解釋宇宙萬物質量起源 上帝粒子雙雄大翻身 奪諾貝爾物理獎

 
彼得．希格斯是無神論者，不愛「上帝」之稱。
圖片來源：香港文匯報

弗朗索瓦．恩勒特大學選錯科，棄工程轉讀物理。
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英國理論物理學家希格斯和比利時物理學家恩勒特，因推斷出希格斯玻色子而奪得今年諾貝爾物理學獎，一報去年大熱倒灶之仇。希格斯玻色子又稱「上帝粒子」，是粒子物理學標準模型中最後一種未被發現的粒子，它可以幫助解釋為何其它粒子會有質量，有助了解宇宙起源。兩人對獲獎都表示非常高興。

香港《明報》綜合報導，科學家一直都想了解物質的質量從何而來，以及為何一些物質如光線不含質量。81歲的恩勒特(Francois Englert)在1964年與同僚布魯特(Robert Brout)刊登文章，提出了標準粒子模型理論，84歲的希格斯(Peter Higgs)同年預言一種能吸引其他粒子、進而產生質量的玻色子的存在，即希格斯玻色子。

他指出，這種神秘粒子賦予萬物質量、令各式粒子能夠凝聚起來，現代粒子物理學的「標準模型(Standard Model)理論」，才得以自圓其說。如果沒有希格斯玻色子，人類及宇宙中其他所有相連的原子都不會存在，因此這項發現被譽為上世紀最重大的科學成就。

數以百計科學家近年在歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞器(LHC)中，一心一意尋找這種「上帝粒子」。於去年7月4日，科學家最終發現一個「類似希格斯玻色子」的新粒子，他們當時謹慎地表示，相信那就是上帝粒子。該發現橫掃當年多個「重大科學發現」排行榜，甚至被稱為「人類歷史上最為重要的基礎物理學突破之一」。

諾獎委員會在其官網公布的頒獎詞中表示，這兩名學者「理論上發現的一種機制，有助我們了解亞原子粒子的質量起源，近期也因發現科學家預言的這種基本粒子，而證實這項理論」。

希格斯對獲獎喜不自勝，感謝瑞典皇家科學院對研究的肯定，並感謝家人、朋友和同事支持。愛丁堡大學校長奧謝(Timothy O"Shea)表示，校方為希格斯獲獎感高興，並向他的研究成就致敬。恩勒特則表示，對得獎感到高興，但同時為當年與他一起發表報告、但於2011年去世的布魯特未能一起獲獎感到遺憾。

致力驗證「上帝粒子」理論的CERN在獎項公布後爆出如雷掌聲，並大開香檳慶祝。中心總監霍伊爾(Rolf Heuer)稱，這是粒子物理學界的重大日子，獲獎是重大成就。有中心研究員稱，雖然得獎的只是兩名科學家，但與此同時獎項亦是對千計在物理學界耕耘者的一次肯定。

物理學獎得主的公布時間比原定時間延後了1個小時，瑞典諾貝爾獎基金會沒有說明原因，只在網站上發布訊息說：「(瑞典皇家)科學院還在開會。」

美國科研多年來領先全球，就算是探索「上帝粒子」之上，也一馬當先，惟後來美國政策改變，腰斬撥款，結果讓歐洲大獲全勝。今屆醫學獎3名得主對美國近年大減研究經費撥款表示憂慮，恐怕這會令研究人員急於求成，眼實用型研究，長遠降低突破性和新世代基礎科學研究的出頭機會。

美國自1930年代由愛因斯坦開始吸納了大批歐洲科學家，使美國物理學鶴立雞群，先後發明原子彈、穿梭機和電腦等。在探索「上帝粒子」之上，美國也一馬當先，由能源部領軍，傾逾780億港元、1700名科學家，建構了全球最強大的費米Tevatron對撞機從事研究。(接下頁)

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不過，由於實惠並非顯著，當局於1993年便腰斬撥款，2011年更關閉了美國最強大的6公里長加速撞擊器。相反，歐洲20個國家合組的歐洲核子研究組織(CERN)歷時近20年、花逾700億港元的27公里粒子撞擊機(LHC)，雖於2008年才啟用，卻備受重視，成為全球最優越粒子物理學重地，吸引得各地相關科學家都寧捨在美國的科研，務求到CERN工作。如今當地除聘了約3000名員工，還有80個國家6500位科學家、工程師參與實驗。

耶魯大學校長等專家均曾表示，美國的科研缺乏公帤投資，包括培育數學、科學後進，有損國際競爭力。美國從事粒子撞擊機實驗的物理學者巴特(Pushpa Bhat)稱：「我們送了人上月球，我們有做得到的心態。我們卻只定位於阿二，這很不美國。」美國理論物理學家奎格(Chris Quigg)早有建構87公里長，比CERN威力要大3倍的超導超級對撞機藍本，惜沒有人投資。

另一方面，美國國家衛生研究院(NIH)是全球最大科研經費來源，資助全美逾2500大學及機構的逾30萬科研人員，本屆醫學獎3名得主亦是受惠者。但在美國聯邦政府3月開始的「分段削支」(sequestration)要求下，NIH本年度需削減5%預算，相當於15.5億美元(約121億港元)。

最新出爐3名醫學獎得主對NIH日漸重視「轉化科學」(translational science)，而忽略「基礎科學」(basic science)的現象感到憂慮。加州大學柏克萊分校的謝克曼(Randy Schekman)教授表示，很多年輕同事為爭取NIH經費，都自覺要做一些醫學相關的轉化研究。另一得獎者、史丹福大學的聚德霍夫(Thomas C. S dhof)說，美國民眾認為花大錢就要有實際成果，但「我認為，我們沒有東西要『轉化』破解，因為我們連精神分裂和自閉症這類腦病也不甚了解。」

1964年7月，希格斯被一篇與其觀點完全不同的文章啟發，兩周後開始撰寫兩篇有關希格斯玻色子的論文，它們後來成了現代粒子物理學的基礎。諷刺的是，他的論文被設在法國CERN的《歐洲物理學快報》編輯退回，經修改後才獲美國《物理評論通訊》採用。在差不多同一時間，比利時科學家恩勒特同年亦提出類似理論。

希格斯去年被問到「上帝粒子」名稱的來由時解釋，多年前有人在撰寫相關文章時，因覺得這種粒子太難找到， 便開玩笑地將其稱為「Goddamn particle」(該死粒子)，後來有編輯覺得這個名字不太好，就將其改成「上帝粒子」。

「希格斯玻色子」(Higgs Boson) 中的「Higgs」代表英國科學家希格斯，而「Boson」則是以印度已故物理學家博斯(Bose)命名。博斯1894年出生，1924年向著名物理學家愛因斯坦寄出一紙論文，結果引導物理學界發現名為「玻色—愛因斯坦凝聚態」的現象。這篇論文提及兩種基本次原子粒子，其一就是以博斯命名的「玻色子」。玻色子早希格斯的研究幾十年出現，因此不少人說博斯是「上帝粒子之父」。

香港《文匯報》綜合外電消息，彼得‧希格斯1929年5月29日出生於英國泰恩河畔紐卡斯爾，目前任職於英國愛丁堡大學理論物理學榮譽教授。因其重要性而被稱為「上帝粒子」的希格斯玻色子，名稱的一部分便是源自希格斯。但「上帝粒子」這外號令身為無神論者的希格斯相當不悅，然而他大部分時間仍是個溫和、低調的紳士。

希格斯早於1960年代已發表論文，斷言物質的質量來自一種未被發現的亞原子粒子，50年後其理論終獲證實，也獲諾貝爾獎肯定，相信他將與著名物理學家如愛因斯坦及普朗克等齊名。 (接下頁)

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雖然在物理學範疇成就卓越，但其日常生活卻有點「與時代脫節」，他不但沒有手機，家中也沒有電視和互聯網服務。據報他上周在家附近跌倒，近日正避世休養，令傳媒更難找到這位新晉諾獎得主。

希格斯在倫敦國王學院取得博士學位，1996年退休前一直在愛丁堡大學任教，多年來桃李滿門，不少研究希格斯玻色子的科學家都曾是其學生。

弗朗索瓦．恩勒特1932年11月6日出生於比利時埃特爾貝克，目前擔任比利時布魯塞爾自由大學理論物理學榮譽教授。

戴眼鏡、留著落腮鬍的恩勒特是「上帝粒子」理論的奠基者之一。他提起1964年與布魯構思理論的過程時，仍難掩興奮：「我們突然明白這理論是完美無瑕的，至少從邏輯上來說是這樣。」雖自稱對物理學「上癮」，但他進入大學時卻選修工程系。他坦言當時「揀錯科」，入學後才發現喜歡研究事物規律，而非如何應用。他於是在畢業後攻讀物理學碩士及博士。

1959年，他接到美國康奈爾大學教授布魯的邀請，前往美國研究學術問題；布魯數年後獲得比利時公民身份，於是移師布魯塞爾自由大學，與恩勒特聯手鑽研「上帝粒子」。代表「上帝粒子」課題的「BEH」理論便是以布魯、恩勒特及希格斯名字的第一個字母命名。

恩勒特與希格斯早在2004年已曾同獲另一物理學殊榮「沃爾夫獎」，前者今年7月獲比利時國王封為男爵。