有一位诺贝尔奖得主,是英国的理论物理学家,名叫彼得·希格斯,于2024年4月8日离世,享年94岁。他一生当中最为著名的成就,乃是预言了理论物理标准模型里的一种粒子,这种粒子极其重要,同时还预言了它的作用机制。

图源:爱丁堡大学官网
正是依靠这一贡献,他荣获了2013年诺贝尔物理学奖。这种粒子于物理学领域内被称作希格斯玻色子,然而在大众媒体当中却有着一个响亮百倍的外号——“上帝粒子”。
这粒子为何就被称作“上帝”了呀?是讲它属于“上帝创造出来的”这种情况吗我最喜欢的物理学家,还是指它于物理学里的地位等同于“上帝”呢?
通通都不是,事实上它跟上帝于字面以及比喻义方面均不存在关联,科学界当中存在着许多很糟糕的名字,然而要是让科学家们就最差名词展开投票,“上帝粒子”这般的名字极有可能获取第一名。
为什么科学界不喜欢
“上帝粒子”这个名称?
名为上帝粒子的这一称呼,首次出现的地方,乃是物理学家利昂·莱德曼所著的科普书籍《上帝粒子》。

不过呢,他在书里讲,这个名字可不是他自己原本的意思,原本是想把它称作“遭天谴的”()粒子起步网校,为啥呢,是因为它给物理学家带去了巨大麻烦。然而由于出版方坚决反对,还要求截短为“上帝”(god)粒子,所以他也就只能答应了。
对于这个新名字,他倒是强行给出了一个解释 ,说在《旧约·创世纪》第十一章里 ,存在着一个神话 ,讲的是原本所有人类的语言是共通的 ,然而后来因为人类想要修建一座通天塔 ,从而惹怒了上帝 ,于是上帝变乱了他们的语言 ,致使人类彼此无法沟通 ,这便是巴别塔的神话 ,其中巴别有着“混乱”或者“迷惑”的意思。

莱德曼讲,希格斯粒子没准儿就是上帝弄出来,让人感到困惑迷茫的玩意儿。他甚至在书里头,将这神话套到希格斯子上面,重新照着写了一回,把对撞机譬喻成通往宇宙奥秘的当下巴别塔。
这解释明显属于强词夺理的事后拼命补救,在宗教神话当中,上帝做过的事情那可太多了,再者而言,要是非得运用这个典故,那么叫“巴别粒子”才更恰当,然而总而言之,他就那般这样去叫了,这名字也就随之传播开来了。
在科学界的范围之内,并没有多少人会喜欢上帝粒子这样一个名字。尽管起名字存在夸张的情况在科学领域当中并不是十分罕见,然而这个名字不但夸张到了离谱的程度,而且其夸张还朝着错误的方向。希格斯玻色子当然和任何宗教范畴里的神灵一概没有关联,不过它也没办法解决理论物理的全部问题,甚至和宇宙的根本起源之间也不存在多大的关联性,总而言之在各种各样的意义层面上都和上帝毫无干系。
希格斯,其本人乃是无神论者,为此相当不喜欢这个名字,觉得它极有可能会冒犯到他人。那些研究希格斯玻色子的物理学家,基本上也是一致持反对态度于这个名字。物理学家们多次进行提议,计划要更改一个新的名字,然而呢,这个名字原本是大众媒体在使用,并非物理学界内部所采用,所以这些建议最终也只能是毫无回应我最喜欢的物理学家,就如同泥牛入海一样。
对此,究竟该归咎于谁呢?存在特定观点,将全部责任归咎于出版社,意即觉得这个欠佳的名字与物理学家并无关联。然而实际上,鉴于当时所处的历史背景状况,莱德曼在同意采用这个名字之际,几乎可以确定是存有某种动机的。
《上帝粒子》一书
诞生的背景
《上帝粒子》这本书,它不只是在对当时还没有被发现的希格斯玻色子进行科普,还十分卖力地对粒子加速器于基础物理里的作用加以吹捧,而莱德曼自己极力推荐的加速器,也就是超导超级对撞机,在那一年正处于“生死攸关的紧要时刻”。

莱德曼摄于费米实验室。图片来源:
彼时,莱德曼作为费米实验室的第二任主任,其前任乃是物理学家罗伯特·威尔逊,当年,威尔逊在为实验室寻觅经费以建设粒子加速器之际,曾接受原子委员会的质询。
在一位议员向他发问“就此而论,这个加速器跟国家安全方面是否存在着什么关联”之际,威尔逊给出了一句颇为著名的回应,其内容为:“它跟保卫国家不存在任何直接的关系,只是除了能够让这个国家在整体上变得更具备值得保卫的特质之外。”这样一句话使得当时的物理学界的士气得到了极大的振奋,进而询证会也得以顺利通过。在 1969 年 10 月 3 日这一天,加速器展开动工建设,威尔逊亲自动手铲起了第一铲土。

话虽如此,那却已是往昔之事了,威尔逊先生已于1978年因抗议经费削减而辞去职务,之后莱德曼接手了实验室,他竭尽所能将原先的加速器升级至1兆电子伏(故而更名为兆电子伏加速器)可是若要实现进一步突破,仍需重新修建新的加速器。
1984年,超导超级对撞机在莱德曼雄心勃勃地力推之下开始上马,它预计全长87千米,能够抵达40兆电子伏的超高能量,要是希格斯子存在,这台对撞机几乎肯定可以找到它的身影。
时间推移到了1993年,那时超导超级对撞机只不过是安置在得克萨斯荒野地下、一段长度达22千米的坑道,可资金却已然耗费了20亿,当时苏联已然解散崩溃,国会因冷战结束而失去了推动力量,政府债务冲破两千亿美元,并且新任总统克林顿对前任启动的项目并不怎么热衷。
在其他领域有科学家提出了质疑 ,国际空间站这个重要项目严重超支。面临二选一的情况。欧洲人把经费留给了自己的大型强子对撞机 ,也就是L LHC。 在原本按计划要讨论超导超级对撞机经费合作的美日贸易峰会上 ,老布什突然患上肠胃炎 ,吐在了日本首相宫泽喜一的衣服上 ,接着当场昏倒 ,使得后续讨论不得不取消。
莱德曼所著的《上帝粒子》这本书籍,恰恰是在这样一种背景状况之下诞生的。他内心期望借助这本书籍,从而唤起公众针对高能物理领域的关注,或许凭借此能够带来对国会政策方面的影响,进而挽救他所付出的心血。原本所拟定的名称“遭天谴的粒子”,其本身本来也是一个极为具有“标题党”性质的名字,将其更换为上帝粒子以后,尽管大大地呈现出夸张的态势,然而恐怕并没有违背莱德曼内心的本意。
然而,他失败了。
同年3月书出版时,纽约时报报道称,加速器的预计开支已然增长到了80亿美元。6月,非营利组织所发布的报告认定对撞机经费有着严重的管理不当问题。10月19日,众议院否决了后续经费。30日,总统签署了项目取消的法案。
于 1998 年开始动工的大型强子对撞机,是在欧洲建成的,其至 2008 年才完工,并且在2012 年发现了希格斯玻色子本尊,那时它所拥有的能量仅是超导超级对撞机六分之一的量级,当年威尔逊所建的费米实验室加速器,由于一些各种各样导致的原因,在 2011 年停止了运行,现在美国仍在运行的粒子加速器,就只剩下纽约布鲁海文的相对论性重离子加速器这一台了,目前在全世界范围之内,还未曾出现过任何一台对撞机能够达到超导超级对撞机预定的能量级别。
从这个特定的意义层面来讲,同样能够讲上帝粒子的命名并非是那种毫无缘由的偶然情况。这个名字注定会呈现出相当糟糕的态势,原因在于它承载了诸多美国粒子物理学家内心所蕴含的怨念。莱德曼所梦想的巴别塔最终还是走向了倒塌的结局,美国最终做出了抛弃超级对撞机的决定,然而这到底意味着把有限的经费投入到了能够产出更多成效的其他领域呢,还是意味着原本具备改变世界能力的相关发现就这样中途夭折了呢?对于这个问题,仅仅只能把它留给时间去给出相应的回答了。
作者|范岗 科普作者
审核丨周晓亮 北交大物理实验室高级工程师