他因「上帝粒子」获得诺贝尔奖,得奖当天火速搬到乡下:它毁了我的生活

他因「上帝粒子」获得诺贝尔奖,得奖当天火速搬到乡下:它毁了我的生活

他在得知自己获诺贝尔奖的那天,并没有兴奋,没有雀跃。 而是选择火速逃离自己所住的城市,搬到人烟稀少的乡下去。

然后他说:「这样就没人能打扰到我了。」

干出这件事的,正是英国物理学家彼得·希格斯 (Peter Higgs)。

他因「上帝粒子」获得诺贝尔奖,得奖当天火速搬到乡下:它毁了我的生活

很多人对他的印象还是停留在「他打赌赢了霍金」、「等待48年的玻色子终于被证实」、「光速般获得诺贝尔奖」。 甚至是颠覆了整个物理世界的认知。

但鲜为人知的是,希格斯还是一个极度有社交恐惧症的人。

十年前的7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)宣布「上帝粒子」(希格斯玻色子)正式被发现。 而这也让希格斯「被迫」站到了众目睽睽的聚光灯之下。 当他面对蜂拥而至的记者和接连不断的提问,希格斯显得格外腼腆和局促:

记者:是否觉得提出的理论像一个科幻小说?
希格斯:你要觉得是,就继续这么觉得吧。
记者:这项发现的意义是什么? 是否能推动世界的发展?
希格斯:我不知道。

而更为戏剧的是,当希格斯回到爱丁堡后,记者让他在发布会上从幕布中露一下头,然后就出现了这一幕……

他因「上帝粒子」获得诺贝尔奖,得奖当天火速搬到乡下:它毁了我的生活

记者这么做的本意是想表达「希格斯(玻色子)露头了」,但从现在看来,也是极其符合希格斯社恐的性格。

「上帝粒子」让希格斯名声大噪,但他本人却觉得很糟糕。

在接受相识40年的老朋友、粒子物理学家Francis Edwin Close采访时表示:

玻色子的发现毁了我的生活。

希格斯认为,自己的工作风格是独立的,偶尔有个好点子的那种。

在Close看来,希格斯简直和被他发现的粒子一样难以捉摸.

所以他为描写希格斯及其理论的新书命名为:《难以捉摸:彼得‧希格斯如何解开质量之谜》(Elusive: How Peter Higgs Solved the Mystery of Mass)。

或许,社恐、难以捉摸、独行,才是聚光灯之下最为真实的那个希格斯。

论文被拒,转投对手杂志:他们不懂

1925年5月29日,希格斯在英格兰泰恩河畔新堡出生。

他17岁进入伦敦市立中学就读,专研数学; 后来在伦敦国王学院获得物理学位,并成为爱丁堡大学的研究员。 (其后他也曾在其它大学任职,于1960年又返回爱丁堡大学担任讲师。 )

希格斯在爱丁堡大学期间,便对「质量」产生了浓厚的兴趣。 在经过深入研究之后,希格斯提出了这样一个观点:

在宇宙大爆炸刚发生的时候,粒子是没有质量的。 但在不到一秒的时间后,它们却得到了质量。 这是它们在一种场中相互作用的结果。

而这个「场」,便是后来著名的希格斯场 (Higgs Field),希格斯由此进而还预言了希格斯玻色子的存在。

他因「上帝粒子」获得诺贝尔奖,得奖当天火速搬到乡下:它毁了我的生活

但即便在现在看来具备如此「划时代」意义的研究,也经历了「被拒稿」的悲剧。

1964年,希格斯基于之前的研究写了两篇论文,篇幅均只有2页,并发给了《物理快报》(Physics Letters)。

不过杂志只接收了一篇,第二篇论文在评审阶段,被著名物理学家南部阳一郎以「需解释这一理论的物理学意义」为由拒稿。 而后希格斯加了这部分内容后,转手却将被拒的论文投到了「对手」杂志——《物理评论快报》(Physical Review Letters)。

结果,中了!

这也就成为了希格斯有关玻色子设想的第一次公开发表。

而当时被拒稿的事情,希格斯可以说是耿耿于怀了,在那之后很多次的演讲中,他都说:

好吧,我觉得当时他们根本就没看懂。

事实上,「看不懂」这事还持续了好一段时间。 以至于英国科学部部长不得以举办竞赛,来找到能用最通俗的「人话」去解释理论的方法。 不过即使如此,希格斯玻色子仍旧没有引发很多人的关注。

社恐希格斯:上帝粒子毁了我的生活

1993年,诺贝尔奖(1988年度)得主利昂‧莱德曼出手了。 他专门写了一本书来解释这个理论,名字都想好了,叫做《上帝诅咒的粒子》。 不过杂志社编辑为了让这本书更有噱头,将名字改成了《上帝粒子》 (The God’s Particle)。

他因「上帝粒子」获得诺贝尔奖,得奖当天火速搬到乡下:它毁了我的生活

果不其然,连书带名字,上帝粒子这个概念很快被传播开来。 但这却让希格斯本人烦恼不已——因为希格斯是一个无神论者。 而且本身谦虚低调的他,之前不太愿意拿自己的名字去命名相关理论和粒子。

用希格斯本人的话说就是:「我不配」。

他曾多次表示,这个机制应该叫「ABEGHH’tH机制」,因为他认为有八位研究员对这个理论做出了贡献。 但他对「上帝粒子」更无法接受,于是权衡之下他只好面对用自己的名字去命名这件事了。 不过后来,当有人在其本人面前提及「希格斯玻色子」时,他还是会不禁打个冷颤。

而“上帝粒子”给希格斯带来的烦恼,还不止命名这一个——

2012年,欧洲核子研究中心(CERN)在瑞士日内瓦召开发布会宣布:发现与希格斯玻色子特性一致的新粒子。

消息一出,宛如一枚重磅炸弹投掷在了科学界。

向来低调、内向的希格斯,在发布会现场只是坐在角落里,拿出白手绢轻轻擦拭夺眶而出的泪水:

这证实了我48年前的猜想,我没想到有生之年能够看到这一切。

事后,与希格斯对赌的霍金公开将100美元的赌注寄到了他手上,诺贝尔奖也紧随而至。

他因「上帝粒子」获得诺贝尔奖,得奖当天火速搬到乡下:它毁了我的生活

但也正是这些纷遝至来的荣耀,把本来深居简出的希格斯一下子拉到聚光灯下,给他带来了不小的烦恼。 所以,就发生了前文提到的那些事。 在得知自己获得诺奖的当天,希格斯赶忙离开了位于爱丁堡市区的家,搬到了一个乡村庄园。

这样就没人会打扰到我了。

毕竟在希格斯玻色子被正式发现之前,83岁(2012年)的老先生还在爱丁堡独居着。 家里没有电视、电脑,他甚至很少打电话; 他与外界交流的主要方式,也仅仅是翻看几本物理学杂志。 甚至在旁人的印象中,他连看到陌生人都会害羞。 这也就不难理解,为什么「上帝粒子」会给希格斯带来烦恼了。 以至于老先生会在接受采访时留下那句:

粒子的发现毁了我的生活。

生活中的希格斯:习惯孤独

在生活中,希格斯习惯于当一个独行者。 他的大部分童年时光都是在家中母亲教导下度过的; 父亲是个BBC的无线电工程师,基本与他们分开生活。 而他前半生的主题基本可以概括为:追求不时髦的东西。 他甚至在仅20多岁时,就被打上了「老顽固」的标签。 因为他选择了一个被同时代人几乎抛弃的物理学分支,别人都认为没有前途。

而至于怎么和女孩子们打交道,年轻的希格斯几乎一窍不通。 他在伦敦国王学院认识的一生挚友,英国物理学家Michael Fisher后来回忆道:

每当他们在欧洲各地开车环游度假时,他都会给希格斯介绍女朋友,可惜希格斯从未成功过……

Michael Fisher▲ Michael Fisher

当时,希格斯与浪漫绝缘的形象深入人心。 以致于他后来向理想主义的美国语言学家Jody Williamson求婚时,惊呆了众人。 当Michael Fisher在国王学院得到了他理想工作时,希格斯去了爱丁堡大学。 在爱丁堡大学员工俱乐部的一次会议上,希格斯结识了Jody Williamson。 他们于1962年至1963年之间结婚。

1965年的一天,正在工作的希格斯被叫到电话旁:他的妻子生下了他们的第一个孩子。 巧合的是,希格斯那天正在撰写的论文,是关于宇宙诞生的一个关键时刻。

在科学研究方面,自1964年希格斯写下关于希格斯玻色子的第一篇论文后,他已被泼了多次冷水。 不过他最终收到了哈佛大学的演讲邀请,这一次,作为听众的其他物理学家们终于没有再打击他的观点。 当他于1966年回到爱丁堡时,已有了一定的国际声誉。

而另一边,他的婚姻家庭却开始出现问题了。 他的妻子于1969年生下了他们的第二个儿子,几年后还是提出了离婚。 离婚,不仅没有让希格斯更努力地工作,反而让他失去了支撑自己研究的精神支柱。 后来,希格斯决定放弃追逐荣誉,更多地投身于教学。

他的前妻Jody留在了爱丁堡。 他们俩仍然是朋友,并共同履行着父母、以及后来祖父母的职责。

虽然「上帝粒子」的发现给希格斯的生活带来了不便,但与此同时,这也足以证明希格斯玻色子被发现有多么重要。

为什么希格斯玻色子这么重要?

再来说说希格斯玻色子。

2013年,诺奖官方对希格斯给出的颁奖理由是:

他首先在理论上发现了希格斯玻色子的机制,而最近有实验证实了这种粒子的存在。

他因「上帝粒子」获得诺贝尔奖,得奖当天火速搬到乡下:它毁了我的生活

希格斯玻色子为何如此重要,科学家为什么能凭它问鼎诺贝尔物理奖? 要回答这个问题,不妨先来了解一下量子世界和粒子之间是如何相互作用的。

在希格斯首次提出希格斯玻色子的1964年,当时物理学家们都致力于用一种叫作量子场论(Quantum Field Theory,QFT)的理论框架来描述弱力。

彼时,量子场论已形成了量子电磁学的基础,是一个对电磁相互作用非常成功的描述。 然而,由于一个基本问题,将量子场论应用于弱相互作用是不可能的:该理论不允许粒子有质量。

具体来说,就是W和Z玻色子的弱力载体必须是无质量的,否则就会打破量子场论的一个基本对称性,导致该理论失效。 这就造成了一个Bug——因为弱力载体必须有质量,才能与弱相互作用的极短范围一致。

而希格斯机制找到了解决这个问题的办法。

希格斯机制,可以简单描述为:

当宇宙诞生时,希格斯场充满了不稳定但处于对称状态的粒子。 在大爆炸后不到一秒,该场出现了一种稳定的配置,但它打破了最初的对称性。 在这种配置中,理论方程仍然是对称的,但希格斯场的破缺对称性产生了W和Z玻色子的质量。

此外,后来的研究发现,其他基本粒子也能透过与希格斯场的相互作用获得质量。

希格斯玻色子,就是希格斯场的一种基本粒子,它不带电荷、色荷,极不稳定,生成后会立刻衰变。 该粒子被证实,对于揭开物质质量起源之谜有极为重大的意义。

自2013年希格斯本人因希格斯玻色子获诺奖以来,该领域研究一直在蓬勃发展。

在希格斯玻色子被发现10周年之际,Nature杂志分享了从那时至今,科学家们已了解到的,和还想继续探索的东西。

而欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)即将进入第三个运行阶段; 此外,科学家们已开始着手准备,计划从2030年开始进行LHC的第四次运行,探索更多未解之谜。

在这里,让我们和Nature一起,祝希格斯玻色子10岁生日快乐!

他因「上帝粒子」获得诺贝尔奖,得奖当天火速搬到乡下:它毁了我的生活

最后,分享一句泰晤士报对希格斯玻色子的评价:

这种粒子以希格斯命名是恰当的。 它是难以捉摸的、是渺小的,但它有能力改变世界。

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