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當(dāng)?shù)貢r間2021年7月23日，當(dāng)代最杰出的物理學(xué)家之一史蒂文·溫伯格（Steven Weinberg）逝世，享年88歲。溫伯格因提出了電弱統(tǒng)一理論而獲得了1979年諾貝爾物理學(xué)獎。以此為基礎(chǔ)，基礎(chǔ)物理學(xué)被徹底改變了。在一次理論物理學(xué)家的聚會上，同事稱他是模型締造者（model buider），而溫伯格只謙虛地表示，“在我的一生中，我只構(gòu)建了一個模型”。在許多人看來，溫伯格最偉大的遺產(chǎn)是他對物理學(xué)領(lǐng)域的卓越遠(yuǎn)見，他能把復(fù)雜的理論以全新的方式重構(gòu)并解釋，其睿智且獨(dú)特的思想以及豐富的著作影響了幾代物理學(xué)者，并將持續(xù)給予后來者靈感。  史蒂文· 溫伯格 拍攝于2017 年 9 月下旬得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校。丨圖片來源：Matt Valentine 編譯 | 劉航 In my life, I have built only one model. ——溫伯格 溫伯格34歲時發(fā)表了他最著名的文章“Model of Leptons”（輕子模型），這是粒子物理學(xué)史上具有劃時代意義的一篇文章，它催生了電弱標(biāo)準(zhǔn)模型的誕生，還意外地激發(fā)了科學(xué)界有史以來最大的幾個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。為了撞出并觀測到溫伯格預(yù)言的W粒子、Z粒子及希格斯玻色子，科學(xué)家在數(shù)十年間花費(fèi)了數(shù)十億瑞士法郎，相繼建造了四個工程：歐洲核子研究中心氣泡室（Gargamelle，主要任務(wù)是偵測中微子），超級質(zhì)子同步加速器（SPS），大型正負(fù)電子對撞機(jī)（LEP），以及大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）。這也直接定義了歐洲核子研究中心的主要研究計(jì)劃，至少四十年來使實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家有了用武之地。對于驗(yàn)證理論來說這也很不錯，正如溫伯格當(dāng)時寫的那樣，“有太多的任意特征（參數(shù)），預(yù)測需要非常認(rèn)真地對待”。 毋庸置疑，溫伯格很樂意見證標(biāo)準(zhǔn)模型（Standard Model）幾十年來的成功。“我的意思是，這就是作為一個理論物理學(xué)家持續(xù)前進(jìn)的原因，希望看到自己'寥寥幾筆’就能成功描述現(xiàn)實(shí)世界。”溫伯格說，“即使證明總體思路是正確的，但這個特定的模型并不能描述自然，對此我也不會覺得非常驚訝或者非常懊惱。” 今天，距他1967年開創(chuàng)性觀點(diǎn)提出50年后，溫伯格抗議自己已退休的說法。他冷冷地說，美國有法律反對年齡歧視，“我告訴這里的人，我計(jì)劃死后再退休?！睖夭衲壳霸诘每怂_斯大學(xué)奧斯汀分校教授天體物理學(xué)課程，這里是他35年來的研究基地。溫伯格現(xiàn)在還有兩本著作和一篇新的宇宙學(xué)論文正在籌備中。9月，溫伯格在家中接受了《歐洲核子研究中心信報(bào)》（Cern Courier）的電話采訪，他總結(jié)了希格斯玻色子發(fā)現(xiàn)后高能物理學(xué)的狀況，以及新物理的最大希望所在。 他首先講述了導(dǎo)致他在1967年做出了開創(chuàng)性工作的思考過程——其中許多想法都是在兒童游樂場里產(chǎn)生的。 公園長椅上的思考 “那是我人生中一個復(fù)雜的時期，因?yàn)槲覀兗覐牟死岬搅藙?，而我的妻子正在哈佛大學(xué)攻讀法律學(xué)位。我有責(zé)任照顧我們四歲的女兒，包括送她去幼兒園，我的很多思考都是坐在公園的長椅上看女兒玩耍時完成的?！睖夭窕貞浀馈?/span> 一開始他并沒有打算統(tǒng)一不同的力。他將自己關(guān)于對稱性的想法，特別是SU(2)×SU(2)的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于強(qiáng)相互作用，這意味著ρ介子將是無質(zhì)量的——與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相反?！爱?dāng)我想到無質(zhì)量的ρ介子可能是光子時，我很自然地認(rèn)為，如果對這個規(guī)范理論的其他部分做適當(dāng)修改，那它就可以作為描述弱相互作用的理論?！币坏┮庾R到自己在做什么，溫伯格工作進(jìn)行得很快。“你取左手電子加上中微子雙線型和右手電子，問最普遍的可能的對稱群是什么，結(jié)果是SU(2)×U(1)×U(1)。然后你扔掉一個 U(1) ，因?yàn)槿绻@是一個好的規(guī)范對稱性，電子之間就會產(chǎn)生你沒有觀察到的長程力。所以你幾乎不可避免地會被引導(dǎo)到 SU(2)×U(1)。事實(shí)上，我起初并不知道，格拉肖 (Sheldon Glashow)、薩拉姆 (Abdus Salam) 和沃德 (John Clive Ward) 更早之前就以不同的方式使用了同樣的群?！?/span> 論文在提交后的一個月內(nèi), 于11月20日悄然發(fā)表在《物理評論快報(bào)》上。溫伯格不記得他在出版前做過什么演講，只是在當(dāng)年索爾維會議中一次附加評論中提到了幾句（參見[1]），但并沒有引起關(guān)注。 溫伯格最著名的文章A Model of Leptons只有三頁丨圖源：參考資料[2] 從很多方面來說，這篇論文都與溫伯格以往的風(fēng)格不同。溫伯格說，他更傾向于寫概括性的論文，而不必過多擔(dān)心它們在真實(shí)世界的具體實(shí)現(xiàn)，但這篇論文他寫得更加具體?！爱?dāng)然，實(shí)驗(yàn)者不會測試一個大概的想法，所以當(dāng)他們證明我的理論是正確的時我很高興。在觀測到中性流10年后，他們又在 CERN 直接發(fā)現(xiàn)了 W粒子和Z粒子，并在 LEP（大型正負(fù)電子對撞機(jī)）和 SLAC （斯坦福直線加速器中心）進(jìn)行了詳細(xì)測量。” 不過，最讓他興奮的并不是輕子模型。自從在普林斯頓大學(xué)畢業(yè)后，溫伯格就一直著迷于研究在對稱性原理下，為物理理論提供演繹基礎(chǔ)的可能性，尤其是考慮可重整性?！肮庥袑ΨQ性本身是不夠的。例如，在電磁學(xué)中，如果你寫下我們知道的所有對稱性，比如洛倫茲不變性和規(guī)范不變性，你很難得到唯一的理論來預(yù)測電子磁矩。唯一的方法是添加可重整性原理——這種方法使理論高度簡化，并能排除會改變電子磁矩的附加項(xiàng)，這些附加項(xiàng)會改變施溫格（Julian Schwinger）在1948年計(jì)算的值。（施溫格原始論文見參考資料[3]）。 可重整性是將量子場論與現(xiàn)實(shí)聯(lián)系起來的技術(shù)，它提供了一種科學(xué)合理的方法來處理計(jì)算中出現(xiàn)的無窮大。然而，當(dāng)溫伯格的論文發(fā)表時，他并不知道他的理論是否可重整化的。溫伯格認(rèn)為，這可能就是當(dāng)時沒有人注意到它的原因， “請記?。寒?dāng)我們談?wù)摽芍卣詴r，它不僅僅是理論家為了擺脫無窮大所做的事情。它是一種標(biāo)準(zhǔn)，是你在理論物理學(xué)中尋找的那種標(biāo)準(zhǔn)，它界定了理論中的某種簡化，否則你的理論就是任意的。我們正在討論是否可以有一個弱相互作用理論，我們可以在其中完成超出微擾理論最低階的計(jì)算?！睖夭駨?qiáng)烈懷疑他的理論可能就是這樣的理論，因?yàn)樵诳紤]自發(fā)對稱性破缺之前，它與量子電動力學(xué)（QED）具有相同的形式，并且已經(jīng)證明了非自發(fā)破缺的楊—米爾斯理論是可重整化的?！八_拉姆和我并不確定，但我們認(rèn)為自發(fā)對稱性破缺不會影響重整性，因?yàn)槿绻诜浅８叩哪芰繒r（遠(yuǎn)大于W粒子或Z粒子質(zhì)量），對稱性破缺的事實(shí)不再重要。” 如果他認(rèn)為這個模型不是可重整化的，他可能不會發(fā)表， “發(fā)出勘誤的可能性太大了！” 1971年，隨著特· 胡夫特（Gerard ’t Hooft）和維特曼（Martinus Veltman）的重大突破——證明該理論是可重整化的，溫伯格開始意識到他的論文會炙手可熱，盡管他的特定輕子模型是否正確仍然是一個有待實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的問題 。同年，溫伯格還嘗試將自己的想法擴(kuò)展到包含夸克模型的強(qiáng)相互作用，當(dāng)時物理學(xué)家對此模型幾乎沒有信心。直至1973年，格羅斯（David Gross）、威爾切克（Frank Wilczek ）和波利策（Hugh Politzer） 發(fā)現(xiàn)一些規(guī)范理論具有漸近自由的性質(zhì)，以及隨后量子色動力學(xué)（QCD）的發(fā)展，夸克的概念及性質(zhì)才變得清晰起來。在量子色動力學(xué)方面，溫伯格、格羅斯和威爾切克提出不可能分離出帶色（colour）的夸克或膠子。 “你知道這很有趣，當(dāng)人們回顧1970年代的那些年，會認(rèn)為那是20世紀(jì)和平時期最悲慘的幾年。至少在美國如此，因?yàn)槭I(yè)率很高，還有通貨膨脹?！彼了嫉溃?“但對我們物理學(xué)家來說，那是一段美好的時光：一切都聚集在一起，實(shí)驗(yàn)家和理論家會以多種方式相互交談。而這在今天很難實(shí)現(xiàn)?！?/span> 圖源：Matt Valentine 希格斯夢魘 5年前（2012年），歐洲核子研究中心的ATLAS和CMS實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子，這是溫伯格模型的頂點(diǎn)。在那之前，沒有人確切知道電弱對稱性如何被破壞以賦予基本粒子質(zhì)量——希格斯機(jī)制仍然可能是正確的，但它不涉及希格斯玻色子?；蛘摺跋８袼?/span>（粒子）”是一種新的被強(qiáng)相互作用束縛的復(fù)合粒子，導(dǎo)致對稱性的動態(tài)破壞。溫伯格和薩斯坎德（Leonard Susskind）在1979年提出過一個這樣的模型，被稱為藝彩理論（Technicolor theory）。事實(shí)上早在 1967 年，溫伯格就采用了最簡單的可能性：標(biāo)量雙線型。他推斷，這是唯一一種不僅可以賦予 W 和 Z 粒子質(zhì)量而且還可以賦予電子質(zhì)量的基本場，并且它會導(dǎo)致一個沒有被希格斯機(jī)制消除的剩余標(biāo)量粒子存在，也就是現(xiàn)在所稱的希格斯玻色子?！跋８袼共Ｉ拥陌l(fā)現(xiàn)非常重要，因?yàn)樗C實(shí)了對稱性自發(fā)破缺早期非常簡單的圖像。那時我們不可能知道這是否正確，因?yàn)檫€有其他選擇?！睖夭裾f。 那么溫伯格 1967 年的論文也預(yù)測了希格斯玻色子嗎？“這要看怎么說，正如美國總統(tǒng)比爾· 克林頓所說，要看'the’這個詞意味著什么?！睖夭裥χf， “如果只是表示是希格斯玻色子這個概念，這些粒子在一般的對稱性自發(fā)破缺規(guī)范理論的存在是由希格斯（Peter Higgs）等人預(yù)言的，如果包括非規(guī)范不變的理論，那么甚至更早戈德斯通（Jeffrey Goldstone）就提出了。但是，如果所說的是指發(fā)現(xiàn)了這個粒子，那么這就是我論文中所預(yù)測的。1967年輕子模型這篇文章，第一次預(yù)測了既能與輕子耦合，又能與夸克耦合，相應(yīng)耦合強(qiáng)度與質(zhì)量成正比的單個中性標(biāo)量粒子。其他人的理論中也有標(biāo)量粒子，但他們沒有發(fā)展弱相互作用的理論，他們考慮的是幾類具有未知特性的剩余標(biāo)量的理論?！?/span> 溫伯格認(rèn)為，關(guān)于決定誰將分享 2013 年的諾貝爾獎，諾獎委員會做出了“出色的工作”〔最后授予弗朗索瓦·恩格勒特（Fran?ois Englert）和彼得·希格斯〕?！斑@不是給預(yù)測出希格斯玻色子的獎項(xiàng)，而是授予發(fā)現(xiàn)希格斯機(jī)制這一理論的獎。這是完全正確的，因?yàn)槟鞘撬麄冊?964年發(fā)表的論文中提出的。我在1967年重新發(fā)現(xiàn)了它，因?yàn)槲艺谘芯繌?qiáng)相互作用中的 SU(2)×SU(2) 規(guī)范理論的對稱性自發(fā)破缺，功勞并不歸功于我，它們已經(jīng)在文獻(xiàn)中出現(xiàn)三年了。真正的希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)，我認(rèn)為是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)上的成就?！?/span> 2012年7月4日，希格斯玻色子宣布被發(fā)現(xiàn)，與許多粒子物理學(xué)家不同，溫伯格不記得聽到這個消息時他在做什么。他可以肯定的是，粒子物理學(xué)正在進(jìn)入他幾年前描述的“噩夢場景”，即發(fā)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)模型的希格斯玻色子，除此之外什么也沒有。溫伯格表示，我們已經(jīng)陷入了一個相當(dāng)不幸的境地，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)模型描述了所有可以通過實(shí)驗(yàn)觀測的物理，除了像引力和中微子質(zhì)量這種超出標(biāo)準(zhǔn)模型之外的事物。“這不是任何人的錯，也不是智力上的失敗。這只是我們遇到的問題。”現(xiàn)在的主流理論認(rèn)為，目前LHC探測的能量下存在超出標(biāo)準(zhǔn)模型的物理，溫伯格對此不抱太大希望。比如，存在新的重粒子以抵消希格斯質(zhì)量的量子貢獻(xiàn)，這將導(dǎo)致它急劇增長到無窮大。溫伯格承認(rèn)，基本希格斯標(biāo)量存在這一事實(shí)使“等級問題（hierarchy problem）”變得更加困難，但他也指出，我們已經(jīng)忍受了這個問題 40 年了。到目前為止，LHC 還沒有找到超出標(biāo)準(zhǔn)模型的證據(jù)，包括最流行的保護(hù)希格斯粒子免受額外質(zhì)量的解決方案：超對稱 (SUSY)?！案愀獾氖牵瑳]有完全令人滿意的超對稱模型。每個 SUSY 模型都有一些麻煩的東西?！睖夭裾f道。 溫伯格認(rèn)為，我們必須找到其他更好的解釋。宇宙中其他一些不可思議的精細(xì)參數(shù)，比如真空能量或宇宙常數(shù)，也需要更好的解釋，或者干脆放棄傳統(tǒng)的解釋。 “沒有人能給出一個合理的建議，剩下那些則跟'人’有關(guān)，簡直令人絕望。比如有一個多元宇宙，偶爾會出現(xiàn)真空能量很小的子宇宙，只有在這些宇宙中星系可以形成。人們對希格斯質(zhì)量和夸克質(zhì)量的等級問題提出了類似的人擇論證?！睖夭裾f，他自己在 1980 年代就使用人擇原理正確估計(jì)了宇宙常數(shù)的近似值，這比通過觀測遙遠(yuǎn)超新星的（紅移）速度來推斷宇宙常數(shù)還早了10年。他承認(rèn)，這是一種令人沮喪的解決方案?！暗缥艺f過的，我們對自然法則施加了很多條件，比如邏輯一致性。但其實(shí)我們沒有權(quán)利施加這樣的條件，自然法則并不是為了讓我們快樂而運(yùn)行的！” 溫伯格今天對這一領(lǐng)域的看法與他在1979年發(fā)表諾貝爾獎演講時的看法幾乎一樣。他說唯一的區(qū)別在于弦理論，但弦理論還沒有成為一個可能的萬有理論?！俺酥?，我說過關(guān)于超出標(biāo)準(zhǔn)模型之外的未來，很不幸還沒有一個明確的想法可以突破它?！睖夭裾劦溃?0年前人們從對中微子振蕩的觀測中推斷并發(fā)現(xiàn)了中微子有質(zhì)量，但這也沒有威脅到標(biāo)準(zhǔn)模型。恰恰相反，中微子質(zhì)量是我們所期望的。 中微子與新物理 到1979年底溫伯格獲得諾貝爾獎時，他對場論已經(jīng)有了更細(xì)致入微的解釋，并發(fā)表了一篇題為“唯象學(xué)的拉格朗日量（Phenomenological Largrangians）”的論文。以施溫格等人的工作為基礎(chǔ)，溫伯格將標(biāo)準(zhǔn)模型表述為“有效”場論中的領(lǐng)頭階，而這僅僅是我們尚未發(fā)現(xiàn)的更深層微觀理論的低能量表現(xiàn)。在這種更現(xiàn)代的觀點(diǎn)中，場論不必非得是可重整的，也能在邏輯上保持一致性。除了可重整的項(xiàng)之外，還可以包含大量不可重整的項(xiàng)，這些項(xiàng)被一些非常大的質(zhì)量（對應(yīng)于真正理論適用的能級）的負(fù)冪次抑制。 對于中微子來說，將標(biāo)準(zhǔn)模型視為有效場理論具有重大意義。雖然簡單地將中微子質(zhì)量插入理論中會違反SU(2)×U(1)對稱，但溫伯格意識到輕子和希格斯雙重態(tài)之間的相互作用可以避免這種情況。至關(guān)重要的是，由于相互作用是不可重整的，它被一個非常大的質(zhì)量分母所抑制——這解釋了中微子質(zhì)量的存在以及為什么它們?nèi)绱宋⑿?，并產(chǎn)生了更一般的被稱為蹺蹺板機(jī)制的理論。 溫伯格說：“從某種意義上說，它是超出了標(biāo)準(zhǔn)模型的。但我更愿意說，它超出了領(lǐng)頭階——標(biāo)準(zhǔn)模型中可重整的、不受抑制的部分。”溫伯格說，“而引力也是！廣義相對論的對稱性不允許自旋為2的無質(zhì)量粒子——引力子——的任何可重整的相互作用的存在。我們知道引力，盡管它被非常強(qiáng)烈地抑制了，只是因?yàn)樗募臃ǖ奶匦? 地球的每個原子都在吸引下落的物體，總是朝著同一個方向拉。如果不是因?yàn)檫@個事實(shí)，我們不會從實(shí)驗(yàn)中知道它的存在，更不會在大型強(qiáng)子對撞機(jī)的實(shí)驗(yàn)中?！碑?dāng)然，中微子在1979年仍然被認(rèn)為是無質(zhì)量的。溫伯格并不認(rèn)為自己預(yù)測了中微子的質(zhì)量，但他認(rèn)為這是正確的解釋。他說更重要的是，產(chǎn)生中微子質(zhì)量的不可重整的相互作用，可能還伴隨著產(chǎn)生質(zhì)子衰變的不可重整的相互作用和其他尚未觀察到的事情，例如違反重子數(shù)守恒?！拔覀儗@些項(xiàng)的細(xì)節(jié)一無所知，但我發(fā)誓它們就在那里?！?/span> 至于什么是真正的基本粒子高能理論，溫伯格表示弦理論仍然是我們最大的希望?！拔液芨吲d人們正在研究弦理論并試圖進(jìn)一步探索它，盡管我注意到像威騰（Edward Witten）這樣的聰明人最近似乎已經(jīng)將注意力轉(zhuǎn)向了固體物理學(xué)。也許這是他們放棄的跡象，但我希望不是?！?溫伯格本人在1980年代后期進(jìn)行過弦理論的研究，寫了幾篇“極度不重要”的論文，然后他決定不將自己的職業(yè)生涯都投入在此。正如他 1992 年出版的《最終理論之夢》(Dreams of a Final Theory) 以及更早的諾貝爾演講中所記錄的那樣，他對自然的終極微觀理論有自己的直覺，植根于所謂“漸近安全（asymptotic safety）”的想法。溫伯格還希望有一天某個默默無聞的研究生在 arXiv 預(yù)印本上發(fā)表的一篇顛覆標(biāo)準(zhǔn)模型的論文——一種 21 世紀(jì)的粒子模型，“它結(jié)合了暗物質(zhì)和暗能量，用以前沒有人想到的想法，而且具有成為正確理論的所有標(biāo)志”。 在那一天到來之前，粒子物理學(xué)家只能滿足于在大型強(qiáng)子對撞機(jī)中搜索TeV能級的新粒子，并讓標(biāo)準(zhǔn)模型接受越來越精確的測試——不僅在LHC上，也在其他大型實(shí)驗(yàn)上。未來幾年，該領(lǐng)域還面臨著一個關(guān)鍵的決定，即下一個大型對撞機(jī)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是什么？一個直線或環(huán)形的正負(fù)電子對撞機(jī)；或是一個能量更高的強(qiáng)子對撞機(jī)？在目前提出的計(jì)劃中，實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)基本都包括精確測量希格斯玻色子。 未來的方向 溫伯格說，對接下來應(yīng)該建造什么樣的大裝置，他沒有具體的指導(dǎo)性意見?！耙环矫?，這取決于實(shí)驗(yàn)家實(shí)際上可以完成什么，而我無法做出判斷。這也取決于新物理到底是什么，我也無法做出判斷！如果我有一個關(guān)于超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理的具體建議，那么它可能會告訴我們應(yīng)該朝哪個方向發(fā)展，但目前我還沒有發(fā)現(xiàn)任何理論具有足夠的吸引力?！?雖然溫伯格想看到希格斯粒子——發(fā)現(xiàn)的第一個標(biāo)量粒子——的更詳細(xì)地觀測，但他擔(dān)心這只會證實(shí)希格斯機(jī)制最簡單的繪景?！耙?yàn)槿绻銏?jiān)持可重整的理論，你必然會得到這樣的結(jié)果。而且我認(rèn)為這樣做是正確的，原因我在1979年就想明白了?！?/span> 圖源：Matt Valentine 看到CERN在LHC上持續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而美國正在進(jìn)行中微子振蕩實(shí)驗(yàn)，溫伯格感到很高興，“放棄了建造超導(dǎo)超級對撞機(jī)（SSC）后，似乎這就是美國風(fēng)格?！彼J(rèn)為另一個應(yīng)該大力推進(jìn)的課題是尋找地球上的重子不守恒現(xiàn)象 (即質(zhì)子衰變)，他說目前最有希望取得進(jìn)展的領(lǐng)域是天文學(xué)。畢竟，沒有天文學(xué)的觀測我們無法想象暗物質(zhì)和暗能量的存在，而且這一實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域仍然成果豐富——最近發(fā)現(xiàn)的引力波就是證明。“天哪，這是最令人興奮的事情——研究引力輻射不僅是為了它本身，而是開辟了整個天文學(xué)領(lǐng)域?！?溫伯格最近工作的主題是宇宙學(xué)以及量子力學(xué)的基本問題，他目前正在與同事拉斐爾·福勞格拉 (Raphael Flaugera) 合作一篇論文，研究來自遠(yuǎn)距離源的引力波對星系間介質(zhì)的影響。 對物理的反思 毫無疑問，溫伯格1967年的論文改變了游戲規(guī)則，那他本人認(rèn)為這是他對物理學(xué)最重要的貢獻(xiàn)嗎？“哦，我不知道。我不喜歡贊美我自己的論文。1967年的論文是幾十年進(jìn)展的一部分。關(guān)注對稱性，尤其是對稱性破缺，可以追溯到 1960 年代初期，至少在我與戈德斯通和薩拉姆的論文中提出了無質(zhì)量戈德斯通玻色子的問題，之后希格斯等人告訴我們?nèi)绾伪苊馑鼈?。我猜我的論文是這個方向的一篇關(guān)鍵論文，但那十年來我一直在研究強(qiáng)相互作用背景下的對稱性破缺。然后是有效理論的發(fā)展，與其說這是一種理論，不如說是一種觀點(diǎn)?！?溫伯格最看重的東西并沒有體現(xiàn)在任何一篇論文中，當(dāng)然也沒有體現(xiàn)在任何一個模型中：它是關(guān)于改變物理學(xué)家們的觀點(diǎn)。 “我很珍視1967年的那篇論文，因?yàn)樗砻髁诵枰獙ふ乙环N基于對稱性自發(fā)破缺的可重整化的理論，而剛好它最終被證明是正確的模型! ”溫伯格從一開始就知道他的輕子模型是那種看起來就正確的理論，但他解釋說，并不是有某種智慧才能預(yù)見這種正確，而是需要很長一段時間的思考。溫伯格舉了一個有趣的例子——辨認(rèn)雞的公母——來解釋這個過程。他說在家禽養(yǎng)殖業(yè)，能夠確定新生雛雞的性別是很重要的：有一所學(xué)校里面教“雞性別學(xué)”，會提供給學(xué)生雛雞，然后詢問他們是公是母。如果猜錯了，他們就會受到一些懲罰；要是猜對了，則會獲得一些獎勵。重復(fù)這個過程數(shù)百次后，人們就能猜對了?！熬拖癜凑諏W(xué)過的方法去辨別雞的性別，科學(xué)不是某一個科學(xué)家的經(jīng)驗(yàn)，而是從古至今整個科學(xué)界逐步驗(yàn)證得出的，他們告訴我們哪些理論是優(yōu)美且正確的，我們也就可能會知道哪些理論是正確的?！?/span> 當(dāng)被問及如果可以選擇，他希望在有生之年解開什么謎團(tuán)時，溫伯格無需多想：他希望能夠解釋觀測到的夸克和輕子質(zhì)量的模式。1972年夏天，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)模型基本形成時，他給自己設(shè)定了一個任務(wù)——弄清夸克和輕子的質(zhì)量問題，但完全沒有頭緒?！澳鞘俏乙簧凶钤愀獾南奶?！我的意思是，顯然有更廣泛的問題，例如為什么是這樣的而不是什么都沒有？但如果你問一個非常具體的問題，就很難回答了。我現(xiàn)在也沒有比 1972 年夏天更接近這個問題的答案?！睖夭窕貞浾f，我們?nèi)匀豢梢月牫鏊膼琅?。他也不希望帶著不知道暗物質(zhì)是什么的遺憾離去。溫伯格表示，總是有各種各樣的挫折， “可是，怎么可能一帆風(fēng)順呢？我很享受我正在做的事情，而且我身體還不錯，我還有幾年的時間。2024 年4月這里會有日全食，我很期待看到?！?/span> 距他的著作《最初的三分鐘》（The First Three Minutes）發(fā)表已有40年了，這本書已被翻譯成22種語言，至今他還會收到版稅支票。溫伯格打算繼續(xù)寫作，他與劍橋大學(xué)出版社簽訂了一份合同，將根據(jù)他目前的教學(xué)工作出版一本名為Lectures on Astrophysics （《天體物理學(xué)講義》）的新書（已于2019年出版）。他還將與哈佛大學(xué)出版社合作出版第三本熱門論文集，第四本也在日程上了。 最后三分鐘 從他在康奈爾大學(xué)的本科時代，在普林斯頓的研究生學(xué)習(xí)，以及隨后在哥倫比亞、伯克利、哈佛、麻省理工學(xué)院和得克薩斯州的職位，史蒂文· 溫伯格的職業(yè)生涯是任何一位物理學(xué)家都向往的。他的名字將永遠(yuǎn)與我們對宇宙的基本理解聯(lián)系在一起，你會覺得這一切都不像通常意義上的“工作”?！拔锢韺W(xué)這項(xiàng)事業(yè)，除了你在物理領(lǐng)域的日常工作之外，它讓我有機(jī)會認(rèn)識很多有趣的人，并以同事的身份而不是游客的身份訪問不同的國家。與物理學(xué)同行交流，然后在共同理解的基礎(chǔ)上撰寫論文，超越了國界，這是多么令人興奮的事。我太喜歡這樣了。” 但這并不是說他有許多合作工作——與“輕子模型”一樣，他350 篇左右的論文中的大部分都是“一個人的工作”。 溫伯格并不是大家刻板印象中那種把自己鎖起來沉迷于工作的天才。他最好的想法從不是在他工作的時候想出的。他回憶說，有一天他洗完澡出來，對妻子大聲說，他弄明白了宇宙常數(shù)為什么這么小的原因（那是在他開始思考關(guān)于人擇解釋之前）?！叭缓蟮诙煳揖椭懒?，用低沉的聲音說，'錯了’！所以，人總是會有很多想法，但大多數(shù)都不好。偶爾你會發(fā)現(xiàn)一個不錯的想法，在辦公桌前就會工作得很開心。獲得好的想法不是通過努力，而是要去大量思考困擾你的問題。但這也不總是奏效——想想我1972年那個被毀掉的夏天吧！” 溫伯格從不在辦公室工作。他的研究工作總是在家里完成。在走廊盡頭，他和妻子各有一間辦公室，兩人經(jīng)?；ハ啻驍_?！拔覜]那么沉迷工作。我的辦公桌上有一臺電視機(jī)，工作時一直開著，通常是放一部老電影，因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)理論物理方面的工作與日常事務(wù)相去甚遠(yuǎn)。” 這不會分散注意力嗎？“但我需要分心才能留在辦公桌前，因?yàn)閷?shí)際的工作……是如此的'非人類’。研究物理的時候，我需要感覺到我仍然是人類的一部分?！?/span> 參考資料及注釋 [1] https:///a/birth-of-a-symmetry/ [2] https://journals./prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.19.1264 [3] https://en./wiki/Steven_Weinberg [4] https://journals./pr/abstract/10.1103/PhysRev.73.416 [5] https:///a/steven-weinberg-1933-2021/ 本文譯自 Model physicist https:///a/model-physicist/ |
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