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预言“上帝粒子”的科学家获得诺贝尔物理学奖

本周二，两位理论物理学家获得了诺贝尔物理学奖，一位是84岁的彼得·H·希格斯(Peter W. Higgs)，来自苏格兰爱丁堡大学(University of Edinburgh)，另一位是80岁的弗朗索瓦·恩格勒(François Englert)，来自比利时法语布鲁塞尔自由大学(Université Libre de Bruxelles)。他们提出，宇宙中粒子的质量和多样性，来自于一种如隐形的海洋一般充满着整个空间的能量。

他们在1964年发表的理论，令众物理学家花了整整一代人的时间寻觅“希格斯玻色子”(Higgs boson)，也就是俗称的“上帝粒子”。这种粒子是揭示重要宇宙秘密的关键。去年在瑞士，欧洲核子研究中心使用大型强子对撞机发现了这种赋予其他粒子质量的粒子。

希格斯粒子是“标准模型”缺失的最后一个部分，该模型是近半个世纪来主导粒子物理学的一套等式，解释了从玫瑰香味到电脑启动响声的万事万物。根据这个模型，宇宙充满了能量，这能量就像是一种遍布宇宙的蜜糖，让穿行其中的粒子获得了质量，好比是送到国会的提案，会引来附加条款和修订，因而变得越来越沉重，越来越富有争议。

如果没有希格斯场(Higgs field)，很多基本粒子，比如电子，就不会有质量，而且还会以光速四处窜动。

发现希格斯粒子证实了这样的观点：宇宙遵循着几乎如钻石般优雅和简洁的法则，但其中一切有趣的东西——比如我们——是那种优雅出现失误或缺陷的结果。这种观点出现于二战结束之后，当时全球的物理学家们把精力从战争上移开，放到了用量子场论工具探查自然的秘密上。

这场探索的核心是古老的“对称”概念，以及对称为何能呈现在物理学基础中，却在我们所经验的世界中潜迹藏行。在科学和数学中，对称是指：当你改变系统的时候，某个东西不会变化，比如当你把一支箭倒过来或射出它的时候，箭的长度是不变的。

1954年，美国布鲁克海文国家实验室的理论物理学家杨振宁和罗伯特·L·米尔斯得出结论，所有的基本力都是自然试图保持对称的结果——例如电磁学中的电荷守恒，或爱因斯坦引力理论中的动量和能量守恒。

但在那时，花名册上已经又增加了另外两种自然力：所谓的“弱核力”，即导致某些类型的放射性衰变的力量；以及“强核力”，即把原子核束缚在一起的力量。在量子场论中，力是通过称为玻色子的能量束传递的。根据量子规则，玻色子的质量跟这种力的作用距离有关：玻色子的质量越大，它的作用距离就越短。

波士顿大学物理学家谢尔顿·格拉肖于1961年提出了一种理论，解释弱力和电磁力均为统一的“电弱”力的体现。其中的数学计算表明，传递这种核力的粒子应当没有质量，正如传递光线并能弥散在整个宇宙中的光子一样。但是，核力几乎不能作用于原子核之外，表明传递这种力的应当属于质量最大的基本粒子之列。怎么可能传递弱力的粒子质量如此之大，而与之类似的光子却能自由而轻盈呢？

芝加哥大学的南部阳一郎指出，有缺陷的或许不是物理定律，而是这些定律如何在现实世界中实现。通过一种被称为“对称性破缺”(symmetry breaking)的过程，一开始平衡的局面最后可能变为不平衡。

比方说，想象一支笔尖朝下树立的铅笔；它最终会倒下，笔尖朝着某个特定方向，而这个方向本有无数种可能性。玻色子的质量就好比是铅笔倒下时释放的能量。

1964年，三组物理学家分别发表论文，通过假设某种填充空间的“宇宙蜜糖”来阐述这一原理。试图穿越它的粒子会获得质量，方式类似名人在鸡尾酒会上吸引追随者：名气越响，追随者越多。