《上帝粒子》,[美]利昂·萊德曼 迪克·泰雷西著,米緒軍等譯,尹傳紅校,四川科學技術出版社 2022年6月第1版。
《上帝粒子》英文本初版于1993年。10年后,它有了第一個中譯本,我很榮幸地受邀擔當了此書的校譯工作。最近,《上帝粒子》由“未讀·探索家”重新打造,納入“諾獎大師通識經典系列”,由四川科學技術出版社推出。這是20年間《上帝粒子》誕生的第3個中譯版本。
《上帝粒子》述說的是探尋物質最終要素這個老生常談的故事,但作者的生花妙筆卻把它講得趣味橫生、引人入勝,在破解謎案式的敘事中穿插了許多俏皮的字句、機智的旁白和詼諧的典故,向讀者呈現了一組極富人文色彩的科學家群像。我非常贊同這樣的一個評價和判斷:此書“可能是迄今描寫物理學的最有趣的一部作品”,萊德曼則是“繼理查德·費曼之后最有魅力的物理學家”。
萊德曼本人因發現μ子型中微子、揭示了輕子的內部結構而榮獲1988年諾貝爾物理學獎。在粒子物理學領域,萊德曼更大的聲譽,或許就是他給本書的主角——希格斯玻色子(希格斯粒子)的命名了。但,“上帝粒子”之名,其實緣自萊德曼的一句詛咒。
他可能聯想到愛因斯坦曾說過,物理學家的工作是“讀懂上帝的思想”。這個由英國物理學家彼得·希格斯預言存在的希格斯粒子,對于我們最終理解物質的結構舉足輕重,而同時它又是那樣的難以琢磨,所以,萊德曼稱之為“上帝粒子”(God Particle)。不過,他原先取的名字是“該死的粒子”( Goddanmn Particle),“考慮到它那‘惡毒’的本性,再加上花在它身上的巨額資金,我認為這個名字可能更加合適?!钡霭嫔逃X得不雅,于是變通一下,就成了“上帝粒子”。
在《上帝粒子》一書中,萊德曼講述的故事有兩個謎案需要去解決,它們都跟粒子有關。第一個是人們苦苦追尋的由德謨克利特最早提出的不可見也不可分的物質粒子——“原子”,它位于整個粒子物理學討論的基礎問題的核心。人們已經為解決這個謎案奮斗了2500年。在《上帝粒子》的前幾章中,萊德曼詳細地回顧了前輩們所做的工作,又在后幾章中引導讀者回到現在來追尋第二個、也許是更大的一個謎案,其主角便是他認為在指揮著宇宙交響曲的粒子。其中最讓粒子物理學家撓頭的,非希格斯預言的那個“該死的粒子”莫屬。
別稱“上帝粒子”的希格斯玻色子,是描述粒子和力如何相互作用的標準模型的基石以及最后缺失的一環。希格斯在1964年提出存在一種粒子場,并預言存在另一個有質量且自旋為零的玻色子的可能性,即存在希格斯場的量子粒子的可能性。這種能吸引其他粒子進而產生質量的粒子,就是著名的希格斯玻色子。但希格斯理論起初一直不被同行理解,乃至時常被懷疑和嘲諷。
根據希格斯模型,基本粒子是跟一種看不見的、無所不在的場發生相互作用而獲得了質量。一切物質的質量都由希格斯場的存在而決定。尋找希格斯玻色子,正是建造超級對撞機的主要原因之一。
《上帝粒子》以流暢風趣的文筆描繪了粒子物理發展史上涌現的許多杰出的科學家,但作者顯然沒有刻意去拔高或一味地頌揚他們(包括作者自己)。在他眼里,科學家有的很安靜,也有的雄心勃勃;有的受好奇心驅動,也有的是為了一己私利;有的有著天使般的美德,也有的貪得無厭;有的絕頂聰明,也有的年老時還像孩子般天真。作者還談道,“科學家之間能力的差距也是巨大的”:我們之中有權威無上的人,有絕頂聰明的人,有心靈手巧的人,有直覺靈敏的人。但對于科學來說,最最重要的還是——運氣。這里面甚至也有傻瓜和……笨蛋!
多少年來,科學家在人們的頭腦中似乎都已經“固化”成了一種模版式的形象。但翻一翻《上帝粒子》,聽一聽萊德曼的夫子自道,再瞧一瞧他的“自畫像”,相信你看到的會是一個真實的科學家,一個可愛的萊德曼。
繼《上帝粒子》之后,萊德曼在2013年又出版了《超上帝粒子計劃》(Beyond the God Particle)一書。在書中,他再度深入解釋了發現“上帝粒子”的最終結果,討論了困擾物理學家多年的幾個重要問題:為什么科學家們始終堅信“上帝粒子”的存在?“上帝粒子”之外還有新的粒子、力和物理新定律嗎?美國需要多大能量的新加速器重新奪回在科學上的世界領導地位,并能夠進行費米研究中心的探索“超上帝粒子”X計劃以及介子加速器計劃?
2018年10月3日,萊德曼在美國愛達荷州去世,享年96歲。