第66節(2 / 3)

但所有這些力的本質是什麼呢?是不是也如同電磁力那樣,是因為交換粒子而形成的?日本物理學家湯川秀樹——他或許是日本最著名的科學家——預言如此。在強相互作用力中,湯川認為這是因為核子交換一種新粒子——介子(meson)而形成的。他所預言的介子不久就為安德森等人所發現,不過那卻是一種不同的介子,現在稱為μ子,它和湯川理論無關。湯川所預言的那種介子現在稱為π子,它最終在1947年為英國人鮑威爾(CecilFrankPowell)在研究宇宙射線時所發現。湯川獲得了1949年的諾貝爾物理獎,而鮑威爾獲得了1950年的。對於強相互作用力的研究仍在繼續,人們把那些感受強相互作用力的核子稱為“強子”,比如質子、中子等。1964年,我們的蓋爾曼提出,所有的強子都可以進一步分割,這就是如今家喻戶曉的“誇克”模型。每個質子或中子都由3個誇克組成,每種誇克既有不同的“味道”,更有不同的“顏色”,在此基礎上人們發明了所謂的“量子色動力學”(QCD),來描述。誇克之間同樣通過交換粒子來維持作用力,這種被交換的粒子稱為“膠子”(gluon)。各位也許已經有些頭暈腦脹,我們就不進一步描述了。再說詳細描述基本粒子的模型需要太多的筆墨,引進太多的概念,但我們的史話所留下的篇幅已經不多,所以隻能這樣簡單地一筆帶過。如果想更好地了解有關知識,蓋爾曼曾寫過一本通俗的讀物《誇克與美洲豹》,而偉大的阿西莫夫(IsaacAsimov)則有更多精彩的論述,雖然時代已經不同,但許多作品卻仍然並不過時!

強相互作用是交換介子,那麼弱相互作用呢?湯川秀樹同樣預言它必定也交換某種粒子,這種粒子被稱為“中間玻色子”。與強作用力所不同的是,弱相互作用力的理論形式看上去同電磁作用力非常相似,這使得人們開始懷疑,這兩種力實際上是不是就是同一種東西,隻不過在不同的環境中表現得不盡相同而已?特別是當李政道與楊振寧提出了弱作用下宇稱不守恒之後,這一懷疑愈加強烈。終於到了60年代,統一弱相互作用力和電磁力的工作由美國人格拉肖(SheldonGlashow)、溫伯格(StevenWeinberg)和巴基斯坦人薩拉姆(AldusSalam)所完成,他們的成果被稱為“弱電統一理論”,3人最終為此得到了1979年的諾貝爾獎。該理論所預言的3種中間玻色子(W+,W-和Z0)到了80年代被實驗所全部發現,更加證實了它的正確性。

物理學家們現在開始大大地興奮起來了:既然電磁力和弱作用力已經被證明是同一種東西,可以被一個相同的理論所描述,那麼我們又有什麼理由不去相信,所有的4種力其實都是同一種東西呢?所有的物理學家都相信,上帝——大自然的創造者——他老人家是愛好簡單的,他不會把我們的世界搞得複雜不堪,讓人搖頭歎氣,他必定按照某一種標準的模式創造了這個宇宙!而我們要做的工作,就是把上帝所依據的這個藍圖找出來。這藍圖必定隻有一份,而所有的物理現象,物理力都被涵蓋在這個設計之中!如果模仿《獨立宣言》中那著名的句子,物理學家完全願意宣稱:

我們認為這是不言而喻的事實:每一種力都是被相同地創造的。

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Weholdthetruthtobeself-evident,thatallforcesarecreatedequal.