莱德曼与“上帝粒子”
  • 来源:科普时报
  • 作者:尹传红
  • 2022-07-14 16:30

《上帝粒子》,[美]利昂·莱德曼 迪克·泰雷西著,米绪军等译,尹传红校,四川科学技术出版社 2022年6月第1版。

    《上帝粒子》英文本初版于1993年。10年后,它有了第一个中译本,我很荣幸地受邀担当了此书的校译工作。最近,《上帝粒子》由“未读·探索家”重新打造,纳入“诺奖大师通识经典系列”,由四川科学技术出版社推出。这是20年间《上帝粒子》诞生的第3个中译版本。

    《上帝粒子》述说的是探寻物质最终要素这个老生常谈的故事,但作者的生花妙笔却把它讲得趣味横生、引人入胜,在破解谜案式的叙事中穿插了许多俏皮的字句、机智的旁白和诙谐的典故,向读者呈现了一组极富人文色彩的科学家群像。我非常赞同这样的一个评价和判断:此书“可能是迄今描写物理学的最有趣的一部作品”,莱德曼则是“继理查德·费曼之后最有魅力的物理学家”。

    莱德曼本人因发现μ子型中微子、揭示了轻子的内部结构而荣获1988年诺贝尔物理学奖。在粒子物理学领域,莱德曼更大的声誉,或许就是他给本书的主角——希格斯玻色子(希格斯粒子)的命名了。但,“上帝粒子”之名,其实缘自莱德曼的一句诅咒。

    他可能联想到爱因斯坦曾说过,物理学家的工作是“读懂上帝的思想”。这个由英国物理学家彼得·希格斯预言存在的希格斯粒子,对于我们最终理解物质的结构举足轻重,而同时它又是那样的难以琢磨,所以,莱德曼称之为“上帝粒子”(God Particle)。不过,他原先取的名字是“该死的粒子”( Goddanmn Particle),“考虑到它那‘恶毒’的本性,再加上花在它身上的巨额资金,我认为这个名字可能更加合适。”但出版商觉得不雅,于是变通一下,就成了“上帝粒子”。

    在《上帝粒子》一书中,莱德曼讲述的故事有两个谜案需要去解决,它们都跟粒子有关。第一个是人们苦苦追寻的由德谟克利特最早提出的不可见也不可分的物质粒子——“原子”,它位于整个粒子物理学讨论的基础问题的核心。人们已经为解决这个谜案奋斗了2500年。在《上帝粒子》的前几章中,莱德曼详细地回顾了前辈们所做的工作,又在后几章中引导读者回到现在来追寻第二个、也许是更大的一个谜案,其主角便是他认为在指挥着宇宙交响曲的粒子。其中最让粒子物理学家挠头的,非希格斯预言的那个“该死的粒子”莫属。

    别称“上帝粒子”的希格斯玻色子,是描述粒子和力如何相互作用的标准模型的基石以及最后缺失的一环。希格斯在1964年提出存在一种粒子场,并预言存在另一个有质量且自旋为零的玻色子的可能性,即存在希格斯场的量子粒子的可能性。这种能吸引其他粒子进而产生质量的粒子,就是著名的希格斯玻色子。但希格斯理论起初一直不被同行理解,乃至时常被怀疑和嘲讽。

    根据希格斯模型,基本粒子是跟一种看不见的、无所不在的场发生相互作用而获得了质量。一切物质的质量都由希格斯场的存在而决定。寻找希格斯玻色子,正是建造超级对撞机的主要原因之一。

    《上帝粒子》以流畅风趣的文笔描绘了粒子物理发展史上涌现的许多杰出的科学家,但作者显然没有刻意去拔高或一味地颂扬他们(包括作者自己)。在他眼里,科学家有的很安静,也有的雄心勃勃;有的受好奇心驱动,也有的是为了一己私利;有的有着天使般的美德,也有的贪得无厌;有的绝顶聪明,也有的年老时还像孩子般天真。作者还谈道,“科学家之间能力的差距也是巨大的”:我们之中有权威无上的人,有绝顶聪明的人,有心灵手巧的人,有直觉灵敏的人。但对于科学来说,最最重要的还是——运气。这里面甚至也有傻瓜和……笨蛋!

    多少年来,科学家在人们的头脑中似乎都已经“固化”成了一种模版式的形象。但翻一翻《上帝粒子》,听一听莱德曼的夫子自道,再瞧一瞧他的“自画像”,相信你看到的会是一个真实的科学家,一个可爱的莱德曼。

    继《上帝粒子》之后,莱德曼在2013年又出版了《超上帝粒子计划》(Beyond the God Particle)一书。在书中,他再度深入解释了发现“上帝粒子”的最终结果,讨论了困扰物理学家多年的几个重要问题:为什么科学家们始终坚信“上帝粒子”的存在?“上帝粒子”之外还有新的粒子、力和物理新定律吗?美国需要多大能量的新加速器重新夺回在科学上的世界领导地位,并能够进行费米研究中心的探索“超上帝粒子”X计划以及介子加速器计划?

    2018年10月3日,莱德曼在美国爱达荷州去世,享年96岁。

编辑:于翔
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