——邦迪（H. Bondi）
理論物理“傳統(tǒng)”的美往往體現(xiàn)在其方程之上。如果我們想描述某事/某物，或者某事/某物的行為，我們就可以寫下一個(gè)我們認(rèn)為它們會(huì)遵守的方程來(lái)描述其行為。
舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，給定一個(gè)球的質(zhì)量、高度、角度以及它被扔出去的力度，物理方程就能精確地告訴你球在空氣中的路徑，它會(huì)在空中持續(xù)多久，它能飛出去多久以及在什么地點(diǎn)落地。只要一些簡(jiǎn)單的信息，物理就可以描述整個(gè)系統(tǒng)。
但是，你要如何描述球本身呢？我們可以說(shuō)它是紅色的，但這究竟是什么意思？想要描述顏色你就必須考慮從球上反射的光。你可以說(shuō)球是由塑料制成的，但是你需要描述分子，以及構(gòu)成它們的原子，接著要知道構(gòu)成原子的亞原子，等等......
理論物理學(xué)家所追求的是用一個(gè)“萬(wàn)有理論”或“大統(tǒng)一理論”來(lái)描述萬(wàn)物，但是目前為止，這樣的一個(gè)理論并不能囊括引力。
電磁力、強(qiáng)核力和弱核力。（? Physics.info）
除了引力外，粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型就是用來(lái)描述宇宙中的萬(wàn)物，包括已知的所有粒子，以及這些粒子如何通過其它三種力（電磁力、強(qiáng)核力和弱核力）相互作用。
所以，在多數(shù)情況下，當(dāng)我們提起物理學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)模型時(shí)，腦中總是浮現(xiàn)出如下表格：
它跟元素周期表類似，描述了粒子的性質(zhì)，比如質(zhì)量、電荷和自旋。圖中我們可以看到，基本粒子被分為兩類：費(fèi)米子和玻色子。費(fèi)米子中又分為夸克和輕子。所有構(gòu)成人體的物質(zhì)只需要包含三個(gè)費(fèi)米子：兩個(gè)夸克和一個(gè)電子。
粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型中的所有基本粒子：夸克、輕子、反夸克、反輕子和玻色子。（? E. Siegel）
但標(biāo)準(zhǔn)模型并不是由一張表格開始的。這個(gè)幾乎描述了萬(wàn)物的宏偉理論其實(shí)是由好幾個(gè)數(shù)學(xué)模型集合而成的，它們描述了物理學(xué)的基本定律，并獲得了巨大的成功。
現(xiàn)在我準(zhǔn)備展示給你們的就是這個(gè)描述萬(wàn)物的方程。方程以拉格朗日量呈現(xiàn)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，一旦知道了一個(gè)系統(tǒng)的拉格朗日量，基本上你就可以知道一個(gè)系統(tǒng)所需要知道的一切。
理論物理學(xué)家總是說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)模型的方程美麗、優(yōu)雅又簡(jiǎn)潔，并且呈現(xiàn)了我們期待在自然界見到的許多對(duì)稱性?，F(xiàn)在我們就來(lái)看一下標(biāo)準(zhǔn)模型方程的拉格朗日量：
標(biāo)準(zhǔn)模型的拉格朗日量（? T.D.Gutierrez）
看完該方程后，告訴我你現(xiàn)在內(nèi)心的真實(shí)想法是什么？
除了方程的長(zhǎng)相外，就像我們可以通過幾個(gè)簡(jiǎn)單的信息就能計(jì)算出球在空中的路徑，標(biāo)準(zhǔn)模型方程通過一些參數(shù)就可以確保粒子的動(dòng)力學(xué)跟我們?cè)谡鎸?shí)世界中看到的一致。
現(xiàn)在把這個(gè)方程大卸五塊，分別認(rèn)識(shí)一下。（如果想要理解每個(gè)符號(hào)的含義，則需要在物理專業(yè)上研修好幾年。）
1.
這個(gè)部分是用來(lái)描述標(biāo)準(zhǔn)模型中的膠子，也就是傳遞強(qiáng)核力的玻色子。膠子共有八種，并且具有“色荷”的性質(zhì)，因此它們之間可以相互作用。
2.
大概一半的方程是用來(lái)解釋玻色子之間的相互作用的，特別是W和Z玻色子。
玻色子幫助其它粒子“交流”，這種交流我們稱之為力。三種基本相互作用力中有四種玻色子分別跟其它粒子作用。當(dāng)兩個(gè)電子相互排斥時(shí)，它們交換光子，這種交換我們稱為電磁力。因?yàn)楣庾邮菦]有質(zhì)量的，所以他們的傳播距離可以很長(zhǎng)。除了電磁力，還有其它的玻色子用來(lái)傳遞其它的力，無(wú)質(zhì)量的膠子傳遞強(qiáng)核力，以及重W和Z玻色子傳遞弱核力。前幾年剛發(fā)現(xiàn)的上帝粒子——希格斯玻色子，有點(diǎn)不同；它的相互作用會(huì)出現(xiàn)在方程的下一部分。值得一提的是，W玻色子帶有電荷，因此它們可以跟光子相互交流。
3.
這個(gè)部分的方程描述了基本物質(zhì)粒子與弱核力之間是如何作用的。根據(jù)該公式，物質(zhì)粒子共分為三代，每一代都有不同的質(zhì)量。弱核力幫助那些質(zhì)量較大的粒子衰變?yōu)橘|(zhì)量較小的粒子。
這部分也包括了與希格斯場(chǎng)的基本作用，也就是一些基本粒子獲得質(zhì)量的來(lái)源。
有趣的是，這部分方程的其中一個(gè)假設(shè)與物理學(xué)家近年的發(fā)現(xiàn)相悖。它錯(cuò)誤的假設(shè)中微子是沒有質(zhì)量的。而我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中已經(jīng)探測(cè)到中微子具有微末的質(zhì)量。
4.
在量子力學(xué)中，粒子的運(yùn)動(dòng)路徑并不是單一的，也就是說(shuō)有時(shí)候在這一類型的數(shù)學(xué)方程中會(huì)出現(xiàn)“冗余”。為了消除這些冗余，理論學(xué)家經(jīng)常利用虛粒子，他們稱之為鬼粒子（或鬼場(chǎng)）。
這個(gè)部分的方程描述了物質(zhì)粒子如何與希格斯鬼粒子（希格斯場(chǎng)的虛擬實(shí)體）作用。
5.
方程的最后一部分包括了更多的鬼粒子，它們叫做法捷耶夫-波波夫鬼粒子，用來(lái)抵消發(fā)生在弱核力的相互作用時(shí)的冗余。
【注】Thomas Gutierrez是從諾貝爾得住Martinus Veltman的《Diagrammatica》一書中推導(dǎo)出這個(gè)方程的。他花了將近四個(gè)小時(shí)的時(shí)間才用Latex打?qū)懥苏麄€(gè)方程。但是他后來(lái)發(fā)現(xiàn)這個(gè)方程中有一處符號(hào)錯(cuò)誤，不過相信你也不會(huì)愿意去找。
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