1967年11月20日,史蒂芬·温伯格在物理评论快报上发表了一篇标志性的论文《轻子模型》,为高能粒子物理学在20世纪后半叶的发展指明了方向。2017-2018年,全世界举办了多次会议以庆祝标准模型诞生50周年。在只有两页半纸的论文中,温伯格优雅而简洁地书写了宇宙中最深层的秘密。他的成果在当时无疑是革命性的。如今,这篇论文每周至少会被引用三次。
它的内容是粒子物理学的标准模型——迄今为止描述宇宙中的粒子是如何相互作用的最完整的理论核心。《轻子模型》是理论物理学史上被引用最多的论文之一,截止今天为止共被引用了11396次。
1979年,温伯格与阿卜杜勒·萨拉姆和谢尔登‧格拉肖因统一自然界中的四种基本力中的两种——电磁力和弱核力而获得了诺贝尔物理学奖。他们的“电弱理论”假设了光子和矢量玻色子之间存在对称性。温伯格提出,这种对称性由于与其他场的相互作用而“自发”破缺,因此无法被观测到。他的理论解释了该领域的几个令人困惑的问题,其中包括为什么左手性粒子和右手性粒子的弱相互作用不同。
最近,温伯格在《物理评论快报》上发表了一篇文章,回忆了标准模型发展初期那些令人兴奋的故事。在一次APS物理对他的采访中,温伯格解释了人们对标准模型的最初反应,以及为什么它被称为“标准”。同时,他还向那些正努力建立一个超越标准模型的理论的物理学家提出了建议。温伯格认为通过研究物理学的历史,我们可以了解所有物理学家做出的判断——以及错误的判断。
历史也可以是动力的源泉:通过了解物理理论背后的故事,作为物理学家的我们,可以感受到伟大历史进程的一部分。这种前进的感觉鼓舞着我们继续在办公桌前和实验室里奋斗。
我们的目标是找到一个解释所有力和粒子的“终极理论”,但是它的形式很模糊。在这一点上,这样一个基本理论似乎比以往任何时候都要遥远,因为有迹象表明,要看到它所需要的能量超过了我们力所能及的范围。
可惜的是,加速器实验还没有揭示出任何超越标准模型的东西,除了中微子的质量。你认为,现在的粒子物理学家面临的问题和你作为一个年轻科学家时遇到的问题有不同之处吗?是的,我认为50年前的情况和现在有所不同。当时,我们有太多实验数据,其中很多似乎不符合任何模式。这些问题令人生畏,但有许多方法可以应用于新理论。作为一名物理学家,那真是一个激动人心的时刻。
如今,很难想出一个我们可以认真对待的挑战。目前的难题并没有给理论学家提供很多机会,去提出可以通过实验验证的解决方案。你对接下来的一代人有什么建议吗?丘吉尔在第二次世界大战开始时有一句格言:“永不懈怠!”本着这种精神,我认为做点什么总好过什么都不做。我的建议是,尝试疯狂的想法,尝试创新的实验。总会有事情发生的。