隸屬于瑞典皇家自然科學(xué)院的諾貝爾物理委員會(huì)在本月8日的評(píng)選會(huì)上做出了很不尋常的事情。它沒有按照預(yù)先通知的那樣，在歐洲中部時(shí)間上午11點(diǎn)45分宣布今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主，而是先說推遲半小時(shí)宣布，后來感興趣的人們其實(shí)整整等了一小時(shí)，三位諾獎(jiǎng)委員代表才出現(xiàn)在皇家自然科學(xué)院的新聞室。

接著，科學(xué)院終身秘書長(zhǎng)諾馬克宣布今年的諾獎(jiǎng)：“今年的物理學(xué)獎(jiǎng)是獎(jiǎng)給某種非常小的但改變一切事物的東西，皇家自然科學(xué)院決定將2013年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)給布魯塞爾自由大學(xué)的弗朗索瓦·恩格勒教授，以及愛丁堡大學(xué)的彼得·希格斯教授。頒獎(jiǎng)詞如下：獎(jiǎng)給一個(gè)對(duì)理解亞原子粒子質(zhì)量起源有貢獻(xiàn)的機(jī)制的理論發(fā)現(xiàn)，這個(gè)機(jī)制最近被歐洲核子中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的ATLAS和CMS兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所證實(shí)?！?/p>

我?guī)缀踔鹱种鹁涞胤g了頒獎(jiǎng)詞，第一因?yàn)樗容^復(fù)雜，第二因?yàn)樗木_表達(dá)值得琢磨。

首先，“理論發(fā)現(xiàn)”是準(zhǔn)確的，恩格勒和希格斯兩位都是理論家，是發(fā)現(xiàn)這個(gè)理論的六位理論家中的幸運(yùn)的兩位。這個(gè)發(fā)現(xiàn)是一個(gè)基礎(chǔ)物理學(xué)中的機(jī)制，什么機(jī)制？是“對(duì)理解亞原子粒子質(zhì)量起源有貢獻(xiàn)的機(jī)制”，注意到“有貢獻(xiàn)”，而不是質(zhì)量起源的機(jī)制，可見這個(gè)機(jī)制并沒有被諾獎(jiǎng)物理委員會(huì)的成員公認(rèn)為最基本的機(jī)制。

我覺得，委員會(huì)認(rèn)為，在這個(gè)機(jī)制背后還有更深刻的道理，留給后人去發(fā)現(xiàn)。這個(gè)機(jī)制當(dāng)然是理論上的，而且是49年前就被六位理論家發(fā)現(xiàn)的。雖然在理論上物理學(xué)家已經(jīng)應(yīng)用了49年，直到去年7月份這個(gè)機(jī)制才被歐洲核子中心的數(shù)千名實(shí)驗(yàn)家所證實(shí)。

“證實(shí)”這個(gè)詞很重要，沒有它，諾獎(jiǎng)委員會(huì)失去了頒獎(jiǎng)給兩位理論家的理由。但是，我猜測(cè)，也許公布頒獎(jiǎng)被延遲了一小時(shí)是因?yàn)殛P(guān)于“證實(shí)”是否嚴(yán)格正確的爭(zhēng)論。即使ATLAS和CMS也不敢公開聲稱他們證實(shí)了這個(gè)機(jī)制，因?yàn)槿ツ瓯话l(fā)現(xiàn)的疑似希格斯粒子還有一兩個(gè)重要特征沒有被證實(shí)，第一個(gè)就是這個(gè)粒子的自旋。我們知道，基本粒子都有自旋，例如電子的自旋是1/2個(gè)量子，而光子自旋是1個(gè)量子，希格斯粒子的自旋呢？沒有，或者說它的自旋等于零。ATLAS和CMS還沒有能夠證實(shí)這一點(diǎn)。

既然這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)“組”并沒有證實(shí)他們花了多年辛苦時(shí)間所發(fā)現(xiàn)的粒子的自旋等于零，所以就不能嚴(yán)格地說他們發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子。當(dāng)然，任何做出這個(gè)發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)家，任何在這個(gè)領(lǐng)域工作的物理學(xué)家都毫不懷疑這個(gè)新粒子就是希格斯粒子，否則這個(gè)發(fā)現(xiàn)將打破粒子物理學(xué)的基礎(chǔ)?？墒侨绻麤]有“證實(shí)”這兩個(gè)字，諾獎(jiǎng)就不能頒給恩格勒和希格斯這兩個(gè)老頭。

（資料圖：2013年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主弗朗索瓦·恩格勒（Fran?ois Englert，圖左）和彼得·希格斯（Peter Higgs，圖右）。圖片來源：歐洲核子中心（CERN））

關(guān)鍵是，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)為了升級(jí)暫時(shí)關(guān)閉一段時(shí)間，希格斯粒子的自旋可能要等上兩年才能被證實(shí)，可是希格斯已經(jīng)84歲，恩格勒也有80歲了，他們等得起嗎？

我提前兩天嘗試預(yù)言今年的諾獎(jiǎng)。說“預(yù)言”一點(diǎn)也不過分，因?yàn)橹Z馬克在回答媒體的問題時(shí)說這個(gè)決定就是今天做出的，就在離這里只有幾米遠(yuǎn)的地方，可見至少諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的最后投票是8號(hào)上午。在此之前，誰(shuí)也無法預(yù)料誰(shuí)將會(huì)獲獎(jiǎng)。

我在微博上是這樣寫的：“總有人讓我預(yù)測(cè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，這次我只有50%把握，Peter Higgs和一兩位其他人，可能是Fran?ois Englert，如下圖。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)8號(hào)下午5點(diǎn)45分公布。我還想預(yù)測(cè)一下文學(xué)獎(jiǎng)，盡管我希望詩(shī)人獲獎(jiǎng)，這次我覺得女作家更有希望，她們是，Alice Monroe, Atwood, Joyce Carol Oates。立此帖為證。”

可見，預(yù)言今年的諾獎(jiǎng)還是有一點(diǎn)危險(xiǎn)的，因?yàn)闅W洲核子中心并沒有百分之百地證實(shí)了希格斯粒子的存在。我猜測(cè)，也許諾獎(jiǎng)物理會(huì)員會(huì)就是否“證實(shí)”多爭(zhēng)論了一個(gè)小時(shí)，北歐人會(huì)就一個(gè)重要的詞爭(zhēng)上一個(gè)小時(shí)完全不意外?；蛘吒訃?yán)重地，也許他們一直沒有投出占多數(shù)票的獲獎(jiǎng)?wù)撸苍S在最后一刻還有另一組物理學(xué)家和發(fā)現(xiàn)希格斯機(jī)制的人競(jìng)爭(zhēng)。

除了參加投票的人，今后很多年內(nèi)誰(shuí)也不會(huì)知道在那一小時(shí)內(nèi)到底發(fā)生了什么。

無論如何，讓我們祝賀兩位物理學(xué)家，同時(shí)也祝賀另外三位沒有獲獎(jiǎng)的，他們的貢獻(xiàn)也不小，只是因?yàn)橐粚弥Z獎(jiǎng)不能有超過三位物理學(xué)家分享他們被跳過了，他們是：湯姆·基伯，杰瑞·古拉尼，理查德·哈根。另外，恩格勒教授的合作者羅伯特·布羅特不幸在兩年前去世了。

最后，總要說幾句關(guān)于這個(gè)機(jī)制的話，雖然網(wǎng)上已經(jīng)充斥關(guān)于希格斯粒子或上帝粒子的信息。

希格斯場(chǎng)是這樣一種場(chǎng)，它完全不同于物理學(xué)家熟悉的電子場(chǎng)，也不同于光子場(chǎng)，更不同于夸克場(chǎng)。這種場(chǎng)存在的唯一目的是讓世界看上去是現(xiàn)在這個(gè)樣子：幾乎所有粒子都有質(zhì)量，特別是電子。萬(wàn)一電子沒有質(zhì)量，它就跑得和光一樣快，不可能和原子核組合成原子，從而，地球也許就不存在，人類更加不可能存在。

那么，希格斯場(chǎng)是怎么做到讓很多粒子帶上質(zhì)量的？有一個(gè)經(jīng)典的比喻：假設(shè)將充滿真空的希格斯場(chǎng)變成偶像的腦殘粉，這些腦殘粉充滿了一個(gè)大廳?，F(xiàn)在，物質(zhì)粒子進(jìn)場(chǎng)，這些粒子有些是貴族，有些是名人，最后，還有一位是英國(guó)女王。我們想，也許英國(guó)女王最有名，最值得腦殘粉求合影求簽名，她在這個(gè)大廳的行進(jìn)速度最慢，從而質(zhì)量最大。其次可能是某些足球明星，比方說貝克漢姆，他行進(jìn)的速度比女王稍快些，再其次是其他名人。

所以，物理粒子因?yàn)楸幌８袼箞?chǎng)纏上了，才有了質(zhì)量，例如電子。但這不是故事的全部。希格斯場(chǎng)的作用還有一個(gè)，就是讓弱力變成最弱的力（萬(wàn)有引力除外），電磁力變成比弱力更強(qiáng)的力，這就是所謂對(duì)稱破缺，希格斯場(chǎng)讓兩種本來相似的力看起來完全不一樣了。

其實(shí)，以上也不是故事的全部。希格斯場(chǎng)沒有傳說的那樣萬(wàn)能，例如質(zhì)子的質(zhì)量雖然有一部分來自于它，更多的卻來自于強(qiáng)作用力以及不可思議的量子論。

（責(zé)任編輯：余江波）