1、【看封面】没有上帝粒子就没有人类湖北省石首市文峰中学 刘浏(刘涛) 434400瑞典皇家科学院 2013 年 10 月 8 日宣布:2013 年诺贝尔物理学奖授予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,以表彰他们描述了粒子物理学的标准模型,并成功预测希格斯粒子的存在。一、希格斯粒子誉为“上帝粒子”的渊源1988 年诺贝尔物理学奖获得者美国物理学家利昂莱德曼出版过科普读物上帝粒子:如果宇宙是答案,那么问题是什么? ,从此媒体沿用在称呼上无疑抓住人们的关注度,希格斯粒子被人们誉为“上帝粒子” ,广泛被传播开来。科学家们理性认为“上帝粒子” 这个称呼过分抬高了这种粒子的重要性,
2、利用类似神学词汇来标注一个令人费解的亚原子粒子,似乎是为了触怒那些反科学的宗教人士,或至少使他们游离于科学之外。 “上帝粒子”已经成为希格斯粒子的一种美称,然而它却既非物理也非神的意志,却对两方面产生了一定的影响。预言者之一希格斯是无神论者,非常不喜欢“上帝粒子”说法,更不希望自己的名字冠在粒子前,但反复权衡之后,终于谦虚接受了希格斯粒子这个名称。二、 “上帝粒子”的来源与作用物理学家普遍认为,上帝粒子在内的一系列基本粒子都来源于宇宙大爆炸。上帝粒子会形成遍布宇宙空间的希格斯场(图 1) ,一些粒子在希格斯场中运动,就像在糖浆中穿行,因受到阻力而变得凝滞,粒子由此获得质量。不同粒子受到的“阻力
3、”不同,其所获得的质量也有差异。(图 1)1993 年,英国政府举办过一场比赛,让科学家用一页纸的篇幅解释希格斯场,获胜者是英国伦敦大学物理学家戴维 米勒,他把希格斯场比作一个房间,房间里均匀分散着一大群为政客聚会服务的工作人员,一个无关紧要的人可以不受阻碍地在人群中穿来穿去,假如时任英国首相撒切尔夫人到场,一定会吸引大量的关注:聚会工作人员会围拢在她周围,减慢她穿行的速度,使她带上某种“质量” 。上帝粒子是宇宙形成的基础,如果没有上帝粒子,宇宙中的所有粒子都将以光速运动,高速运行的粒子将无法结合到一起,就不会产生原子、分子、DNA、蛋白质,也就不会有生命,就不会有人类,更不会有其他任何物质,
4、宇宙将会是一片虚无。上帝粒子是物质的质量之源,是赋予其他粒子质量的粒子,其他粒子受其作用产生惯性,最终形成质量,上帝粒子的发现有助于我们理解其它粒子质量的起源。三、上帝粒子的预言与发现1964 年,恩格勒特与人合作首次提出粒子如何得到质量的理论,一个月后,希格斯(图 2)也发表论文明确提出存在一个新粒子的概念,在物理评论快报发表文章,提出希格斯机制理论,并以他的名字“希格斯”命名了这种粒子,因被认为可对质量做出解释,所以或可能解释了宇宙的形成。他们凭借创建能够解释大爆炸后物质如何形成的理论问鼎年度诺贝尔物理学奖。这个曾经扑朔迷离让众多物理学家倾注多年心血寻找的“上帝粒子” ,终于实 至名归。(
5、图 2)2011 年 12 月 13 日,欧洲核子研究中心(CERN)科学家宣布,他们发现了希格斯玻色子存在的迹象。但经考虑实验其它误差后,宣布实验结果无效。2012 年 7 月 4 日,欧洲大型强子对撞机(LHC)试验(图 3)宣布发现了一个新粒子,与希格斯玻色子特征有吻合之处,到颁发 2013 年诺贝尔物理学奖,仅仅过去了一年多的时间。希格斯粒子的发现证实了他们所提出有关粒子如何获得质量的理论。(图 3)英国著名物理学家史蒂芬霍金与美国密歇根大学教授戈登凯恩用 100 美元打赌,自信地认为希格斯粒子不可能被找到。而当欧洲核研究组织宣布找到上帝粒子时,霍金此刻大度称赞了该发现的重要意义,并打趣地说:“这个发现应该能为希格斯赢得诺贝尔奖,不过害我输了 100 美元” 。“上帝粒子”将是人类认识宇宙的一面最直接的镜子,希格斯粒子作为质量之源确实存在,科学家们或将由此推测出宇宙大爆炸时的情景,继续寻找占宇宙质量 96%的神秘的暗物质、暗能量。