第35章 講解

字數:5051   加入書籤

A+A-




    失真!
    莊嚴古典的音樂廳內,零零散散坐著不下上千人,會場滿是嗡嗡的交頭接耳聲,位於二樓觀禮台的兩名物理學家也在進行著激烈的討論。
    “才四點不到就已經這麽多人了,今年進場有點快啊。”
    “我們不也一樣,早點來才能和人分享現在激動的心情嘛。”
    “激動?我看很多人的臉色詭異得很,一眼就能看出是和我一樣搞粒子物理的。”年長一些的斯諾·伯尼說。
    “畢竟是刷新了史上最年輕得獎記錄,之前的記錄好像是二十五歲?你說委員會主席在致辭時會如何介紹今年的大黑馬?”
    伯尼用食指和拇指捏著花白的胡須捋了捋,“搖滾樂鼓手在經曆隊員發瘋、公司瀕臨破產後獨自一人將粒子物理向前推進了五十年?”
    “布雷特先生可沒這麽幽默,而且五十年這個時間量並不嚴謹,就像我們不知道沒有愛因斯坦,相對論究竟會推遲多少年才誕生。龐加萊、馬赫這些人即使已經接近真相,不也因為自身原因停止研究了麽。”專攻天體物理學的埃菲·裏根說,提起這些名字他口吻正經了不少。
    “愛因斯坦因為各種因素直到去世相對論都沒有獲獎,最後還是在學界的一致反對下才用光電效應頒獎平息眾怒。
    要論人物話題性,這位是不輸當年的愛因斯坦的,諷刺的是發表成果才過了半年就順利獲獎,今年在諾獎曆史上也算奇跡年了。”
    伯尼的話引起年輕天體物理學家的深思,兩人一時無話。
    坐在他們後排的一名中年男子突然向他們打招呼,“兩位先生下午好,你們的談話內容讓我非常感興趣,我是一名電影編劇,對物理學一竅不通,但聽你們言下之意,今年的物理學獲獎者似乎可以和愛因斯坦相提並論?”
    伯尼看了眼手表,距離儀式開始還有一段時間,他很樂意為對物理產生興趣的非專業人士解惑。
    “愛因斯坦的相對論是敢於對經典質疑,並從零重新解釋一個新世界,我個人仍然認為沒有任何人可以和他相提並論。
    “當然,這樣的比較肯定會被人提起,我可以為你解釋原理,如何評價是每個人的自由。”
    “請盡量使用通俗易懂的詞組解釋,謝謝。”看著老科學家認真的雙眼,編劇顯得有些心虛。
    “今年的物理學得獎成果是關於光子的,首先你需要理解幾個概念,放心,我曾經在小學做過巡回演講。
    “希格斯粒子,也稱上帝粒子,你應該聽說過吧?”
    “是的,據說是一切物質的質量來源?”
    伯尼點點頭,“這麽說並沒錯,但容易讓人誤解,以為這種粒子本身代表質量,任何物質中都含有它。
    “事實上,希格斯粒子無處不在,它們充斥宇宙的所有角落,甚至真空中也大量存在。
    “接下來就有點抽象了,你需要一點想象力,我們知道了空間裏到處都是希格斯粒子,它們是受到希格斯場激發出現的。
    “你可以將希格斯場想象成水,你在水中運動會受到阻礙,但在平地上,卻能盡情跑跳,可你本身的質量是沒有變化的,對嗎。
    “所以說並不是上帝粒子賦予了你質量,而且讓你的質量具現化,這就牽扯到下一個概念,‘耦合’。”
    裏根看編劇似懂非懂,笑著插嘴道“其實關於希格斯場,我有一個更恰當的比喻,假如有一場物理學術研討會,開場前愛因斯坦突然進入會場,他會被團團圍住,被問東問西,他前進的路線會受到巨大的阻礙。
    “這種明星效應就是質量和希格斯場的相互作用,這種物理上兩種不同體係的相互作用就叫做耦合。
    “不同粒子的質量大小就如同明星的知名程度,學術會上的愛因斯坦、薛定諤、普朗克這類人物都是擁有極大質量的粒子,但如果是你進入會場,沒人認識你,你的質量近乎於零,你就可以毫不費力地在會場中穿梭。
    “這麽說能理解嗎?”
    “沒有問題,請繼續。”編劇覺得這樣理解物理十分有趣。
    伯尼接過裏根的話接著說“好,如果沒有希格斯場,所有粒子不管有沒有質量,都會以光速在空間中亂竄,這樣粒子就不可能結合成原子,物質也就無法產生。
    “這才是上帝粒子賦予質量的真正含義。
    “接下來的概念比較好理解,我們都知道原子由中子、質子和電子組成,而中子質子由上下誇克組成,有點類似套娃玩具。
    “但是僅僅讓粒子變慢,還不能讓它們結合成原子,這裏引出兩個概念,膠子和強相互作用力。
    “強力是自然界四大基本力裏最強的,他能夠讓基本粒子緊緊粘在一起組成物質,但是它像聲波一樣,需要有空氣、水這樣的媒介才能傳遞。
    “而膠子就是強力的傳遞媒介,今天的主角光子是傳遞電磁力的媒介,重要的是,這兩種媒介都無法和希格斯場進行耦合。”
    伯尼將所有概念融合到一起,靜靜觀察編劇的反應。
    “簡單來說,就是光子和膠子在希格斯場中沒有質量對嗎?”
    “沒錯,區別隻是光子是我們很熟悉、看得見的,而膠子是最近幾十年才被實驗證明,請注意,目前仍未發現自由膠子的存在。
    “你可能覺得我直接說光子沒有靜態質量就好了嘛,非要繞這麽大一個圈子。”
    “不會,我覺得很有意思,所以今年的成果一定是顛覆了某些概念吧?”
    伯尼對編劇的理解速度感到滿意,“其實我也是為了讓你更直觀地了解為什麽我們會提起愛因斯坦。
    “回到主題,今年六月在《量子》上發表的《光質子合成實驗報告》一經刊登,立刻轟動學界,從文章的標題來看,這隻是一篇實驗報告,並且還自創了光質子這樣不知所謂的新名詞。
    “按理來說,這樣嘩眾取寵的東西連論文都不是,不具有閱讀價值,但因為作者的特殊身份,文章還是被好事者拿出來研究了一番,經過一係列計算比對,確認作者的確成功合成了一種符合標準粒子模型的全新粒子,並且,為它取名光質子是無比正確的。”
    “光質子,光被賦予了質量?”
    編劇說著從他們所在的二樓觀禮台望向中央舞台,左邊一排被獨立出來,那非常顯眼的一排鮮紅色椅子是獲獎人的坐席,此刻還沒有人入座。
    “你是一位富有想象力的編劇,準確地說是被賦予了靜態質量。”伯尼喜歡和思路清晰的人交談,尤其對方還不是一名物理學家,“剛才說到質子由誇克組成,更具體點是由兩個上誇克和一個下誇克通過膠子傳導的強力而粘合在一起構成。
    “請允許我最後再講一個概念,誇克禁閉,意思是誇克無法單獨存在,它們永遠兩個或三個組成一個粒子。
    “實驗是這樣的,在某種極限環境下將光子打入質子,光子有很大概率替換掉一個上誇克,這時神奇的事情發生了,質子內的膠子濃度激增,在一瞬間分裂成無數的低能膠子對。
    “因為膠子自身也會受到強力影響而收縮抱團,膠子對將充滿整個質子形成膠球,光子和上下誇克被牢牢鎖在一起,形成像水分子那樣老鼠頭結構,當然這是我們的想象,畢竟光子沒有直徑。
    “理論上光質子的體積比質子小,經過一段時間討論,我們最後把光質子歸類為誇克混雜態,就像近些年發現的四誇克粒子和五誇克粒子(質子是三誇克粒子)以及膠球都屬於混雜態,光質子也被承認為一種新的粒子。”
    看伯尼越說越專業,裏根笑著搖搖頭,及時插嘴道“看把我們的編劇先生都說暈了,我們來聊聊光質子的一些不可思議的特性吧。
    “首先是它無法和中子電子結合成原子,這點在大家的預料之中,但它卻可以和其他光質子交換膠子發生強相互作用並輻射出新的光子,剛才說了,質子的質量來自於誇克,而上下誇克又和光子鎖在一起,所以光質子能發光擁有質量,並且可以形成物質。
    “目前已知的類似現象隻有中子星,哦中子星是完全由中子構成的,和隻有光質子構成的物質相似,但中子星是恒星死後因本身巨大的質量產生塌縮形成。
    “假如我們有能力挖一小塊中子星物質放到地球上,因為缺少重力維持中子塊會立刻分散消失地無影無蹤。
    “但光質子理論上可以在標準重力下維持物質形態,你可以想象用手去抓住一團有重量的光。”
    “所以是發現了光質子獲得了獎項嗎?可能我沒能徹底理解這項發現,我還是覺得相對論更偉大一些?”編劇提出自己的感受。
    裏根和伯尼對視一眼,神情皆有些苦澀,看來從物理角度來描述還是無法很好地讓普通人感同身受。
    “其實,獲獎的並不是光質子的合成,而是自由膠子的發現,這最多算是實驗的副產品,至於為什麽光質子沒有獲獎,是因為獲獎者拒絕公開合成條件,隻公布實驗結果和數據,並在評估小組麵前當場完成實驗,最重要的光質子合成機製目前還隻有他一個人知道。”
    “這是否有違科學共享精神?難道光質子可以被製作成強大的武器?”
    “也不排除這種可能,愛因斯坦最後悔的事情,就是間接參與了那項改變人類曆史進程的計劃,並因為自己的質能方程徹底改寫戰爭格局。這次獲獎者也闡述了類似的理由人類還沒到獲得這些知識的時候。”