彼得·希格斯，诺贝尔奖获得者物理学家，1929-2024

免费打开编辑文摘

诺贝尔奖获得者科学家彼得·希格斯的标志性成就是解开了物理宇宙为何成为可能的谜团。六十年后，他和他的同行的开创性理论工作正在引领人们对宇宙的过去和未来进行更深入的研究。

牛津大学粒子物理学教授艾伦·巴尔表示，希格斯粒子的思想“对我们对宇宙、物质和质量的理解产生了深远的影响”。

希格斯周一去世，享年 94 岁，他非凡的科学生涯由三个章节组成。 30 多岁的时候，令人惊叹的洞察力伴随着他在学术界度过了余下的职业生涯，直到 1996 年退休。

然后，在 2012 年，正如希格斯玻色子所预测的那样，一种被称为希格斯玻色子的粒子及其相关力场的存在得到了证实。现在，欧洲核研究组织 (CERN) 正在考虑一项 160 亿欧元的扩建项目，部分目的是研究这一具有宇宙意义的重大发现的特性。

“希格斯场和希格斯玻色子的概念在粒子物理学中是独一无二的，”剑桥大学粒子物理学教授、欧洲核子研究中心下一任总干事的英国候选人马克·汤普森说。 “这与我们见过的任何其他东西都不一样。”

希格斯1929年出生于泰恩河畔纽卡斯尔，曾在西米德兰兹郡、布里斯托尔和伦敦学习。参加布里斯托尔科塔姆文法学校他的灵感来自于一位名叫保罗·狄拉克的前学生的故事。狄拉克是量子力学的奠基理论家之一，并于 1933 年获得诺贝尔物理学奖。

希格斯后来回忆道：“我很好奇他做了什么，因为他的名字经常出现在以前学生的成就列表中。” “这让我在学习原子物理学和量子理论之前就开始阅读它们。”

希格斯在伦敦国王学院获得物理学博士学位，并在爱丁堡大学度过了他的大部分学术生涯。在爱丁堡，他将注意力转向一个根本性的难题。他在一个奇怪的亚原子世界中工作，苹果下落的经典牛顿物理学在这里崩溃了。

亚原子粒子宇宙模型很难解释为什么其中一些粒子应该具有质量，即由物质组成。这是一个问题：如果它们都没有质量，它们就无法融合形成具有质量的恒星、行星或生命形式。

希格斯得出的结论是，答案在于遍布宇宙的力场。他相信，迄今为止未知的粒子携带着来自该场的力，与其他粒子相互作用，从而赋予它们质量：从某种意义上说，它决定了它们。

希格斯后来使用了雪场（一种力场）的简化类比，人们和其他粒子穿着滑雪板、雪鞋和靴子穿过雪场。它们以不同的速度在该区域移动，控制它们与雪的相互作用。

希格斯的一篇早期论文被一家科学期刊拒绝。也许这反映了研究人员认为他的一些爱丁堡同事的看法，正如他在接受采访时所说，他的想法是， “有点古怪，也许是古怪。”。

他完善了自己的概念——对希格斯玻色子的存在做出了至关重要的预测——而其他理论家同时也提出了他们的开创性工作。当他因这项工作获得2013年诺贝尔奖时，他与比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒特分享了这一成果。

据了解，这位物理学家在诺贝尔奖公布当天出去吃午饭，以避免媒体关注。他一般都是退休人士，曾经说过这个提议是来自奖项他毁了他的一生。

完成后，希格斯的理论工作可能无法达到以前的高度，因为他的领域的技术方面在没有他的情况下已经发展起来。后来他谈到了 20 世纪 70 年代婚姻破裂后的一段沮丧时期。他还谈到，由于工会活动，他与大学的关系出现了摩擦。人们认为爱丁堡留住他的主要原因是他有朝一日可能获得诺贝尔奖。

那一天是在他 84 岁时度过的，突显了他的工作在我们对宇宙的科学探索中的重要性。

牛津大学理论物理学名誉教授、一本关于希格斯场的生活和工作的书的作者弗兰克·克洛斯指出，它表明宇宙“充满了一种叫做希格斯场的奇怪本质”。

“我们需要它，就像鱼需要水一样，”克洛斯谈到希格斯的非凡概念时说道。 “没有它，我们所知道的一切都不会存在。”