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译文链接：http://select./view/257632/256764 译者：fking86
《希格斯力：创造缤纷世界的破坏对称性之力》．尼古拉斯?米 著．拉特维斯出版社；331页；50美元/25英镑。上亚马逊购书，Amazon.co.uk （Higgs Force: The Symmetry-Breaking Force that Makes the World an Interesting Place. By Nicholas Mee. Lutterworth Press; 331 pages; $50 and ￡25. Buy from Amazon.com, Amazon.co.uk） 《量子的故事：历史的40个瞬间》．吉姆?巴格特 著．牛津大学出版社；469页；16.99英镑。预计4月份在美国出版；29.95美元。上亚马逊购书，Amazon.co.uk （The Quantum Story: A History in 40 Moments. By Jim Baggott. Oxford University Press; 469 pages; ￡16.99. To be published in America in April; $29.95. Buy from Amazon.com, Amazon.co.uk）《无穷的困惑：量子场论和探寻宇宙的秩序》．弗兰克?克罗斯 著．贝斯科图书出版社；399页；28.99美元。牛津大学出版社；16.99英镑。上亚马逊购书，Amazon.co.uk （The Infinity Puzzle: Quantum Field Theory and the Hunt for an Orderly Universe. By Frank Close. Basic Books; 399 pages; $28.99. Oxford University Press; ￡16.99. Buy from Amazon.com, Amazon.co.uk） 《科学大围捕：追踪失踪粒子》．伊恩?善珀 著．贝斯科图书出版社；307页；25.95美元．维京图书出版社；8.99英镑．上亚马逊购书，Amazon.co.uk （Massive: The Missing Particle that Sparked the Greatest Hunt in Science. By Ian Sample. Basic Books; 307 pages; $25.95. Virgin Books; ￡8.99. Buy from Amazon.com, Amazon.co.uk） 物理学家的名字很少家喻户晓。在英国，不少电视观众将会听到布赖恩?考克斯（Brian Cox）的名字，就是他又一次让物理学迷住了大众。不过他之前，你可能得追溯约摸一个世纪到爱因斯坦或者大约三个世纪到艾萨克?牛顿，才能找到这么耳熟能详的名字。当然，终有一天，彼得?希格斯（Peter Higgs）和与之齐名的玻色子可能会盖过他们的光辉。 希格斯先生的明星之路始于1964年发表的一篇简短而充斥着方程式的论文。他在论文中预言了一种粒子的存在，这种粒子赋予了其他亚原子以质量。希格斯先生提出的挑战最终促成了大型强子对撞机（LHC，如上图所示）的建成，这是有史以来最雄心勃勃、也是最昂贵的科学实验设备——耗资100亿瑞士法郎（约合100亿美元）。它也引发了图书出版的小高潮，来解释这一切的渊源。 尼古拉斯?米（Nicholas Mee）是英国皇家天文学会的研究员，有剑桥大学理论粒子物理学的博士学位，他在《希格斯力》中简述了希格斯玻色子的重要性以及找寻它的研究。在位于日内瓦郊外、长达27公里的地下环形隧道里，大型强子对撞机使亚原子粒子质子以接近光速的速度撞击。然后科学家们在大教堂那么大的探测器里研究其碎片。 米先生解释说，难以捉摸的粒子被认为是所谓希格斯场的物理表现，这种场在宇宙大爆炸后不久就遍布宇宙。最初，所有的粒子都没有质量。正如物理学家所说，这就是说它们在以光速四处运动；相比之下，大型粒子就没那么活跃，倒是名副其实。不过，当宇宙的温度降低到大约1万亿度以下，宇宙就会经历一个过渡阶段：希格斯场突然出现，某些粒子，不是所有的，开始与希格斯玻色子相互作用。就是那些实实在在慢了下来的粒子。换句话说，它们获得了质量。结果，用物理学家的行话来说，某种原始的对称性被“自发地打破”了。如果嫌这听起来太深奥，米先生还演示了这一切怎样导致了复杂原子的形成，以及生命的形成——这就是为什么有些人把希格斯玻色子称为“上帝的粒子”的原因。作者还用初等代数对这一过程进行了些许数学原理的解释。（当然编辑本该对读者有更大的信心，不必把这些内容降格，放进附录里面去。） 希望在更为广泛的物理理论框架内来了解希格斯玻色子的人可能更喜欢《量子的故事》，由吉姆?巴格特（Jim Baggott）所著，他也曾是研究员，后来转行当科普作家。粒子是“标准模型”的基础，该理论是描述基本粒子行为方式的数学模型，已有40年的历史。巴格特先生捕捉到其发展的40个关键时刻。这本书比较深奥，但读者如果不畏艰难、非要弄清楚“本征值”（eigenvalues）或“渐近自由”（asymptotic freedom）的话，就会发现其知识内涵丰富，开卷有益。 事实证明，假如没有希格斯玻色子引出自发性对称破坏，基础物理学的大厦就缺乏坚实的根基——35年多来，20位基础物理学家获得过不下8次诺贝尔奖。难怪研究人员都密切注意着来自日内瓦的消息。 如果大型强子对撞机真的发现了希格斯玻色子——最新的研究结果表明很有可能，那位怕和媒体打交道的创意人肯定会被召至斯德哥尔摩的诺贝尔颁奖典礼。他很可能在那里与另两位共同站在领奖台上。（一项诺贝尔奖通常只颁发给一个人，但如果有多人胜出，也可由不超过3人共享。）鉴于还有四位可能的候选人，弗兰克?克罗斯（Frank Close）特别关注的问题是，另外两位应获此殊荣的人是谁。 克罗斯先生娓娓道来他的故事。他的著作题为《无穷的困惑》，意指量子物理学在竭力摆脱“难以驾驭的无穷性”，这是因为量子力学的规律要求计算粒子行为的物理学家考虑无限的可能情形。希格斯玻色子的行为机制在所谓“再常模化”（renormalisation）的数学计算发展过程中十分重要，使之具有了可计算性。 科学家并非另类，这不足为奇。某些人为荣誉耍手腕，另一些（他们往往更应获得荣誉）却受到冷落。例如在1964年，有6位理论物理学家提出了粒子物理学方面的类似观点，并在一个月内提交了他们的论文。在布鲁塞尔，弗朗索瓦?恩格勒特（Fran?ois Englert）和罗伯特?布劳特（Robert Brout）发表了一篇论文，所概述的机制和希格斯的机制大同小异，不过比他还早几个星期。伦敦帝国学院的汤姆?基布尔（Tom Kibble）、杰拉德?古拉尔尼克（Gerald Guralnik）和卡尔?哈根（Carl Hagen）则在希格斯之后几个星期发表了他们的论文。（布劳特于2011年去世，但其他4位还健在，全都在为诺贝尔奖较量着。） 希格斯先生的卓越之处在于，其一是只有他假设了新的粒子，这是他新加入的观点，在此之前的论文版本曾被杂志退稿，理由是缺乏“实际应用”（用物理学家的话来说，就是无法用实验验证）。克罗斯先生指出，另一个原因是，后来获得诺贝尔奖的史蒂夫?温伯格在其1967年的论文中错误地声称希格斯论文的发表时间早于布鲁塞尔那两位科学家的论文，而史蒂夫?温伯格的这篇论文被广为引用。 克罗斯先生本人就是卓有成就的粒子物理学家，比谁都接近这一领域的大腕们，熟知其中很多人，或者与之进行过深度交流，比如希格斯先生。相关的学术文章、会议论文集、回忆录或其他公开发表的资料，好像没有他不知道的。这种不厌其烦追求历史细节的努力留住了许多宝贵史实（例如，英国邮政大罢工就说明帝国学院的三位学者要比世界其它地方晚几周才能得知希格斯和布劳特-恩格勒特的论文）。不过，这可能也妨碍了其叙事。 要想轻松一点了解这一主题的话，读者应该尝试阅读《科学大围捕》，伊恩?善珀于2010年出版的娱乐性故事读物，他是伦敦《卫报》的科普作家，同样追踪报道过许多相关人士，包括希格斯先生。但是，克罗斯先生严谨的著作毫无疑问是这段故事最权威的版本。他的著作给诺贝尔奖委员会提出的建议毫不含糊。不过评审委员们也不是好糊弄的，他们肯定会把它读个透彻。
希格斯玻色子 |
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