“上帝粒子”不再是传说

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希格斯——“上帝粒子”的发明与发现

ISBN: 
978-7-5428-5719-4/N·876
出版日期: 
2013-08
开本: 
16开
页码: 
240
定价(元): 
38.00
作者: 
吉姆·巴戈特
译者: 
邢志忠
  

 

书评作者: 
卞毓麟
发布媒体: 
解放日报

 

        日前,因对希格斯玻色子(又称“上帝粒子”)所做的预测,英国理论物理学家彼得·希格斯和比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒被授予2013年诺贝尔物理学奖。至此,“上帝粒子”不再是传说。

        “上帝粒子”对物理学而言意义重大,“如果没有它,粒子物理学的根基就不存在了。”

        那么,“上帝粒子”究竟为何物?它又是如何被发现的?这本《希格斯:“上帝粒子”的发明与发现》将带领我们完成这次神秘之旅。

        不出所料,当地时间10月8日消息从斯德哥尔摩传来:比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒和英国理论物理学家彼得·希格斯因成功预言希格斯玻色子而荣获2013年诺贝尔物理学奖。

        恩格勒生于1932年11月6日,现年81岁;希格斯生于1929年5月29日,现年84岁。1964年,他们各自独立地提出了希格斯玻色子理论。其实,恩格勒的合作者、1928年出生于美国的比利时理论物理学家罗伯特·布劳特,也对此作出了同等的贡献。然而,他已于2011年以83岁高龄谢世,按诺贝尔奖不得授予逝者的规定,布劳特只好永久地缺席了。

        早在20年前,鉴于希格斯玻色子之奇特与重要,美国著名粒子物理学家、1988年诺贝尔物理学奖得主利昂·莱德曼就给它起了一个优雅的诨名——上帝粒子,并写了一本备受称道的科普杰作《上帝粒子:假如宇宙是答案,究竟什么是问题?》,其中文版已于2003年由上海科技教育出版社出版。“玻色子”是以印度物理学家玻色的姓氏命名的一大类微观粒子,它们的共同特点是“自旋量子数”为整数。例如光子的自旋为1,就是一种玻色子,希格斯玻色子的自旋则为0。

        追根溯源,寻找希格斯玻色子之旅,始于一个十分古老的问题:“世界是由什么构成的?”古希腊哲学家德谟克利特主张世间万物皆由不可分割的“原子”组成,不同物体的“原子”各有不同的几何形状。虽然他的具体构想并不正确,但“原子”这一概念和名称却永久地流传下来了。19世纪初,英国化学家道尔顿创建了近代的原子学说。到20世纪30年代中期,人们已经知晓:每个原子中央各有一个原子核,原子核由带正电荷的质子和不带电的中子组成;不同化学元素的原子,其核内的质子数和中子数各不相同。带负电荷的电子则由电磁力的作用而束缚在原子核周围。及至20世纪后期,物理学家已相当肯定:质子和中子其实亦非基本粒子,它们皆由“夸克”组成。不同的夸克由所谓“味”和“色”之不同以作区分。例如,质子由不同“味”的3个夸克构成——2个上夸克和1个下夸克,它们具有完全不同的“色”,所产生的组合便呈现为“白色”……

        当代物理学如此这般的绘景,堪称神奇而美妙。但是,有一个根本问题依然是个谜,即:基本粒子的质量从何而来?这个问题曾经难住了无数科学家。当今的粒子物理学有一个“标准模型”,是人类理解物质世界微观结构及其相互作用力的集大成之作,而其点睛之笔便是“希格斯机制”。这种机制,预言了“上帝粒子”的存在,它是各种基本粒子获得质量的根源。自从希格斯、恩格勒以及其他一些物理学家各自独立地提出这种机制之后,人们一直在苦苦寻找希格斯玻色子的踪影,却一无建树。直到2012年7月4日,事情才有了转机:那天,一个酷似希格斯玻色子的新粒子终于在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机上现身……

        正好,这就为英国科普作家吉姆·巴戈特笔下的《希格斯:“上帝粒子”的发明与发现》一书提供了绝妙的结尾。两天之后,巴戈特的这部新作杀青,并由牛津大学出版社迅速推出。《希格斯》一书以洗练生动的语言,钩玄提要地回顾了百年来的基本粒子物理学史,讲述了寻找“上帝粒子”的酸甜苦辣,字里行间充盈着人类不懈探索的精神、科学家的人文情怀和鲜明个性。对于关注外国科普作品的读者,本书作者巴戈特是一个熟悉的名字。他擅长写作科学前沿题材,14年前他的另一部佳作 《完美的对称——富勒烯的意外发现》中文版面世,迅即好评如潮。

        巴戈特这部《希格斯》的中文版权,最终为上海科技教育出版社取得。该社旋即邀请中国科学院高能物理研究所的著名粒子物理学家邢志忠执译。2013年1月,邢志忠教授快速浏览全书之后,顿觉确乎值得一译。接下来的3个月便是译者夜以继日的魔鬼式劳作,直至4月译事告竣。5月份,《欧洲核子研究中心快报》刊出题为“希格斯玻色子的诞生”一文,宣称“来自ATLAS和CMS的结果现在提供足够的证据,确定了2012年发现的新粒子就是玻色子”。ATLAS和CMS是大型强子对撞机上与寻找希格斯玻色子有关的两个探测设备,来自世界各国的数千名科学家正使用它们进行合作研究。

        2013年8月中旬,中文版的《希格斯》面世。8月18日那天,邢志忠应邀专程赴沪亲临上海书展作科学讲座“‘上帝粒子’的发明与发现”,紧接着的签名售书场面感人。不能不提的是,中文版高水准的翻译给读者带来了很多便利和愉悦。书中加了不少言简意赅的译注,还纠正了原著的若干差错。这既体现了译者的学养,更凸显了一种工作态度。译事无止境,只可惜当下如此认真的译者委实太少。

        《希格斯》一书把对“上帝粒子”的理论预言和寻找过程展示得一清二楚。对于科学家来说,成为诺奖得主无疑是人生中非常精彩的一幕。然而,更精彩的还是莱德曼在《上帝粒子》一书中谈及当年获奖时的那种感受:“获得诺贝尔奖当然令人非常激动,但这种激动实在不能与我们意识到试验成功那一刻那种难以名状的激动相比。”

        (作者系中科院国家天文台客座研究员、中国科普作家协会副理事长,《希格斯:“上帝粒子”的发明与发现》,吉姆·巴伐特著,邢志忠译,上海科技教育出版社出版)