宇宙起源：上帝粒子被发现 霍金打赌总是输

2012年07月12日 10:50
来源：时代周报 作者：马欢

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发现“上帝粒子”是物理学界的重大突破。

“我觉得我们已经得到它了。你同意吗？”

在日内瓦，面对座无虚席的观众，欧洲核子研究所所长洛夫霍耶尔宣布：两个为大型强子对撞机（LHC）工作的独立团队，已经确定发现了希格斯玻色子（又名“上帝粒子”）。

准确地说，是发现的概率超过99％，按照科学家们的说法，至少目前他们已经可以预计发现存在一种在希格斯玻色子位置上的全新粒子。

在欧洲的另一端，英国物理学家霍金也通过视频表达了对这一成果的肯定。早年，他曾经和友人下注，打赌这种粒子不会存在。“我与美国密歇根大学的戈登凯恩打赌，希格斯粒子不会被发现。不过就在刚才，似乎我已失去了100美元。”在视频中，这位70岁的理论物理学家赌输了钱貌似遗憾，但嘴角边闪烁着微笑。他表示，事实上，他很高兴希格斯粒子成功被发现，甚至给提出这一理论的英国物理学家彼得希格斯提前授予了“诺贝尔物理学奖提名”。

对于普通民众来说，希格斯玻色子听起来甚为陌生，但是对于物理界来说，这可是一个里程碑式的发现，其重要性不亚于人类登上月球。

一直在“逃”的“上帝粒子”

宣布这次重要发现后，现场特地邀请到四位在20世纪60年代帮助希格斯理论发展的理论家，其中也包括彼得希格斯本人。在宣布发现希格斯玻色子的时候，这位来自英国的科学家喜极而泣。

83岁高龄的希格斯穿着白衬衫和灰西装，接受在场人士的起立鼓掌。他激动地说：“这真的是我生命中最不可思议的奇迹。 40多年前，我根本没有想过，这一天会在我的生命中发生。因为那时候，人们根本不知道到哪里去寻找希格斯玻色子。所以，我非常高兴地得知，这是真实存在的粒子，并且有足够证据让科学家们宣布这一发现。”

就是这位理论物理学家，提出了在物理界大名鼎鼎的“上帝粒子”，他希望借此来解释为什么我们的宇宙中物体存在质量？为什么星系、行星和人类有生存权？这种粒子对于研究物理学的标准模型乃至世界的存在，都甚为重要。

自然界究竟如何生成的？我们为什么存在于这世界之上？对普通人来说，这也许是哲学范围的话题，但是对于物理学家来说，他们需要从专业角度来考虑：是什么样的力量让世界变成当今之模样的？到底是什么让人类可以生存于这世上？

物理学中一般认为，自然界中物体之间的相互作用力可以划分为4种：即引力（重力）、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。

自从爱因斯坦的相对论解决了重力问题之后，理论物理学家开始尝试建立统一的模型，以期解释通过后3种力相互作用的所有粒子，这就是物理界中的标准模型。该模型把基本粒子分为夸克、轻子和玻色子3大类，预言了62种基本粒子的存在。

在粒子世界里，自旋为整数的粒子称为玻色子，如光子、胶子的自旋都是1。自旋为半整数的粒子称为费米子，如电子、夸克、中微子的自旋都是1/2。希格斯粒子属于玻色子，因为它的自旋是0，这也是目前知道唯一自旋是0的玻色子。

希格斯玻色子被认为是整个标准模型的基石。在英国科学家彼得希格斯之前，物理界的标准模型有一个致命缺陷—它所演绎出的世界里没有质量。直到1964年，希格斯才提出了希格斯场的存在。

但“上帝粒子”的提出挫折不断。1964年的一天，希格斯正在苏格兰高地上行走时，突然萌发了“上帝粒子”这么一个概念。随后，他撰写了两篇论文，第二篇论文一度遭到了设在欧洲的核研究组织的《欧洲物理学快报》的拒绝。

根据希格斯的理论，希格斯玻色子是其他粒子形成质量的基础。它们在希格斯玻色子构成的“希格斯场”中存在，受其作用而产生惯性，最终才有了质量；之后才有了其他粒子在除引力外的另3种力的框架中相互作用，最终形成物理的“标准模型”。因其重要，物理学家们也将希格斯玻色子称为“上帝粒子”，正因有它的存在，才有了质量，才有了其他粒子，进而才创造了现在这个世界。