彼得·希格斯逝世：璀璨的独行者

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彼得·希格斯逝世：璀璨的独行者

爱丁堡大学消息，当地时间 4 月 8 日，2013 年诺贝尔物理学奖获得者、英国理论物理学家彼得·希格斯（Peter Higgs）因病在家中安详辞世，享年 94 岁。

希格斯最广为人知的贡献，是在 1964 年提出以他名字命名的希格斯机制，预言希格斯玻色子的存在，揭示了包括W玻色子在内所有基本粒子的质量起源。

爱丁堡大学校长彼得·马斐森（Peter Mathieson）在讣闻中写道：“彼得·希格斯是一个非凡的人——一位卓有天赋的科学家，以其远见和想象力丰富了我们对周遭世界的认识。他的开创性工作激励了成千上万的科学家，他的贡献还将继续鼓舞一代又一代的后来人。”

编译 | 周舒义

不管本人意见如何，希格斯的名字广为公众所知，是从诺贝尔奖开始的。自他摘获诺奖桂冠以来，下面这段轶闻被众口相传、津津乐道：

1964 年的一个周末，徜徉于凯恩戈姆山川河谷间的希格斯，忽然福至心灵，悟到了理论的关键。他目不窥园、足不下楼，醉心于粒子物理研究；直到大儿子出生时，还呆在数里之外的图书馆。

希格斯不谙世事，远离现代生活——从不看电视，也没有手机，直到 80 岁生日才获得了人生中第一台电脑。诺贝尔奖揭晓当天，他并未焦急地守在电话旁，而是在大街上溜溜跶跶。直到撞见旧邻、收到祝贺时，他的第一反应也是茫然和疑惑：

“啥奖？”

上述叙事满足了我们对物理学家的所有想象，唯一的问题在于真假掺半。

在 2013 年的采访中，希格斯告诉记者，他对漫步山间、灵感袭来的传言一头雾水，自己也并未对诺奖的青睐感到意外。面对旧邻的祝贺，刚从利斯区吃饭回来的希格斯早已对一切了然于胸——“当我说‘啥奖？’时，真的只是在开玩笑。”

希格斯是个性格孤僻的人。事实上，那天他为了避开沸腾的人潮，本打算驱车前往西高地（West Highlands）。结果因为汽车六个月没开，电瓶亏电打不着火，“所以我放弃了这个计划，当然，我没把这事告诉任何人。”

传闻也有真实的部分，希格斯确实过着“低科技”的生活。他住在小公寓里，没有手机，没有电视，也没有互联网。他从儿子那里收到过一部手机，却从未往外拨过电话——除了家人，没有人知道这个号码。“我讨厌被这样打扰。为什么人们可以这样打扰我？”

因为他们喜欢保持联系？“但我不想联系。这是对我生活方式的侵犯，原则上我当然没有义务接受它。”希格斯家中也没有电视，但这并不是因为他对外面的世界缺乏兴趣。“我不认为电视是外部世界，” 希格斯曾直截了当地说，“我认为它是一种人工制品。”曾经有人让希格斯看了《生活大爆炸》，但他“印象不深”。

身为教授，希格斯有一个邮箱地址，但他从不发送电子邮件，甚至也从未浏览过网页。早先，秘书会把收到的邮件打印出来，他再一一用纸信回复；后来，邮箱转交一位同事打理，这位同事清楚，绝大多数邮件都无需惊动希格斯。

希格斯喜欢独处，但并非两耳不闻窗外事。在他馥郁而内敛的一生中，也不乏华彩奔流。

1929 年 5 月 29 日，希格斯出生于英国泰恩河畔的纽卡斯尔；1941 年，为躲避德军轰炸，希格斯举家迁往布里斯托尔。他在当地的可安文法学校就读时，世界笼罩在核阴影下，他差点为此放弃物理专业，“这显然是我不想卷入的事情。”希格斯一度积极参与英国反核运动组织——核裁军运动（CND），但 CND 后来逐渐走向偏激，甚至开始反对修建核电站。希格斯受够了那些“连反应堆和核弹都分不清的家伙”，选择退出组织。“我原以为他们只是被误导了，把两者混为一谈。”

1950 年，希格斯从伦敦大学国王学院物理系毕业。他本打算攻读粒子物理专业的博士学位，指导教授却劝退说：“目前的粒子物理理论的情况很糟糕，你研究这个理论不会取得任何成绩，更不用说获得诺贝尔奖。”于是希格斯选择了分子物理学。

在 CND 活动期间，希格斯结识了他后来的妻子——一位美国语言学家。他的确错过了大儿子的出生，但事实上，这只是因为在妻子前往美国伊利诺伊州探望父母时，分娩提前了一个月。

1960 年，希格斯返回爱丁堡大学担任讲师，同事们觉得他“有点古怪，也许喜欢胡思乱想”。希格斯和上级关系紧张，他在处理学生抗议活动方面和校长产生了意见分歧。“我认为他根本不了解学生抗议的原因，不分青红皂白就谴责学生领袖。部分学者对他的处理方式颇有微词，我就是其中之一。”

他还和校长在学校对南非公司的股权分配问题上发生了冲突。坊间传言，希格斯迟迟拿不到终身教职，是对他公开挑战校长权威的惩罚。在长达 20 多年的时间里，希格斯甚至没和校长说过话。他确信，要不是 1980 年有被诺贝尔奖提名的传闻，自己早就被扫地出门了。事后交流显示，学院院长的看法是：“好吧，他可能会获得诺贝尔奖。就算没有，我们也随时可以赶他走。”

1970 年后，妻子提出离婚，希格斯的人生落入低谷。此后多年，他一直郁郁寡欢。

阴翳不止来自于家庭，由于缺乏粒子物理学基础，希格斯感到难以跟上领域进展。直到 1996 年退休，他一直游离在学界的种种变革之外。他曾告诉记者，“现今，没有一个学术岗位会要我。就这么简单，我觉得自己的工作效率不够高。”

作为一名“低产”学者，希格斯发表的论文用两只手就能数得过来，这显然跟当下的发文节奏相差甚远。“在系里做研究评估工作时，我曾让他们很尴尬。整个部门会群发信息：‘请列出你近期发表的论文’。然后我回复：‘无’。”

不过希格斯本人倒不觉得尴尬，他调皮地补充说，因为论文太少，曾有研究人员误以为希格斯的网站只列出了部分工作，还向他发邮件要完整清单。“我被技术细节全方位地抛在了后面，也从来没有追上过。所以，有种自己才不堪任的感觉。”

“这也不再是我做事的方式了。很难想象在现在这种环境下，我还会平心静气，再像 1964 年时候那样去做一件事情。”

格斯所说的 1964 年，正是他做出奠基性成果的时候。这一年的 7 月 24 日，他将题为《对称性破缺，无质量粒子和规范场》的文章投至 Physics Letters ，文章很快被接受并发表。一周后，他向 Physics Letters 投递了第二篇文章，却遭到了拒稿。在后续修改中，希格斯强调了希格斯机制给出的理论预言——希格斯玻色子，并将文章投至 Physical Review Letters 。

在希格斯机制中，希格斯引入了一种新的物质场（希格斯场），其在对称性自发破缺之后拥有非零的真空期望值，使得基本粒子可以通过与之相互作用来获得质量。

1993 年，英国科学大臣征集希格斯场和希格斯粒子的最佳通俗解释，奖励是一瓶香槟。伦敦大学学院的大卫·米勒教授最终拔得头筹。米勒把粒子获得质量的过程比作一场鸡尾酒会，普通人无人理睬，可以自在走动，而大咖会被人群包围，穿过会场就很费劲。希格斯机制与之类似：与希格斯场的相互作用越强，粒子的质量也就越大。

粒子物理学家 Martinus Veltman 对此类科普解释持批评态度。他认为自相对论、量子力学以来的物理知识，不能单凭想象和直觉去理解，而是必须借助数学工具。希格斯本人也反对把希格斯场比作粘稠糖浆之类的解释，因为他觉得这会引入误解。

在公众传媒中，希格斯玻色子更广为人知的绰号——“上帝粒子（God Particle）”，出自物理学家利昂·莱德曼的科普书籍 The God Particle 。因为物理学家投入大量资源却遍寻无踪，莱德曼最初想叫它“Goddamn Particle（该死的粒子）”， 后来迫于出版商压力才改成现在的 God Particle 。

希格斯并不喜欢这个绰号。这倒不是什么出于维护宗教感情的考虑，恰恰相反，他是一名无神论者。有人写信给他，声称《圣经》《古兰经》或佛经之类预言了“上帝粒子”的存在，让希格斯对这个绰号更加后悔。他毫不客气地批评道：“我不是信徒。有些家伙在科学和神学之间已经糊涂了。他们声称 CERN 的实验证明了上帝存在。西班牙教会要为这一误导负责，它把脑袋本就不清楚的糊涂蛋搞得更混乱了。那些真心相信上帝七天创造世界的人们，脑子真的好使吗？”

虽然希格斯在传媒中的形象谦虚而内敛，但他有时也会像上面这样，呈现出尖刻一面。当记者问他最近读了什么虚构小说时，他会开玩笑：“你是说其他人的论文吗？” 希格斯还对 Physics Letters 在 1964 年的那次拒稿耿耿于怀：“我不懂他们为什么接受一篇讲一种可能避开戈德斯通定理的论文，却又拒绝一篇解释如何做到这一点的文章。因此，我认识到把文章修改完后发给欧洲核子中心（CERN）的 Physics Letters 不是明智之举，CERN 的人不懂这类事情。”

时间会改变很多东西，包括 CERN 。2012 年 7 月 4 日，两位 CERN 的实验小组发言人在 CERN 主礼堂报告了大型强子对撞机（LHC）的最新实验结果，证实希格斯玻色子很可能存在，彼时希格斯 83 岁，距离他 1964 年的预言，足足过去了 48 年。

置身气氛热烈的会场，这位耋耄老人摘下眼镜，默默擦拭泪水。他事后解释说，自己心潮汹涌，“主要是因为等待结束，松了口气”。


来源：CERN

许多星星孤独地燃烧着，熄灭了，很久以后，它的光才到达我们的眼睛。

希格斯是幸运的，他等到了自己理论得见验证的这一天。2013 年 10 月 8 日，希格斯和弗朗索瓦·恩格勒分享了当年的诺贝尔物理学奖。在获奖演说中，希格斯选择 1960年作为自己故事的开场：

那一年，全苏格兰高校联合举办了首届物理暑期学校，新到爱丁堡大学的希格斯应邀协助会议组织，负责晚餐的红酒供应。

希格斯记得，暑校里有四名年轻学生，每天都在学校的一间地下室里讨论理论物理，直到深夜。他们很少能在第二天早起，来听第一节学术报告。这四位年轻人是：N. Cabibbo ，S. L. Glashow ，D. W. Robinson 和 M. J. G. Veltman 。

希格斯并未参与他们的讨论，因为他要保管红酒。许多年后，Cabibbo 告诉希格斯，正是四人在晚餐后偷拿的红酒，充当了深夜讨论氛围的催化剂。

Cabibbo 后来成为了 CKM 矩阵里的 C ；Glashow 建立了电弱统一理论，Robinson 与他人合作，给出了非相对论多体系统中信息传播速度的上界。Veltman 和他的学生一道，阐明了电弱相互作用的量子结构。

在一次次深夜畅谈中，希格斯和四人组的唯一交集，不过是一瓶瓶红酒。但这似乎是某种预示：他们此后的人生轨道冥冥交织，仿佛冰冷宇宙中璀璨的大质量星体，隔着茫茫黑暗，以万有引力遥相应答。

从这个意义上讲，希格斯并不孤独。

主要来源

[1] https://journals.aps.org/rmp/pdf/10.1103/RevModPhys.86.851

[2] https://www.theguardian.com/scie ... rlying-incompetence

[3] https://www.theguardian.com/scie ... -boson-dies-aged-94

[4] https://mp.weixin.qq.com/s/mnNrjaFjGzWuzRPkRPoVfA

原创 周舒义 返朴 2024-04-11 08:21 江西