彼得·希格斯：“上帝粒子”挖井人

　　以描写物理学家的书呆子生活为主题的美剧《生活大爆炸》，目前进入了两季之间的间歇期，但这部广受欢迎的情景喜剧5年来已经培养出一大批喜欢将一般人听不懂的科学术语挂在嘴边的拥趸。最近两周来，他们提到最多的一个词是希格斯玻色子，如果说不出这个人们最梦寐以求的亚原子粒子，就意味着落伍。

　　记住这个名词并不难，毕竟它用的是科学界最常见的命名方式：基本粒子前面加上发现者的名称，比如牛顿第二定律或者布朗运动。唯一考验传播者科普素养的地方在于断句---粒子的名称叫玻色子，而发现的科学家名叫希格斯---如果将这位苏格兰科学家叫成希格斯玻，那就大大地露怯了。

　　苏格兰国家博物馆的策展人肯定不会犯这样的错误。彼得·希格斯就职的爱丁堡大学距离苏格兰国家博物馆就隔着几条街，在这座位于苏格兰首府爱丁堡钱伯斯大道的雄伟殿堂里，陈列着所有苏格兰知名科学家的功绩。

　　这里有引领工业革命的瓦特发明的蒸汽机，发现青霉素的弗莱明因为救人无数而获得的大量奖章等，最近的一个重要成就则是绵羊“多莉”的标本，让人们铭记爱丁堡罗斯林研究所的伊恩·威尔默特在克隆方面的开创性贡献。现在，策展人应考虑把彼得·希格斯也加入到这个科学名人堂里。

　　低调的无神论者

　　彼得·希格斯，这位“上帝粒子”的挖井人已经83岁了。

　　他出生在英格兰北部城市纽卡斯尔，父亲是英国广播公司的音效工程师。受第二次世界大战影响，希格斯童年教育并不连贯，有相当长的时间在家学习。即便如此，他仍以优异的成绩考入了伦敦大学国王学院，专业是理论物理，并在那里相继获得学士、硕士和博士学位。

　　1960年毕业后，希格斯北上苏格兰，进入爱丁堡大学任教。1964年，希格斯同其他5位物理学同事共同提出了“全新亚原子粒子存在”的可能性，这也成为科学家以后群策群力寻找宇宙起源奥秘的重要理论基础。

　　在学术上跟随希格斯多年的物理学家阿兰·沃克对希格斯评价说：“他脾气相当温和，非常绅士，但在物理学上他有些固执。”但正是这种学术上的固执导致了成功。

　　希格斯一直工作到77岁才退休，在学术生涯中获得多个重要荣誉称号，获奖无数。英国皇家学会、英国物理研究所、欧洲物理学会、美国物理学会都曾授予他重要奖项。但是，希格斯却一直与两项荣誉无缘，一是英国的荣誉爵位，二是诺贝尔物理学奖。

　　英国女王每年都会颁发上千荣誉爵位给各领域突出的人才，比如曼彻斯特联队的主教练弗格森、音乐剧《歌剧魅影》的作者韦伯等人都获得了爵位。但希格斯虽然在物理学界享有盛誉，却一直没有被提名。为此，英国物理学界人士纷纷为希格斯叫屈，认为他作为英国重要的理论物理学家，却没能获封“女王骑士”勋章，实在有欠公平。

　　剑桥大学教授安迪·帕克表示：“希格斯是一位真正的绅士，伟大的物理学家，他理应获得女王授予的骑士勋章。”萨里大学物理学教授吉姆·阿尔卡里也说：“我不认为之前获得女王骑士勋章的人，哪一位有希格斯的贡献大。”

　　虽然多年来希格斯始终是诺贝尔评选委员会考虑的备选人物，但却一直功亏一篑。曼彻斯特大学教授施罗德·雷蒙伯德说，希格斯可以获得诺贝尔物理学奖，但不知道为什么学界将这位老人遗忘了多年。现在看来他已经不需要再征服评委，唯一的对手只是时间。

　　希格斯其实已戴上了物理学界的王者之冠。英国物理学会主席彼得·奈特说，希格斯玻色子的成就与发现DNA和登陆月球相当。利物浦大学粒子物理系主任瑟密斯·布考克则称，对于物理学家来说，这次发现就像哥伦布发现美洲大陆。而在这个重要的发现中，希格斯起到的作用就像是指引哥伦布前行的重要海图。

　　在科学界，卓越的发现者和发明人都享有命名的荣誉，但当别人提到“希格斯玻色子”时，希格斯总是很谦虚，因为他觉得“不配用自己的名字”命名这种粒子。当然，让他更加反感的是“上帝粒子”这个别称，因为作为一个出色的物理学家，他坚称自己是无神论者---这点和笃信宗教与炼金术的前辈牛顿有很大不同。

　　英国《新科学家》记者近日在伦敦一所公寓里采访了希格斯，发现这位老人彬彬有礼，不擅待人接物，“为了保护自己免遭媒体无休止的骚扰，他难得接听电话，身边也不见一台电脑”。房间里物品“透露”了他的爱好：咖啡茶几上摆满了堆叠整齐的科学杂志，古典音乐唱片在书架上紧靠着艺术类图书和陶土小雕像。

　　48年的坚持

　　智者总有属于自己的辉煌时刻。2012年7月4日，希格斯突然造访欧洲核研究组织总部，与其他科学家一同出现在宣布发现“上帝粒子”的新闻发布会上，在这位退休教授抵达观众席时，在场人士纷纷起立鼓掌。

　　欧洲核研究组织宣布，科学家们找到一种新亚原子粒子，这种粒子与据信构成质量的“上帝粒子”，即希格斯玻色子的特征“一致”。由此，万物质量来源之谜或可解开，粒子物理学中缺失的重要一环或可填补。

　　对于后辈的努力，这位身穿灰色西装和白色衬衫的老人显得很欣慰，他让家人准备好香槟庆祝。

　　白发苍苍的希格斯对于时间的流逝唏嘘不已。当年他提出“希格斯场”的存在时还正值壮年，当时他大胆预言了希格斯玻色子的存在。

　　48年前的一个星期四下午，希格斯正坐在爱丁堡大学的系图书馆里，阅读一篇与他的观点完全不同的文章。正是由于批判性的思考，忽然一种想法“开始产生”。而到了下周一早晨，希格斯走到自己的办公室，关于粒子如何获得质量的理论已经在他头脑中成形。

　　接下来的两周，他开始撰写两篇论文，它们后来成为现代粒子物理学的基础。在这两周里，希格斯教授写下了一篇对该理论精确而简短的说明，描述了这种后来被称为希格斯玻色子的粒子。然后，他提前结束了露营假期返回爱丁堡，匆匆撰写了第二篇文章，即后来成为理论的文章。

　　他假设，希格斯玻色子是物质的质量之源，是电子和夸克等形成质量的基础，其他粒子在希格斯场中游弋并产生惯性，进而形成质量，构筑成大千世界。

　　具有讽刺意味的是，当年希格斯在发表他的这一设想时还曾遭到退稿。希格斯第一篇有关玻色子的论文，原本打算在权威杂志《物理快报》上发表，但投稿遭拒。希格斯回忆说，当时自己有些生气，“我阐述得还不够多，不足以使任何人相信这确实是一项重要理论，因此我又添加了几段。”

　　几经修改，希格斯的第二篇论文发表在美国期刊《物理学评论》上，那是希格斯有关玻色子的设想第一次公开发表。不过，这篇在接下来的半个世纪中对大型强子对撞机实验影响深远的文章其实并不长，甚至不足刊物的两页纸。

　　希格斯认为，在137亿年前的宇宙大爆炸过程中，形成一种无形却到处存在的场，希格斯玻色子就存在于这个场内。当有些粒子在与希格斯玻色子遭遇时，它们会降低速度，获得质量，而另一些粒子则会不受阻碍地继续前进。

　　“标准模型”预言了62种基本粒子的存在，其中61种粒子已获实验证实，而希格斯玻色子是最后一种未被发现的基本粒子，也是解释物质质量之谜的最重要粒子。由于它难以寻觅又极为重要，因此也被称为“上帝粒子”。

　　在欧洲核子研究中心宣布发现“上帝粒子”时，年迈的希格斯激动得流下了热泪，“这真的是我生命中最不可思议的奇迹”。48年的坚持，终于等来了奇迹。

　　100美元的赌约

　　认为发现“上帝粒子”是个奇迹的不仅是希格斯，连有着“在世的最伟大物理学家”之称的霍金也这样认为，为此霍金甚至还输了100美元。

　　以通俗读物《时间简史》而尽人皆知的霍金可谓是科学界的摇滚明星，虽然他电子合成的声音一再成为喜剧演员的噱头，但却从来没人怀疑过这个轮椅上的大脑的睿智。然而，就连霍金这样的学者，也曾质疑是否能找到希格斯玻色子。

　　3年前，霍金在接受采访时坚称，耗资巨大的大型强子对撞机实验并不会证实“上帝粒子”的存在。霍金当时称没有一位粒子物理学家会认为这一方法是“正确的”，他甚至为此和希格斯及美国密歇根大学的凯恩教授赌了100美元。

　　霍金的赌约是在一次学术大会上，当时几名物理学家在用餐时讨论欧洲核子研究中心是否能延长大型正负电子对撞机的使用期限。霍金开玩笑说，这项在法国与瑞士边境的欧洲核研究组织进行的实验，如果找不到希望找到的“上帝粒子”，那会“更加激动人心”。

　　希格斯当时就反驳了霍金的观点。他说：“需要承认的是，我从未读过霍金关于这一观点的文章。但我读过他的另一篇文章，我想这篇文章是他作出这样的猜测的基础。而且坦率地说，我认为他的方法不够好。我的理解是他把粒子物理学的各种理论以重力为基础叠加在一起？？没有一位理论粒子物理学家会认为这是一种正确理论。”

　　实验证明霍金输掉了这场赌约，霍金坦承自己输得心服口服并祝愿希格斯获得诺贝尔奖。希格斯透露，在宣布发现新粒子后，霍金曾与他联系并表示支票已寄出。希格斯说，“他不仅是给我一个人钱。我想他还会寄100美元给密歇根大学的戈登·凯恩。”

　　这场赌约的另一位赢家凯恩对来自霍金的美元欣然接受。“我坚信希格斯玻色子一定会被找到。发现希格斯玻色子真是太棒了。它证实了长久以来的猜想，进一步加强了粒子物理‘标准模型’的事实根据。打赌获胜是锦上添花。”凯恩表示要把赢来的钱花在刀刃上，“所有的钱都要用于搞研究。”

　　霍金可能已习惯了以输掉赌约的方式推进科学的普及。

　　1975年，霍金曾关于天蝎座X－1是否包含黑洞打赌，后来认输为赢家订阅了1年的《阁楼》杂志。

　　1991年，霍金又与人赌上了，这次赌的是裸奇点是否存在，霍金再次输了。

　　第三次打赌发生在1997年，霍金同美国物理学家约翰·普雷斯基尔打赌，认为黑洞部不会摧毁它们吞噬的一切信息，霍金于2004年7月21日当众表示输掉了这场赌约，并送给普雷斯基尔一套板球百科全书。

　　关于希格斯色粒子的赌约则是他的第四场赌约。这30多年来，霍金通过杂志、书籍和一点点美元，让更多的人了解到这些科学最前沿的问题。在100美元的赌约背后，希格斯的远见和霍金的牺牲精神都值得称道。

　　希格斯玻色子的发现，意味着一些理论走向终结，因为它们被更好的理论所代替。在科学上，唯一不变的是追求真理的目标，追求是永恒的，还有无数个希格斯正在路上孜孜不倦地前行。

　　文|王亚宏