2012年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)宣布发现了“上帝粒子”。(希格斯玻色子,希格斯玻色子是粒子物理学标准模型预言的一种玻色子,正是它的存在,基本粒子才拥有了质量。)
“上帝粒子”为什么叫上帝粒子呢?
这就不得不说到一个人——1988年诺贝尔物理学奖获得者利昂·莱德曼(Leon Max Lederman,1922.7.15-2018.10.3),正是他给这种赋予万物质量的粒子起了一个这样一个家喻户晓的名字。
今年正值“上帝粒子”发现10周年,让我们通过几个小故事,来了解一下这个给“上帝粒子”起名的物理学家。
1922年7月15日,利昂·莱德曼出生于纽约的一个平民家庭。利昂的父母都是东欧犹太人移民,经营着一家洗衣店。
“二战”爆发后,利昂成为一名通讯兵,前往欧洲战场。战后,他回到美国,在哥伦比亚大学研修物理专业。
关于军旅生涯,莱德曼喜欢讲这样一则笑话:
中士对着一队刚入伍的列兵,发表了一番关于公制的训话。
中士:在公制下,水的沸点是90度。
士兵:请原谅,长官,水的沸点是100度。
中士:当然。我太傻了,是直角会在90度沸腾。
1960年底,利昂·莱德曼发现了μ中微子(组成物质的最小粒子之一)。
1988年10月10日早晨6点,诺贝尔委员会打来电话,通知他获得诺贝尔物理学奖。
这奖来得实在有些迟,两者相隔27年。
为什么姗姗来迟?
利昂·莱德曼经过分析、比对和验证,得到结论:“瑞典皇家科学院把时间拖后,是因为他们不能确定应该奖励我的哪一项伟大成果。”
作为“二战”后美国粒子物理学领域的巨擘,利昂·莱德曼硕果累累,诺奖级成就不止一项。比如,20世纪50年代,他证明了李政道、杨振宁的宇称不守恒理论。
莱德曼和李政道曾在哥伦比亚大学共事,星期五是当时哥大物理系这群人吃中餐的日子。(他们和谢耳朵、莱纳德等人的时间表看来是有重合的。)
作为这里最懂中餐的人,李政道即将点菜——后来,莱德曼在自己举世闻名的科普著作《上帝粒子》中细致地记录了下来:
李政道点菜很有派头,那真是一种艺术。
只见他瞅了一下菜单、便笺本,用汉语向服务员问了一个问题,而后皱皱眉头,提笔画过纸面,认真地写了几个符号。接着是另一个问题,在一个符号上做了一下改动。为了得到神的指引,他瞥了一眼锡制的浮雕天花板,然后,大笔一挥而就。最后再看时 ,他的两只手都停在便笺本上,一只手五指伸开,传递着教宗对众人的祝福,另一只手则握着铅笔杆。
一切尽在此间,阴阳和色香味的完美交融……
就是在这次中餐会上,莱德曼得以进一步理解李、杨的理论,并得到情报,吴健雄已经着手验证,看起来效果不错。
莱德曼大惊,回去后连夜设计实验,从另一个角度同样证明了李、杨理论的成立。尽管着手稍晚,但他与吴健雄的论文发表在同一家期刊,且收稿日期相同。
显然,莱德曼抢到了一项诺奖级成就。他和吴健雄,两位实验物理学家,可以分得一杯羹。
但1957年的诺贝尔物理学奖只授予两位理论物理学家——李政道和杨振宁。
莱德曼后来在《上帝粒子》中说:
农夫想要寻找珍贵、鲜美的块菌,就会带猪到附近,猪凭借自己独特的本领努力找到了块菌,可就在此时,农夫把块菌连忙拿走了。
实验物理学家就像这头猪,而理论物理学家则是“狡诈”的农夫!
宇宙中有一种神秘的粒子,被认为赋予了万物的质量,名叫希格斯玻色子。如果能找到它,则人类距离宇宙终极之理便又近了一步。
只有建造能量更大的加速器,才有可能捕获这种粒子。
能量越大,耗费越大。因此利昂·莱德曼没好气地管它叫:“该死的粒子**( goddamn particle)**”。
后来他写了一本科普书,讲述人类探索物理学真理的发展历程。本来书名要叫这个名字,合作者嫌不雅,稍作变通,便成了如今大名鼎鼎的上帝粒子( God Particle)。
利昂·莱德曼希望政府能够拨款,建立能量更大的加速器——超导超级对撞机,捕获上帝粒子。
他几乎要成功了。对撞机已经初步建成,只是到1993年,政府又将这个计划中途放弃。
莱德曼抱怨:“爱因斯坦说物理学家的工作是‘读懂上帝的思想’,但你怎样才能读懂美国议员的思想呢?”
原来最难理解的乃是人心。据说,对撞机的一些隧道,现在已被雨季的雨水积满。
阿尔茨海默病,又称“老年痴呆”,它甚至会找上世界上最聪明的人。
2015年,莱德曼不幸身患阿尔茨海默病。为了支付他高额的医疗费用,他的诺贝尔金质奖章被以76.5万美元出售。
到那时,他已经忘记了他作为费米实验室主任的岁月,或者他为赢得这个奖项所做的事情。更不会记得,当年获奖时,被问及是否可以拍摄他的照片,他所说的那句话:“当然。这只是光子。”
“我没有任何真实的故事可以讲述,”他告诉拜访他的人,“我坐在甲板上,看着群山。”
2018年10月3日,利昂·莱德曼辞世,享年96岁。
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