2013诺贝尔物理学奖授予“上帝粒子”预言者

　　比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒特

　　英国物理学家彼得·希格斯

　　世间万物为什么是我们现在眼见的这个样子？努力探索以回答这个问题的人再一次赢得了科学的最高桂冠——诺贝尔奖评选委员会今天宣布，将2013年诺贝尔物理学奖授予比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒特和英国物理学家彼得·希格斯，以表彰他们预测了“上帝粒子”的存在，帮助我们理解物质为什么具有质量。

　　这是一个众望所归的结果，84岁的希格斯和81岁的恩格勒特有理由感到自豪。1964年，他们就先后作出预言，认为宇宙中弥漫着一种能量场(希格斯场)，并会产生一种粒子，它能赋予万物质量。人们用希格斯的名字给这种神奇的“上帝粒子”命名——希格斯玻色子。几十年来科学家孜孜以求的探索在2012年7月获得成功，欧洲核子研究中心(CERN)得到的数据已经足以证明“上帝粒子”理论的正确性，希格斯当时说自己“很高兴能活着看到这一天”。今天，他们又收获了诺奖的青睐。

　　对希格斯粒子的预测是近年来获诺奖呼声极高的科学发现。今天，许多关注这一领域研究的人们都在分享这两位老爷子的喜悦。中国科学院理论物理研究所研究员李淼和国家杰出青年基金获得者、中国科技大学教授韩良向本报记者做深入解读。

　　从无到有的瞬间

　　这两位科学家的理论到底说了些什么？他们带领我们回到137亿年前，回到万事万物的起点。李淼这样解释这一获得诺奖的科学发现：宇宙大爆炸的瞬间，各样的粒子四下飞奔。紧接着，一些粒子因为“希格斯场”的存在获得了质量，放慢了脚步。然后，它们才逐渐聚合，产生了恒星和行星，慢慢孕育出生命。我们现在熟悉的世界就是这样从无到有。

　　恩格勒特和希格斯的理论创见描述了这一过程。韩良说，如果不存在这一机制，宇宙中的所有粒子就仍然会像现在的光子一样，没有质量，在无垠的空间中撒野似地来往飞奔，宇宙就会像一锅沸腾的热汤，“希格斯粒子为我们带来了构造世界的砖块。”

　　“希格斯场”是如何赋予粒子质量的呢？为了鼓励科学家们尽量简单明白地解释这个过程，英国的科学部长甚至发出过悬赏。李淼的比喻是，就像苍蝇经过一团蜜糖被粘住从而动弹不得一样：获得质量的粒子就像那只苍蝇，而希格斯粒子就是构成这团蜜糖的材料。

　　还有一个类似的比喻是，希格斯场就像一个熙熙攘攘的会场，里面站着的许多人就是希格斯粒子。一个无名氏可以轻松地从会场的人堆里穿过，没有人会拦住他。而一个明星则会被认出来，被大家围住，他想穿过会场就需要更费劲，速度也慢多了。有的粒子就像明星，它穿过希格斯场时和希格斯粒子相互作用，拥有了质量，正如海绵吸饱了水。而光子就像那个无名氏，仍然穿行自如。

　　由此我们可以知道，希格斯粒子是如此重要。诺贝尔奖评委会说：“没有希格斯场，我们就不会存在。”因此人们才会称它为“上帝粒子”。

　　描画宇宙的壮举

　　数千年来人们都在思考这个问题：如何准确、全面地描述我们所处的这个宇宙？什么是时间？什么是空间？物理学家们致力于解答这个问题。到了近几十年，科学家的研究已经达到了相当完善的高度，他们提出了所谓“标准模型”，预言了宇宙中全部的基本粒子，这被视为当代粒子物理学的基石，构成了人类理解宇宙的基本视角。

　　诺贝尔奖评委会如此评价：“按照标准模型，任何事情，从鲜花到人类，再到恒星和行星，都是由少量构筑模块构成的，那就是物质粒子。这些粒子受到作用力的支配，而那些作用力则由携力粒子传递，以保证万物能够正常运转。”

　　但是正如韩良指出的，在标准模型建立过程中，有一个问题一直困扰着科学家：按照标准模型理论，基本粒子并没有质量，但实验结果却又清楚表明，绝大多数粒子都是有质量的。

　　希格斯机制就是针对这一难题所提出的，现在已成为标准模型的核心。它是人类智慧和深邃的宇宙相碰撞的美妙产物，使“标准模型”对于宇宙的解释更加稳固。

　　这也无怪2012年7月4日在科学家眼中显得如此重要。欧洲大型强子对撞机(LHC)这天宣布发现的新粒子，几乎可以确定就是一种希格斯粒子。近半个世纪以来，希格斯机制第一次获得了坚实有力的证据。李淼说，当天公布消息的时候，身经百战的老科学家都显得有点紧张。人们怎能不激动，这可关乎我们对于宇宙的基本认知。

　　前方征途是星辰

　　发现希格斯玻色子的历程可能是人类历史上最费时费力费钱的科学实验之一，全球许多国家都贡献了自己的力量。在那些庞大、复杂的对撞机上，科学家们用掉几十年，在极其狭小的空间和转瞬即逝的时间内捕捉“上帝粒子”的蛛丝马迹。终于，近6000名研究人员通过不懈努力，设法从数以十亿计的粒子对撞中提取了希格斯玻色子。

　　发现希格斯玻色子是一项具有里程碑意义的成就。在寻找希格斯粒子的漫长过程中，不少人失去耐心，甚至开始进行基于“希格斯粒子不存在”这一假设的研究。霍金甚至还和希格斯打过赌，他认为“上帝粒子”不存在。最终，大自然给予了不畏险途的探索者们丰厚的回馈。

　　但正如瑞典皇家科学院所说，发现希格斯玻色子并非宇宙谜题拼图的最后一块。还有更多神秘的未知领域等待科学家去探索。或许，我们不妨学习玩笑中的希格斯老爷子：每天锻炼身体，等待下一个发现的来临。