众所周知，我们自己和周围的物质都是真实存在的，它们都具有质量。然而，这个我们所熟知的现象以前却一度困扰着科学家们，因为科学家们在很长一段时间内都不知道物质为何具有质量。这个谜底终于在1964年被比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒、英国理论物理学家彼得·希格斯等人揭开了。他们认为，有一种玻色子赋予了其他基本粒子以惯性，从而让物质具有了质量。

然而，为了验证他们的这一猜想，则整整花了将近50年的时间。直到近几年，物理学家才通过尖端科学仪器找到了希格斯玻色子。希格斯等人也因此在提出猜想将近50年后，获得了一个“迟到”的大奖——诺贝尔物理学奖。

质量从何而来

物质具有质量似乎是天经地义的事情，但是，至于物质为何会具有质量，则是一个十分重大的科学问题。直到进入20世纪以后，科学家才发现，物质是由原子组成的，而原子则是由一些更基本的粒子组成。

在粒子物理学里，标准模型是一种被广泛接受的框架，可以描述强力、弱力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子。标准模型中的粒子可分为三大类共62种，分别是12种轻子、36种夸克和14种玻色子。

在希格斯玻色子没有提出之前，物理学的标准模型中只有61种基本粒子，科学家不知道这些基本粒子为何会让物质具有质量，尽管许多基本粒子的质量已经被测量出来了。更让人困惑的事情是由杨振宁引发的。1954年，当时的旅美物理学家杨振宁与同事米尔斯一起，提出了杨-米尔斯理论。按照这个理论，标准模型中的矢量玻色子是没有质量的。然而，根据当时的一些实验结果进行推算，矢量玻色子却是有质量的。

在理论和实验产生矛盾的情况下，如果实验结果没有误差的话，那么肯定是理论存在一定的问题，也就是还不够完善。也正是如此，杨-米尔斯理论提出后，在很长时间内，一直没有得到物理学界的重视。直到10年后希格斯等人发现了可以让矢量玻色子产生质量的玻色子，这个理论才得以重视。在20世纪60年代初，不少理论物理学家研究弱力、强力和电磁力统一理论的时候，也遇到了类似杨振宁的困境。按照当时的物理理论，传递作用力的粒子只能是没有质量的粒子，这也意味着被传递的作用力是长程力（长程力是指作用强度随距离的增加而减少。如静电力、万有引力等）。按照我们的常识，光波似乎符合这样的结论，因为我们感受不到光子的质量，尽管光子也是有质量的。然而，按照这些理论，电子、质子也都没有质量，这就导致了这种说法：所有物质都是没有质量的。

谁发现物质有了质量

按照理论物理学家的研究，我们似乎生活在一个没有质量的虚幻空间中，但事实上，我们生活的世界明明是具有质量的。那么，为什么那些理论物理学家却让世界失去了质量呢？ 对于20世纪50年代的物理学家来说，杨振宁等人的物理理论是无懈可击的。那么，问题究竟出在哪里呢？许多科学家开始研究这个问题。因此，从某种意义上来说，杨振宁等人促成了希格斯等人获得2013年诺贝尔科学奖。当然，希格斯等人也令杨振宁等人的理论获得了重视。

1964年，恩格勒和布鲁特发表论文称，是一种特殊的场使基本粒子产生惯性而拥有了质量。他们进一步预言，产生这种场的粒子是一种玻色子。当年，希格斯也发表了类似的论文来阐述物质获得质量的机制。按照当时的发表顺序，恩格勒和布鲁特在1964年8月发表了相关论文，而希格斯在1964年9月发表了相关论文。可是，在这之前，人们只知道希格斯，如果不是今年诺贝尔奖的公布，公众可能很难知晓恩格勒的名字，更不用说布鲁特了。

那么，为何希格斯获得了新粒子的命名且名扬天下，而恩格勒和布鲁特却一直寂寂无名呢？按照科学界的规则，新发现的命名如果不是多人联名，那就按照最先发现者的名字给予命名。但是，这个发现出现了一点意外。原来，在理论物理学界颇有影响的美国物理学家史蒂文·温伯格在一篇论文中引用错了两组科学家发表论文的顺序，这就导致其他研究人员误以为希格斯是最早的提出者。因此，让物质拥有质量的“玻色子”最终以“希格斯”的名字命名。

“希格斯玻色子”产生的场（也被命名为“希格斯场”）就像电场、磁场、引力场那样可以对其他物质产生作用。按照希格斯等人的理论，“希格斯玻色子”在宇宙中广泛存在，是所有物质的质量之源，其他粒子在“希格斯场”中游弋并产生惯性，进而形成质量，构筑成大千世界。

1988年，诺贝尔物理学奖获得者莱德曼曾经以“上帝粒子”来称呼“希格斯玻色子”，因为在西方的一些宗教理论中，上帝创造了万物。而“希格斯粒子”赋予了万物以质量，它就像上帝一样伟大。如果宇宙中的“希格斯粒子”突然消失，整个宇宙将分崩离析，成为难以聚积起来的“一盘散沙”。对于“希格斯玻色子”的名字，据说希格斯本人表示谦逊，自认不配。他坚称自己是无神论者，更是反对“上帝粒子”的叫法。现在，“希格斯粒子”已成为整个粒子物理学界研究的中心，莱德曼则更形象地将其称为“指挥着宇宙交响曲的粒子”。

实验验证希格斯玻色子的存在

在“希格斯粒子”相关理论的传播过程中，恩格勒被埋没了，比恩格勒更“冤”的是布鲁特。他在2011年5月去世。他不仅未能见证希格斯玻色子获得实验证实，也未能领取诺贝尔奖，因为诺贝尔奖不授予过世的科学家。这不能不说是一种遗憾。或许有人会问，“希格斯玻色子”早在1964年就由3位科学家提出来了，为何诺贝尔评奖委员会要在将近几十年后才颁奖呢？以后岂不是活得更长的科学家才能获得诺贝尔科学奖？

这倒不怪诺贝尔评奖委员会。因为诺贝尔评奖委员会有一个不成文的惯例，科学奖如果要颁发给理论科学家，只能颁发给那些获得实验验证的科学理论。比如，爱因斯坦是举世公认的伟大的理论物理学家，他因相对论而名扬天下，然而，他获得1921年诺贝尔物理学奖不是因为他提出了“相对论”，而是因为他发现了光电效应。

后者显然没有前者重要，但是却是实验可以验证的。又比如，霍金是举世公认的重要的理论物理学家，但是学界都知道他不可能获得诺贝尔奖，因为他的理论超前得快接近“科幻”了，很难被现在的技术手段所验证。

我们把话题再拉回到希格斯玻色子。希格斯玻色子是一种自旋为0的玻色子。所谓玻色子，就是一些自旋为0或正整数的粒子，比如光子、中子、质子、电子等。当粒子（比如希格斯玻色子）自旋为0时，它围绕粒子中心无论怎么自旋，都可以和原来的粒子重合。也就是说，希格斯玻色子从各个角度看都是一样的，这个特性也导致了要探测和捕获它都是一件十分困难的事情。

然而，科学家没有放弃捕获希格斯粒子的努力。就在布鲁特逝世的2011年，欧洲核子研究中心利用大型强子对撞机（LHC），已经对捕获希格斯粒子进行了不少实验。

几年前研究人员根据实验数据推算希格斯粒子的质量。2016年欧洲核子研究中心宣布，他们发现了一种独特的亚原子粒子，它很可能就是希格斯粒子。当时希格斯在接受采访时说，那“真是难以置信”的结果，因为希格斯本人深知希格斯粒子个性独特，很难把它们捕捉到。

不过，其他物理学家却比希格斯有信心多了，大家一致认为这次是真的。逢赌必输的已故科学家霍金曾经和人打赌，欧洲核子研究中心找不到希格斯粒子。赌注是100美元。尽管欧洲核子研究中心还没有最终确认，但是霍金已经通过阅读相关论文认为希格斯粒子已经找到了，他为此付出了100元“赌资”。当时霍金还预言，希格斯很快就可获得诺贝尔物理学奖了。（这次霍金赌赢了）

早些年，欧洲核子研究组织发布新闻，先前探测到的新粒子的确是希格斯玻色子。正是这最终的确认，让希格斯和恩格勒等人将近几十年年前的理论研究获得了实验的证实，他们获得诺贝尔奖也算是众望所归。甚至有媒体和研究人员此前放出“狠话”：要是诺贝尔物理学奖不颁给希格斯，那就将是一大丑闻。

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