從居里夫人到希格斯玻色子

 

香港城市大學（城大）的「法國－香港傑出講座系列」向來廣受歡迎，法國知名理論物理學家Edouard Brézin教授11月19日為之發表最近一場演講，題為「從居里夫人到希格斯玻色子：近百年來理論物理學的概念危機」。

 

Brézin教授說，理論物理學面臨重重問題，陷入危機，有時候解決方案雖不如人意，也不得不暫且採用。他舉出複雜的粒子物理學為例，指出儘管「弦理論」對闡釋量子力學有若干幫助，但並無證據表明該理論與自然現象聯繫得上。

 

他說：「設想一下，假設一座房子雖有許多扇門，但除了一扇之外，其餘都上了鎖。你要離開房子，除了那扇沒上鎖的門就別無出路。這有點好似有說服力的理論，眼下我們確實就只有這扇門是開通的。」

 

Brézin 教授是巴黎第六大學（又稱「皮埃爾和瑪麗•居里大學」）榮休教授、巴黎綜合理工大學名譽教授、法國科學院院士，亦是2011年狄拉克獎章得主。他在講座中引導聽眾領略高端理論物理學的紛繁複雜之處，同時指出理論物理學近百年來曾多次發生危機：一個問題的答案才逐漸確立，又浮現了另一個問題。

 

例如，2012年7月4日是一個具有歷史意義的日子，就在當天首次發現了希格斯玻色子的存在，似乎證實了四十年前首次提出的幾個理論。然而，為什麼這件事的意義如此重大？是否這就是某些評論者所信奉的「上帝粒子」？玻色子解答了什麼問題？

 

接著，Brézin教授帶領聽眾回顧了皮埃尔•居里和瑪麗•居里夫婦所處的時代及其對放射現象的開創性研究，解釋他們的研究如何引起了針對能源與物質的概念性探究。正是居里夫婦的發現，以及著名物理學家歐尼斯特•盧瑟福等科學家的發現，加上許多其他的創新，才得以勾勒出原子的結構，並在此基礎上提出了關於原子核、半衰期衰減、均質、中子、中微子的理論。其中最後的一項，即中微子假說，是美籍奧地利科學家沃爾夫岡•泡利首次提出的；他提到此事時，曾說：「我已假定有一種無法檢測的粒子存在。」

 

不過，Brézin教授說，科學家應該追踪研究物理學家的每一項關於發現新粒子的洞見，這是至關重要的，因為這些理念若付諸應用，將可深刻影響到某些領域，例如癌症的治療。

 

所以說，儘管道路肯定不是到此為止，但仍有許多扇門依然關閉；因此科學家往往必須鼓起勇氣，去推開可能未上鎖的門。