“希格斯粒子”与百年诺贝尔物理学奖

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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: 
王世平
发布媒体: 
文汇读书周报

 

        1900年,诺贝尔基金会开始行使法定继承者的权利,将诺贝尔基金每年的利息奖给那些“对人类作出最大贡献的人”。1901年12月,伦琴以发现X射线而获得了首届诺贝尔物理学奖。1999年美国物理学会 《物理世界》杂志千年特刊评出了10名有史以来最杰出的物理学家,其中“相对论之父”爱因斯坦名列榜首,其后依次为牛顿、麦克斯韦、玻尔、海森伯、伽利略、费恩曼、狄拉克、薛定谔和卢瑟福。10人中生活在20世纪的占了7位,这7位都获得了诺贝尔奖(尽管卢瑟福获得的是化学奖而不是物理学奖),由此可见诺奖的精准眼光,其权威性确非浪得虚名。

        从1901年到2012年,除了因战争等原因中断6年外,诺贝尔物理学奖一共颁发106届193人次。大致而言,获奖内容集中在如下领域:测量技术与精密计量、基本粒子探测、天体物理学、场论与粒子物理、粒子磁矩与固体磁性、超导超流与相变、量子物理学、核物理与放射化学、X射线与显微术、物理学与技术。

        20世纪是物理学发展史上最辉煌的世纪,获得诺贝尔物理学奖的诸多成果对人类社会产生了深刻影响。如20世纪初期的量子理论和相对论、超导电性,30年代的超流动性,40年代的量子电动力学,50年代的弱相互作用宇称不守恒现象,60年代的夸克模型、激光器、核磁共振技术,60年代末到70年代初的标准模型,80年代的弦论和宇宙暴胀学说,20世纪90年代操纵单个量子系统的技术等。进入21世纪,得奖项目主要集中在场论与粒子物理(玻色-爱因斯坦凝聚、夸克渐进自由、电弱对称性的自发破缺)、量子物理学(光学量子理论)、天体物理学(中微子和宇宙X射线源、宇宙微波背景辐射的谱形和涨落、宇宙加速膨胀)以及相关的物理学技术(激光精密光谱学、光学通信技术、CCD技术)。

        2013年10月8日,诺贝尔物理学奖授予了希格斯机制的发现者———比利时物理学家昂格勒和英国物理学家希格斯,他们在1964年所提出的希格斯机制预言了希格斯粒子的存在。希格斯粒子被科学家们称为“上帝粒子”,被认为是基本粒子获得质量的根源,几十年来,科学家一直在寻找这种神秘的粒子。2012年7月4日,欧洲核子研究中心发现了一个酷似希格斯玻色子的新粒子,这个粒子是希格斯玻色子(即“上帝粒子”)的可能性高达99.99994%。这一消息瞬间传遍了全世界。各种新闻媒体竞相报道了这个高能物理学的最新胜利,该发现成为报纸和电视的头版头条新闻,成为许多晚间新闻报道的焦点,并触发了亿万观众和听众的好奇心。斯蒂芬·霍金和美国物理学家凯恩曾在2000年打赌,认为希格斯粒子不可能存在,而欧洲核子研究中心的发现实现了希格斯48年前的预言,也让霍金输了100美元。当时法国原子能委员会物理学家克雷恩预测,希格斯玻色子赢得诺贝尔奖是十拿九稳的事。然而,2012年的诺贝尔物理学奖却并未授予夺奖呼声很高的希格斯粒子,这让许多人大呼失望。不过2012年12月20日,《科学》 杂志公布了本年度十大科学突破,《自然》杂志也在同一天回顾了2012年的重大科学事件,希格斯粒子的发现都位列其中,这让我们看到了希格斯粒子“总有一天会得奖”的希望。终于,2013年尘埃落定。

        20世纪60年代末到70年代初建立的标准模型,是人类理解物质世界的微观结构及其相互作用力的集大成之作,它的点睛之笔当属希格斯机制(更准确地说是布劳特-昂格勒-希格斯机制)。该机制不仅使电磁力与弱核力从此分道扬镳,绝大多数基本粒子因此获得质量,而且预言了“上帝粒子”———希格斯玻色子———的存在。上海科技教育出版社今年8月推出的 《希格斯———“上帝粒子”的发明与发现》一书,就详细讲述了寻找“上帝粒子”之旅中交织着成功与失败的传奇故事,展现了科学家们无与伦比的探索精神、人文情怀和鲜明个性。这本书由1979年诺贝尔物理学奖得主史蒂文·温伯格撰写序言。他写道:“今天科学家们的工作只不过是宏大的科学史诗中承前启后的最新篇章:我们力图猜中自然界的奥秘,并始终使我们的猜测服从于实验的检验。吉姆·巴戈特的书将会为读者勾勒出这一历史性的科学探秘之旅中形形色色的风景。”值得一提的是,这本书的书末附有“术语表”,对于“玻色子”、“中微子”、“希格斯玻色子”、“希格斯机制”、“大型强子对撞机”等等神秘又热门的词汇,你都能在此找到解释。译者是国际知名基本粒子物理学家、中国科学院高能物理研究所邢志忠研究员,因此读者尽可以放心术语解释的科学性和普及性。为了让此书中文版早日面世,邢老师进行了几个月夜以继日的苦干,并纠正了英文版原书中的一些错误或表述不妥之处。有趣的是,他在《译后记》中有这么一句话:“如果一切都不出人们所料的话,昂格勒和希格斯荣获今年的诺贝尔物理学奖已经不是悬念。让我们拭目以待这一激动人心的时刻。”果不其然。