基本的粒子从何而来？8日晚，2013年诺贝尔物理学奖“迟到”一个小时才颁布，比利时人弗朗索瓦 恩格勒特和英国人彼得 希格斯分享诺奖。这两位年过八旬的理论物理学家，在大约半个世纪前提出关于“上帝粒子”的理论预言，去年这一预言被实验证实，今年又“兑奖”成功。然而，这个看似圆满的结局还是带着一连串的问号。

为何三度延迟颁布？

按计划，今年物理学奖应在北京时间傍晚5时45分揭晓，但瑞典官方3次延迟发布会时间，解释称“正在会商”，被外界疑为存在争议。上海交大物理和天文系主任季向东教授表示，这一科学预言绝对是“诺奖级”的，“但问题在于奖项是发给理论成果，还是发给实验成果”。华东师大理论物理研究所刘宗华教授认为，到底应该由几人来分享这项诺奖也是一个大问题。

在原子、质子、电子、中子之外，再细分下去，有没有更纯粹的粒子，犹如化学世界中的基本元素。刘宗华介绍，早在1964年，世界上至少有3个研究组在做同一件事情――探索物质世界的微观粒子，都预言了后来被称为“上帝粒子”的“希格斯粒子”存在。布绕特和恩格勒特两人的理论文章发表于当年6月，希格斯独立研究得出的论文发表于7月，另外还有一个多人研究组在10月总结了前两人的理论成果，并加入了自己的理论，提出了基于这种粒子的“标准模型”，被引为粒子物理领域的经典模型。

在此之后，“预言”中夸克、轻子等62种基本粒子，有61种都被陆续找到，只有最后一种“希格斯粒子”经多次验证，却始终未有确凿证据。直至2012年7月，欧洲核子研究中心的高能粒子对撞机捕捉到了“希格斯粒子”稍纵即逝的身影，两个多国实验组参与者上千。

在季向东和刘宗华看来，显然诺贝尔奖坚持了原则性。首先，不授予已故人士，比如和恩格勒特同组的布绕特已离世，便无缘诺奖。其次，获奖者不超过3人，这样多人研究组和千人实验组也错失了诺奖。至于为何“希格斯粒子”仅以希格斯命名，这只是另一位物理学家读了希格斯论文后给出的定义，谁知约定俗成，被后人叫开了。

有没有更完美理论？

获奖人恩格勒特和希格斯均试图解释在物质世界诞生之初，在从“无”到“有”的过程中，究竟由什么基本粒子构成，并相互作用。

也许，探索物质本源的理论物理学最近乎哲学。季向东说，其实“希格斯机制”是最简单甚至是最丑的粒子物理理论。根据“希格斯机制”，如果造物主真的存在，他用的粒子法则并没有人们想象的那么高深精妙，似乎很容易地被希格斯等人猜出了心思。因为最美的物理往往只有一条真理之路，除此之外别无他途。而“希格斯机制”存在很大的不确定性，显得随机而任意。事实上，希格斯粒子是人类发现的唯一不转动的基本粒子，自旋为零。“正因如此，她像一朵‘交际花’，跟任何粒子都可以相互作用。”

据了解，除了“希格斯机制”形成的“标准模型”之外，还有不少粒子世界的模型相继提出，它们相比之下更为复杂，也难以被证明，因此“标准模型”相对容易“举证”，成了经典理论。刘宗华表示，其实欧核中心在宣布发现“希格斯粒子”时，也只是用了“疑似”一词，承认仍存在亿分之一的误差。如此之小的误差，才被物理界认为是可以接受的事实。

对于季向东、刘宗华等当代物理学家而言，恩格勒特和希格斯是“爷爷辈的人”，虽不再活跃于国际舞台上，而他们的大名都写进了教科书。“其实物理学家心底里不希望找到‘希格斯粒子’，因为答案可能不止一个，或者说还有更完美的理论。”季向东笑言，或许这是上帝骗骗人类，依然保守着他的秘密，以及背后的真相。

是一个粒子还是n个？

即便“上帝粒子”真是这样存在，并发挥作用，它真的只是一个粒子吗？据介绍，理论物理界从没有对“上帝粒子”死心，最大的悬念就是：“上帝粒子”可能是两种粒子的组合体或混合物。比如，两个正转动、反转动的粒子合二为一，结果形成了一个不转动的粒子。更有意思的是，也许不止两个粒子，而是多个、n个粒子共同构成了“上帝粒子”。总之，人类还在继续找寻、深入探析这个悬念。

“上帝粒子”通过高能高速的粒子对撞实验才能测得，耗费人力财力极大。欧洲大型对撞机这样的实验装置，目前是世界上最大、能量最高的粒子加速器，位于全长27公里、深入地下百米的圆形隧道内。从构想到建成，历时近20年，耗资约60亿美元，包括中国在内的80多个国家和地区的上万名科学家和工程师参与。而且，目前已知，“上帝粒子”的寿命极短，一旦产生即衰变不见，只能存在“10的―22次方”秒，也就是小数点之后20多个零的秒数之内。为了“目击”它的瞬间，就用了3年多时间。

这种求真的探索和发现似乎不会停止。季向东透露，中国物理学界正在酝酿建设“希格斯工厂”，“生产”更多粒子，但这项巨大工程可能需要百亿投入。与此同时，日本科学家也宣称建设国际线性加速器，像工厂一样制造更多“希格斯粒子”，增加日本在基础科学领域的国际显示度。