“上帝粒子”发现10周年，给它起名的物理学巨人你了解多少？

2012年7月4日，欧洲核子研究中心（CERN）宣布发现了“上帝粒子”（希格斯玻色子）。希格斯玻色子是粒子物理学标准模型预言的一种玻色子，正是它的存在，基本粒子才拥有了质量。

“上帝粒子”为什么叫上帝粒子呢？

这就不得不说到一个人——1988年诺贝尔物理学奖获得者利昂·莱德曼（Leon Max Lederman，1922.7.15－2018.10.3），正是他给这种赋予万物质量的粒子起了一个这样一个家喻户晓的名字。

今年正值“上帝粒子”发现10周年，也是莱德曼诞辰100周年。通过10个小故事，来了解一下这个给“上帝粒子”起名的物理学家。

“上帝粒子”发现10周年

给它起名的物理学巨人你了解多少？

来源 | 未读

01

1922年7月15日，利昂·莱德曼出生于纽约的一个平民家庭。利昂的父母都是东欧犹太人移民，经营着一家洗衣店。

“二战”爆发后，利昂成为一名通讯兵，前往欧洲战场。战后，他回到美国，在哥伦比亚大学研修物理专业。

关于军旅生涯，莱德曼喜欢讲这样一则笑话：

中士对着一队刚入伍的列兵，发表了一番关于公制的训话。

中士：在公制下，水的沸点是90度。

士兵：请原谅，长官，水的沸点是100度。

中士：当然。我太傻了，是直角会在90度沸腾

02

1960年底，利昂·莱德曼发现了μ中微子（组成物质的最小粒子之一）。

1988年10月10日早晨6点，诺贝尔委员会打来电话，通知他获得诺贝尔物理学奖。

这奖来得实在有些迟，两者相隔27年。

为什么姗姗来迟？

利昂·莱德曼经过分析、比对和验证，得到结论：“瑞典皇家科学院把时间拖后，是因为他们不能确定应该奖励我的哪一项伟大成果。”

03

作为“二战”后美国粒子物理学领域的巨擘，利昂·莱德曼硕果累累，诺奖级成就不止一项。比如，20世纪50年代，他证明了李政道、杨振宁的宇称不守恒理论。

莱德曼和李政道曾在哥伦比亚大学共事，星期五是当时哥大物理系这群人吃中餐的日子（他们和谢耳朵、莱纳德等人的时间表看来是有重合的）。

作为这里最懂中餐的人，李政道即将点菜——后来，莱德曼在自己举世闻名的科普著作《上帝粒子》中细致地记录了下来：

李政道点菜很有派头，那真是一种艺术。

只见他瞅了一下菜单、便笺本，用汉语向服务员问了一个问题，而后皱皱眉头，提笔画过纸面，认真地写了几个符号。接着是另一个问题，在一个符号上做了一下改动。为了得到神的指引，他瞥了一眼锡制的浮雕天花板，然后，大笔一挥而就。最后再看时 ，他的两只手都停在便笺本上，一只手五指伸开，传递着教宗对众人的祝福，另一只手则握着铅笔杆。

一切尽在此间，阴阳和色香味的完美交融……

就是在这次中餐会上，莱德曼得以进一步理解李、杨的理论，并得到情报，吴健雄已经着手验证，看起来效果不错。

莱德曼大惊，回去后连夜设计实验，从另一个角度同样证明了李、杨理论的成立。尽管着手稍晚，但他与吴健雄的论文发表在同一家期刊，且收稿日期相同。

显然，莱德曼抢到了一项诺奖级成就。他和吴健雄，两位实验物理学家，可以分得一杯羹。

但1957年的诺贝尔物理学奖只授予两位理论物理学家——李政道和杨振宁。

莱德曼后来在《上帝粒子》中说：

农夫想要寻找珍贵、鲜美的块菌，就会带猪到附近，猪凭借自己独特的本领努力找到了块菌，可就在此时，农夫把块菌连忙拿走了。

实验物理学家就像这头猪，而理论物理学家则是“狡诈”的农夫！

04

从1978年起，莱德曼成为费米国家加速器实验室的第二位主任。前任的名字叫罗伯特·威尔逊。

面对这个耗资巨亿的“大家伙”，曾有议员不断诘问：“这个加速器有没有希望在某些方面跟国家安全联系起来？”

威尔逊回答：“加速器和保护我们的国家没有任何直接关系，只是让它变得更值得保护了。”

最终，威尔逊还是由于政府的支持太少愤而辞职。

莱德曼受命接任。

费米实验室外面是一片大草原，有不少野牛。利昂·莱德曼在这里养鸡，吃土鸡蛋；养马，没事可以骑在马背上兜风。

每年的6月1日，身为主任的他，要带领全体人员围绕着巨大的环形加速器跑一圈。

环内是奔跑着的反质子，环外是奔跑着的一群两足无毛的生物。

里面的跑完一圈只需百万分之二十二秒，外面的跑完一圈要38分钟。

两者相差约1亿倍。

05

宇宙中有一种神秘的粒子，被认为赋予了万物的质量，名叫希格斯玻色子。如果能找到它，则人类距离宇宙终极之理便又近了一步。

只有建造能量更大的加速器，才有可能捕获这种粒子。

能量越大，耗费越大。因此利昂·莱德曼没好气地管它叫：“该死的粒子( goddamn particle)”。

后来他写了一本科普书，讲述人类探索物理学真理的发展历程。本来书名要叫这个名字，合作者嫌不雅，稍作变通，便成了如今大名鼎鼎的上帝粒子( God Particle)。

06

利昂·莱德曼希望政府能够拨款，建立能量更大的加速器——超导超级对撞机，捕获上帝粒子。

他几乎要成功了。对撞机已经初步建成，只是到1993年，政府又将这个计划中途放弃。

莱德曼抱怨：“爱因斯坦说物理学家的工作是‘读懂上帝的思想’，但你怎样才能读懂美国议员的思想呢？”

原来最难理解的乃是人心。据说，对撞机的一些隧道，现在已被雨季的雨水积满。

07

莱德曼一生热衷科学教育事业。

在给诺贝尔委员会写的自述中，他自豪地说：“我培养了50个博士，其中14人为物理学教授，1人为大学校长，其余基本都是在国家实验室、政府、各行业工作的物理学家。就我所知，一个在监狱的也没有！”

08

从费米实验室主任的位置退下来后，莱德曼来到芝加哥大学。在这里，他专门给非科学专业的学生开设了一门量子物理通识课，他管他这门课叫“给诗人的量子物理课”。

他常说，量子物理所创造的价值占到一个发达国家GDP一半以上。他希望更多的人认识这门学科，包括那些不喜欢数学公式的文科生。

要把量子物理讲得大家都能听懂，这并不是一件容易的事。但莱德曼仍有信心，他甚至援引自己母亲的例子：

就像很多年前我的妈妈报名参加一个社区大学夜间的普通物理课程一样。她从来没有完成过高中学业，现在年纪大了却做得出乎意料地好，事实上已经通过两次考试了。

一天，当她被叫起来后，老师问：“我在《纽约时报》上读到一些关于诺贝尔物理学奖得主利昂·莱德曼的事。你和他有关系吗？”

“他是我的儿子！”妈妈骄傲地说。

“噢，难怪你在物理上这么出色！”

“不，”妈妈回答，“应该是难怪他这么出色！”

09

莱德曼早年曾和朋友拜访过爱因斯坦，直至晚年，莱德曼依然对这次简短的谈话印象极深：

“他问我朋友，你是做什么的？朋友说在写关于量子理论的论文。

爱因斯坦耸了耸肩，说了一些我们并不太惊讶的话，因为他对量子理论的反对是众所周知的。爱因斯坦笑着说，你是在浪费时间。接着他又问我在做什么。

我向他解释，我们有一个加速器，我们正在试图理解新的粒子的性质。

他挥挥手说，我们连电子都不理解，为什么还要研究其他粒子呢？”

有意思的是，莱德曼晚年也正在关注这两个领域，他的两部最著名的科普书《上帝粒子》和《莱德曼量子物理通识讲义》所探讨的正是这些。

莱德曼的经典科普畅销书《上帝粒子》

已经由「未读·探索家」重装出版

《莱德曼量子物理通识讲义》

源于莱德曼在芝加哥大学给文科生讲的量子物理公开课

首次引进国内

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。

THE END