摘要:2012年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)宣布发现希格斯玻色子,俗称“上帝粒子”。这种粒子是粒子物理学标准模型预言的关键,赋予基本粒子质量,使万物拥有质量。而“上帝粒子”这一家喻户晓的名称,源于1988年诺贝尔物理学奖得主利昂·莱德曼(Leon Max
2012年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)宣布发现希格斯玻色子,俗称“上帝粒子”。这种粒子是粒子物理学标准模型预言的关键,赋予基本粒子质量,使万物拥有质量。而“上帝粒子”这一家喻户晓的名称,源于1988年诺贝尔物理学奖得主利昂·莱德曼(Leon Max Lederman,1922.7.15-2018.10.3)。
1922年7月15日,利昂·莱德曼出生于纽约一个平民家庭。他的父母是东欧犹太移民,经营一家洗衣店。二战爆发后,莱德曼成为通讯兵,奔赴欧洲战场。战后,他回到美国,进入哥伦比亚大学攻读物理学。他喜欢分享一则军旅笑话:中士对新兵发表关于公制的训话,说:
“在公制下,水的沸点是90度。”
一名士兵纠正:“长官,是100度。”
中士尴尬回应:“当然,我太傻了,是直角在90度沸腾。”
1960年底,莱德曼发现了μ中微子,这是组成物质的最小粒子之一,标志着粒子物理学的重大突破。1988年10月10日清晨6点,诺贝尔委员会打来电话,通知他因这一贡献获得诺贝尔物理学奖。然而,这份荣誉来得有些迟,距发现已过去27年。莱德曼幽默地分析:“瑞典皇家科学院拖延时间,是因为他们无法确定该奖励我的哪项伟大成果。”事实上,他的科学贡献远不止μ中微子一项。
20世纪50年代,莱德曼在哥伦比亚大学与李政道、杨振宁共事。星期五是物理系同事们吃中餐的日子,莱德曼在《上帝粒子》一书中生动记录了李政道点菜的场景:
李政道瞥一眼菜单,用汉语向服务员提问,皱眉后在便笺本上写下符号,稍作修改,又抬头望向锡制浮雕天花板寻求灵感,最终挥笔完成,双手一手五指伸展如教宗祝福,一手紧握铅笔,宛如指挥一场科学与美食的交响乐。
在这次中餐会上,莱德曼获悉吴健雄已开始验证李政道和杨振宁提出的宇称不守恒理论。他迅速设计实验,从另一角度证明理论正确。他的论文与吴健雄的论文同期刊发表,收稿日期相同,抢下了一项诺奖级成就。然而,1957年的诺贝尔物理学奖只授予了理论物理学家李政道和杨振宁。
发光的T.D. Lee
莱德曼在《上帝粒子》中打趣道:“实验物理学家像猪,凭借本领找到珍贵的块菌,却被理论物理学家这‘狡诈’的农夫拿走。”
1978年,莱德曼接任费米国家加速器实验室主任,前任罗伯特·威尔逊因政府经费不足愤而辞职。面对议员质疑加速器与国家安全的关系,威尔逊曾回答:“它与保护国家无直接关系,只是让国家更值得保护。”
莱德曼接手后,实验室外的广袤草原上生活着野牛,他还在此养鸡、吃土鸡蛋,养马、闲时骑马兜风。每逢6月1日,作为主任的他会带领全体人员围绕巨大的环形加速器跑一圈。
环内奔跑的是反质子,完成一圈仅需百万分之二十二秒;环外是一群“两足无毛的生物”,跑完一圈需38分钟,两者速度相差约1亿倍。
【5】
希格斯玻色子被认为赋予万物质量,是揭开宇宙奥秘的关键。捕获它需要建造能量更高的加速器,耗资巨大。莱德曼不耐烦地称其为“该死的粒子”(goddamn particle)。
他撰写了一本科普书,讲述人类探索物理学真理的历程,原本打算以此为书名,但合作者认为不雅,稍作改动,变成了如今广为人知的《上帝粒子》(God Particle)。这一名称从此深入人心。
【6】
莱德曼致力于推动超导超级对撞机的建设,以捕获希格斯玻色子。他几乎成功,项目已初步建成。然而,1993年,美国政府因预算问题中止计划。
莱德曼无奈感慨:“爱因斯坦说物理学家的任务是读懂上帝的思想,但你如何读懂美国议员的思想?”
据说,对撞机的一些隧道如今已被雨季的积水淹没,成为未竟梦想的见证。
【7】
莱德曼一生热衷科学教育。在给诺贝尔委员会的自述中,他自豪地说:“我培养了50名博士,其中14人成为物理学教授,1人担任大学校长,其余大多在国家实验室、政府或各行业工作。据我所知,一个在监狱的也没有!”
他认为,传播科学知识是物理学家的责任,他的学生遍布各领域,延续了他的科学精神。
【8】
从费米实验室退休后,莱德曼在芝加哥大学为非科学专业的学生开设量子物理通识课,称之为“给诗人的量子物理课”。他相信,量子物理贡献了发达国家一半以上的GDP,即使不擅长数学的文科生也应了解其魅力。
他以母亲为例:她未完成高中学业,却在社区大学夜校的物理课上表现出色,通过了两次考试。一次,老师在课堂上提到诺贝尔奖得主莱德曼,问她是否与他有关。她骄傲地说:“他是我儿子!”老师惊叹她的物理天赋,她却回应:“不,应该是他这么出色!”
【9】
早年,莱德曼曾与朋友拜访爱因斯坦。爱因斯坦问他朋友的研究方向,得知是量子理论后,耸肩笑道:“你在浪费时间。”他对量子理论的反对众所周知。当问到莱德曼时,他提到正在用加速器研究新粒子的性质,爱因斯坦挥手说:“我们连电子都不理解,为什么还要研究其他粒子?”这次短暂对话令莱德曼印象深刻。
【10】
阿尔茨海默病,又称“老年痴呆”,它甚至会找上世界上最聪明的人。
2015年,莱德曼不幸身患阿尔茨海默病。为了支付他高额的医疗费用,他的诺贝尔金质奖章被以76.5万美元出售。
到那时,他已经忘记了他作为费米实验室主任的岁月,或者他为赢得这个奖项所做的事情。更不会记得,当年获奖时,被问及是否可以拍摄他的照片,他所说的那句话:“当然。这只是光子。”
“我没有任何真实的故事可以讲述,”他告诉拜访他的人,“我坐在甲板上,看着群山。”
2018年10月3日,利昂·莱德曼辞世,享年96岁。
来源:醒豁