諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、英國(guó)理論物理學(xué)家彼得·希格斯于2024年4月8日去世，享年94歲。他一生中最著名的成就是預(yù)測(cè)了理論物理標(biāo)準(zhǔn)模型中的一個(gè)關(guān)鍵粒子及其作用機(jī)制。

來(lái)源：愛(ài)丁堡大學(xué)官網(wǎng)正是因?yàn)檫@一貢獻(xiàn)，他獲得了2013年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這種粒子在物理學(xué)中被稱(chēng)為希格斯玻色子，但在大眾媒體中，它有一個(gè)更響亮的綽號(hào)：——“上帝粒子”。這個(gè)粒子如何成為“神”呢？是否意味著它是“上帝創(chuàng)造的”，或者說(shuō)它在物理學(xué)中的地位等同于“上帝”？?jī)烧叨疾?。事?shí)上，無(wú)論從字面意義上還是比喻意義上來(lái)說(shuō)，它都與上帝無(wú)關(guān)?？茖W(xué)界有很多不好的名字，但如果科學(xué)家要投票選出最糟糕的名詞，上帝粒子這個(gè)名字可能會(huì)位居第一。

為什么科學(xué)界不喜歡它

“上帝粒子”這個(gè)名字？上帝粒子這個(gè)名字最早出現(xiàn)在物理學(xué)家Leon Lederman的科普書(shū)《上帝粒子》中。

不過(guò)，他在書(shū)中表示，這個(gè)名字并不是他的初衷。他原本想稱(chēng)其為“該死的”粒子，因?yàn)樗o物理學(xué)家?guī)?lái)了很大的麻煩。但由于出版商強(qiáng)烈反對(duì)，并要求將其截?cái)酁椤吧瘛绷Ｗ?，他只好同意了。?duì)于這個(gè)新名字，他還強(qiáng)行給出了解釋?zhuān)涸凇杜f約·創(chuàng)世紀(jì)》的第11章中，有一個(gè)神話，本來(lái)全人類(lèi)的語(yǔ)言是通用的，但后來(lái)因?yàn)槿祟?lèi)想要建造巴別塔，惹怒了上帝困惑他們的語(yǔ)言使人類(lèi)無(wú)法相互交流。這就是巴別塔的神話（巴別塔的意思是“混亂”或“混亂”）。萊德曼表示，希格斯粒子可能是上帝創(chuàng)造的一種令人困惑的東西。他甚至在書(shū)中復(fù)制了這個(gè)神話，將其應(yīng)用于希格斯粒子，將對(duì)撞機(jī)與當(dāng)代通向宇宙之謎的巴別塔進(jìn)行了比較。這種解釋顯然是無(wú)理的事后想法。在宗教神話中，上帝做了很多事情。再者，如果非要用這個(gè)典故的話，稱(chēng)其為“巴別粒子”更為合適。但無(wú)論如何，他就是這么稱(chēng)呼它的。這個(gè)名字傳開(kāi)了。在科學(xué)界，很少有人喜歡上帝粒子這個(gè)名字。雖然夸張的名字在科學(xué)上并不少見(jiàn)，但這個(gè)名字不僅夸張得離譜，而且還“夸張”了錯(cuò)誤的方向。當(dāng)然，希格斯玻色子與任何宗教中的神靈都沒(méi)有關(guān)系，但它并不能解決理論物理中的所有問(wèn)題，甚至與宇宙的根本起源沒(méi)有太大關(guān)系。簡(jiǎn)而言之，它在任何意義上都與神無(wú)關(guān)。希格斯本人是一位無(wú)神論者，不喜歡這個(gè)名字，認(rèn)為它可能會(huì)冒犯別人。研究希格斯玻色子的物理學(xué)家基本上一致反對(duì)這個(gè)名字。物理學(xué)家一再建議改個(gè)新名字，但這個(gè)名字最初是由大眾媒體而不是物理學(xué)界內(nèi)部使用的，這些建議只能是徒勞的。那么這是誰(shuí)的錯(cuò)呢？一些觀點(diǎn)將責(zé)任完全歸咎于出版商，認(rèn)為這個(gè)壞名聲與物理學(xué)家無(wú)關(guān)。但事實(shí)上，考慮到當(dāng)時(shí)的歷史背景，萊德曼同意采用這個(gè)名字幾乎可以肯定是有動(dòng)機(jī)的。

《上帝粒子》本書(shū)

《上帝粒子》這本書(shū)誕生的背景不僅普及了當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)的希格斯玻色子，還大力吹捧了粒子加速器在基礎(chǔ)物理中的作用，以及其推出的加速器——超導(dǎo)超對(duì)。萊德曼本人的飛機(jī)墜毀，那年我們面臨“生死危機(jī)”。

萊德曼在費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室拍攝。圖片來(lái)源：公共領(lǐng)域當(dāng)時(shí)，萊德曼是費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的第二任主任。他的前任是物理學(xué)家羅伯特·威爾遜。當(dāng)威爾遜尋求資金為實(shí)驗(yàn)室建造粒子加速器時(shí)，他受到了原子能委員會(huì)的質(zhì)詢。當(dāng)一名國(guó)會(huì)議員問(wèn)他“這個(gè)加速器與國(guó)家安全之間是否有任何聯(lián)系”時(shí)，威爾遜給出了著名的回答：“它與國(guó)防沒(méi)有直接關(guān)系，只是讓國(guó)家更值得保衛(wèi)?！边@句話極大地鼓舞了當(dāng)時(shí)物理學(xué)界的士氣，質(zhì)詢會(huì)議順利通過(guò)。加速器的建造于1969 年10 月3 日開(kāi)始，威爾遜鏟起了第一鏟泥土。然而，那已經(jīng)是過(guò)去的事了。威爾遜本人已于1978 年辭職，以抗議資金削減。萊德曼隨后接管了實(shí)驗(yàn)室。他竭盡全力將原來(lái)的加速器升級(jí)到1 MeV（因此更名為MeV加速器），但為了取得進(jìn)一步的突破，還需要從頭開(kāi)始建造新的加速器。 1984年，雄心勃勃的超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)在萊德曼的推動(dòng)下啟動(dòng)。預(yù)計(jì)全長(zhǎng)87公里，超高能量達(dá)到40 MeV。如果希格斯粒子存在，這個(gè)對(duì)撞機(jī)幾乎肯定會(huì)找到它。時(shí)間來(lái)到了1993 年，超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)還只是德克薩斯州荒野中一條22 公里長(zhǎng)的地下隧道，但已經(jīng)花費(fèi)了20 億美元。那時(shí)，蘇聯(lián)已經(jīng)解體，國(guó)會(huì)已經(jīng)失去了冷戰(zhàn)的沖刺，政府債務(wù)已突破2000億美元，新總統(tǒng)克林頓對(duì)其前任發(fā)起的項(xiàng)目并不太熱心。其他領(lǐng)域的科學(xué)家也提出了質(zhì)疑。另一個(gè)重要項(xiàng)目國(guó)際空間站也出現(xiàn)了嚴(yán)重的成本超支。看來(lái)兩者只能選其一了。歐洲的資金被保留給他們自己的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）。此外，在原定討論超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)資金合作的美日貿(mào)易峰會(huì)上，布什患腸胃炎，吐在日本首相宮澤喜一的衣服上，當(dāng)場(chǎng)暈倒。隨后的討論被取消。 Lederman的書(shū)《上帝粒子》就是在這樣的背景下誕生的。他希望這本書(shū)能夠引起公眾對(duì)高能物理領(lǐng)域的關(guān)注，或許還能影響國(guó)會(huì)政策，挽救他的努力。原名《神罰粒子》原本是一個(gè)非?！皹?biāo)題黨”的名字。雖然改成上帝粒子有些夸張，但大概并沒(méi)有違背萊德曼的初衷。然而，他失敗了。該書(shū)出版同年3 月，《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道稱(chēng)，加速器的預(yù)計(jì)支出已增至80 億美元。六月，該非營(yíng)利組織發(fā)布了一份報(bào)告，發(fā)現(xiàn)對(duì)撞機(jī)資金管理嚴(yán)重不善。 10 月19 日，眾議院拒絕了后續(xù)資助。 30日，總統(tǒng)簽署了項(xiàng)目取消法案。在歐洲，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)于1998年開(kāi)工，2008年竣工。它于2012年發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子本身，能量只有超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)的六分之一。威爾遜建造的費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室加速器由于各種原因于2011年停止運(yùn)行。如今，美國(guó)唯一運(yùn)行的粒子加速器是位于紐約布魯黑文的相對(duì)論重離子加速器。目前，世界上還沒(méi)有任何對(duì)撞機(jī)能夠達(dá)到超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)預(yù)定的能量水平。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，也可以說(shuō)，上帝粒子的命名并非偶然。這個(gè)名字注定是很糟糕的，因?yàn)樗休d著很多美國(guó)粒子物理學(xué)家的反感。

萊德曼夢(mèng)想的巴別塔還是倒塌了，美國(guó)最終選擇放棄超級(jí)對(duì)撞機(jī)。但這是否意味著有限的資金被投入到產(chǎn)出更多的領(lǐng)域，或者是否意味著本來(lái)可以改變世界的發(fā)現(xiàn)被流產(chǎn)了？這是怎么回事？這個(gè)問(wèn)題只能用時(shí)間來(lái)回答。策劃制作作者方剛科普作者評(píng)述丨周曉亮北京交通大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃高級(jí)工程師丨徐來(lái)編輯丨一諾校對(duì)丨徐來(lái)、林琳